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隔热不足也会导致霉菌滋生,因为热空气迅速冷却会导致水蒸气凝结。过去,人们曾使用泥土、石棉和软木作为建筑物和管道的隔热材料。如今的隔热产品效率更高,尤其是在配合气密性和通风措施的情况下。
工作原理
保温材料内部含有许多微小的空气腔,安装在建筑物的内外表面或空腔内可以减缓热量的传递。每种保温材料都有一个R值,用于衡量其隔热性能。R值越高,保温性能越好。材料的R值会随密度而变化,因此,尤其是在安装散装保温材料时,需要选择合适的密度才能达到最佳R值。
合适的隔热材料取决于地区气候和建筑物的体量。请查阅宾夕法尼亚州建筑规范,了解天花板、墙壁、地下室和其他建筑构件的最新最低R值。
建筑物隔热的最佳方法是设置清晰的热边界。建筑物的热边界将室内(供暖或制冷)空间与室外或非供暖区域分隔开来。建筑物的热边界周围应进行连续隔热,包括边角。位于热边界之外的管道和炉膛等外部空间,例如未装修的地下室,也应进行隔热处理。
在构建隔热层时,常见的问题是热桥效应。当导热材料跨越隔热层时,热量会从一侧传递到另一侧,从而导致热桥效应。例如,如果隔热材料仅放置在木龙骨之间,而没有覆盖或位于龙骨后方,木材仍会继续将热量传导至墙体。为了避免热桥效应,应尽量减少木材、钢材和铝材等导热材料的使用,或者设置隔热断桥,使导热材料彼此隔离。通过考虑每面墙体中使用的各种材料,可以计算建筑物的供暖负荷,从而了解隔热层对节能效果的影响。
关于保温材料的一个主要误解是它本身就具有气密性。虽然某些类型的保温材料,例如挤塑聚苯乙烯或喷涂泡沫,可以起到一定的气密作用,但这种说法并不成立。尤其需要注意的是,保温棉和保温毯并不能起到气密作用。事实上,空气在保温材料内部或周围流动是造成能源浪费的主要原因之一。因此,必须同时安装隔热层和气密层,并且通常需要将两者完全贴合。
另一个重要步骤是用隔热胶带或喷涂泡沫密封所有隔热层接缝,使隔热层和气密层连续不漏。即使是只占墙体面积一小部分的缝隙,也会造成严重的隔热性能下降。
房屋的地下室和阁楼在隔热时需要特别注意。两者都可以不进行装修,这通常意味着它们不属于隔热层。房主必须考虑空间的预期用途,以及地下室高于地面的部分等情况。在地下室,防潮措施不容忽视。潮湿的地下室会导致霉菌滋生、结构损坏或隔热材料腐烂。

类型、成本和安装
保温材料种类繁多,包括棉毡、硬质板、喷涂泡沫和散装填充物。保温材料的R值取决于其质量!优质的保温材料虽然前期投入较高,但从长远来看,它能显著节省能源,并减少暖通空调系统的磨损,从而带来丰厚的回报。
隔热材料可以帮助新建房屋达到一般节能税收抵免(针对房主和建筑商)的要求,该抵免基于相对于 2006 年国际节能规范基准的能源消耗减少。
柔性棉絮和毯子
由松散粘合的玻璃纤维、矿物棉、牛仔布或天然纤维组成的柔性隔热棉卷和毯是美国最常用的保温材料。大多数产品都覆有铝箔或牛皮纸。务必确保所选品牌不含甲醛作为粘合剂。隔热毯并非预先切割好的,而隔热棉卷则有多种尺寸,可以轻松填充间距为 16 英寸或 24 英寸的立柱或托梁之间。隔热棉卷应切割或拆分以绕过障碍物,切勿挤压。同样,应将其精确切割成合适的长度以填充空腔。如果隔热棉卷与相邻表面没有完全接触,其 R 值会大幅降低。隔热棉卷和毯的 R 值通常在每英寸 R-2.5 到 R-4.5 之间。
泡沫板
另一种常见的保温材料是泡沫板,它具有很高的防水性能,并且由于可以覆盖包括框架在内的整个墙体,因此非常适合用作隔热层。泡沫板以 4 英尺 x 8 英尺的板材出售(每张 10 至 60 美元),其 R 值取决于其成分。例如,膨胀聚苯乙烯 (EPS) 的 R 值与保温棉毡相似,每英寸 R 值在 R-3.6 至 R-4.2 之间。挤塑聚苯乙烯 (XPS) 密度更高,R 值更高,约为每英寸 R-5。聚异氰脲酸酯板是市面上建筑保温材料中 R 值最高的材料之一,每英寸 R 值在 R-5.6 至 R-7 之间。由于每英寸 R 值高,挤塑聚苯乙烯和聚异氰脲酸酯板适用于空间有限的场所。其他硬质保温板,例如玻璃纤维板或矿棉板,也有出售,但它们并不具备泡沫板的所有特性。
喷涂泡沫
这是一种高效且用途广泛的保温材料。它的两种成分在喷枪喷嘴处混合,形成液态泡沫,喷涂后会在表面上膨胀并硬化。大多数喷涂泡沫以聚氨酯为主要成分,但具体成分可能有所不同。务必确认所选泡沫品牌不含氢氟碳化合物(HFC)或氢氯氟烃(HCFC),因为它们是温室气体。喷涂泡沫非常适合不规则表面和细小缝隙、裂缝或接缝,但也可用于大面积保温,例如墙壁、天花板甚至屋顶外墙。安装喷涂泡沫保温材料时必须佩戴防护装备,通常情况下,聘请专业人员是最佳选择。
喷涂泡沫分为开孔型和闭孔型两种,两者之间存在一些关键区别。闭孔型泡沫的R值(隔热值)为每英寸R-6至R-7,而开孔型泡沫以及许多其他类型的保温材料的R值仅为每英寸R-3至R-4。开孔型泡沫不应用于潮湿区域。虽然开孔型泡沫比闭孔型泡沫便宜,但两者都比毡状保温材料贵得多。喷涂泡沫可以起到空气屏障的作用,从而有助于节省额外的成本。
散装填充保温材料
这种类型的保温材料适用于封闭空间(例如,改造后的墙体)以及阁楼。它可以由吹入式玻璃纤维或矿棉、吹入式纤维素、蛭石或珍珠岩制成。蛭石和珍珠岩尤其适用于表面粗糙的空腔,因为吹入式保温材料容易卡住并阻碍安装。但务必选择不含石棉的品牌。散装填充保温材料的典型R值介于R-2.5和R-4.5之间,而吹入式保温材料的R值在按照理想密度安装时达到最佳。

系统集成计划
结构保温板(SIPs)和保温混凝土模板(ICFs)这两种相对较新的保温技术在绿色建筑市场中越来越受欢迎。SIPs是一种多功能材料,由夹在两层结构板(通常是定向刨花板)之间的硬质泡沫保温层构成。泡沫芯材通常是膨胀聚苯乙烯、聚氨酯或聚异氰脲酸酯。SIPs在建筑物中可用作结构构件、保温层和气密层。它们非常坚固,可以防止建筑物变形或下陷。由于板材是根据每栋建筑的实际情况定制的,因此尺寸(最大可达8英尺×24英尺)、厚度(4.5英寸至12.25英寸)甚至形状都有多种选择。
由于结构保温板(SIPs)是预制件,与其他新建建筑的框架和保温方法相比,使用它们可以节省时间和人工成本。有些SIPs甚至已经预先切割了窗户开口并安装了电线槽。SIPs还能使建筑物具有极高的气密性,因此需要良好的通风系统。结构保温板的R值取决于其厚度,范围从R-14到R-45不等。值得注意的是,R值相对较低的SIPs可能仍然优于其他R值略高的保温材料,因为SIPs的R值已经考虑了整面墙的保温性能。
结构保温板(SIPs)比传统材料更昂贵,但它兼具多种功能。总体而言,它们的安装难度与其他框架和保温材料相差无几,但确实需要一定的知识和设备。使用SIPs建造的项目必须提前精心规划,以避免错误、临时变更以及因需要订购额外板材而造成的延误。对SIPs进行改造最好使用专用工具,并且还需要起重机将上层和屋顶板材吊装到位。板材之间使用特殊的粘合剂粘合,安装到位后,接缝处用胶带、填缝剂或喷涂泡沫密封。在SIPs建筑中安装嵌入式照明、管道、外墙覆层和屋顶需要采用特定的方法。SIPs必须避免受潮。
保温混凝土模板
这些构件最初是由两面泡沫层通过塑料垫片连接而成的独立模块。这些模块形状各异,可用于建造转角和墙体,它们相互契合,形成中空的泡沫结构。之后,施工人员将混凝土灌入内部,泡沫保温混凝土墙体就完成了。ICF(保温混凝土模板)强度极高,比SIP(结构保温板)更耐潮、防火且隔音。它们尤其适用于地下室或需要强力加固的区域。
ICF墙体的R值通常在12左右,由于其高热容量,在昼夜温差较大的地区,例如白天温度高于室内理想温度、夜晚温度低于理想温度的地区,ICF墙体有助于提高建筑的能源效率。被动式采暖也可能成为可能。另一方面,ICF建筑需要大量的混凝土,而且一旦建成,翻新难度较大。虽然ICF墙体比传统保温材料更昂贵,但与结构保温板(SIP)一样,它们在建筑中可以发挥多种作用。
草捆
一种非常规的保温方法是使用稻草捆,稻草捆本身就是一种兼具保温和结构双重功能的实用材料。用稻草捆建造房屋可以利用废弃物,打造易于定制的空间,其厚实的墙壁保温性能可达R-35。与许多保温材料一样,稻草容易受潮损坏。稻草捆房屋通常覆盖灰泥、粘土或石膏,防火性能良好,如果维护得当,使用寿命可很长。建筑或拆除废料是可生物降解的。
良好隔热性能的优势
节约用于建筑物供暖和制冷的能源
节省能源账单、暖通空调设备甚至除湿费用
通过减少车内温度波动来提高舒适度
它还可以起到隔音、隔气和/或隔汽的作用,或者增强结构强度。