Изоляция относится к мерам по энергосбережению, которые обеспечивают сопротивление тепловому потоку. Естественно, тепло переходит от более теплого к более холодному пространству. Изолируя дом, можно уменьшить потери тепла в зданиях в холодную погоду или климат и уменьшить избыток тепла в более теплую погоду или климат. Изоляция дома имеет несколько преимуществ, таких как экономия энергии, экономия средств и повышенный комфорт. Препятствиями для принятия мер по энергосбережению могут быть разделенные стимулы, относительно высокие инвестиционные затраты, а также время и усилия, необходимые для реализации энергосбережения. Существует несколько видов изоляции от потерь тепла в холодном климате, каждый со своими техническими характеристиками и финансовыми затратами и преимуществами. Меры по изоляции, как правило, являются одним из наиболее экономически эффективных мер по энергосбережению.
Введение
Изолируя дом, можно уменьшить потери тепла в зданиях в холодную погоду или климат и уменьшить избыток тепла в более теплую погоду или климат. Таким образом, изоляция ограничивает потребность в отоплении или охлаждении дома. Тепловые потери или излишки тепла возникают из-за разницы между температурой воздуха внутри и снаружи помещения. Естественно, тепло перетекает из более теплого в более холодное пространство, и температуры будут стремиться к равновесной температуре, физическому явлению, основанному на таких механизмах, как передача (поток тепла через материалы) и вентиляция (поток тепла по воздуху). Изоляция направлена на снижение скорости схождения температуры, чтобы уменьшить потребность в нагреве или охлаждении.
Это описание технологии сосредоточено на изоляции от потерь тепла, но включает некоторые ссылки на изоляцию для охлаждения.
Существует несколько видов изоляционных мероприятий. Ниже описаны мероприятия по утеплению жилых зданий:
Утепление стен, крыши и чердака, пола и грунта
Изоляция стен, крыши и пола может быть выполнена путем прикрепления изоляционного материала к стене, крыше или полу как с внутренней, так и с внешней стороны, например, с помощью изоляционных плит. Различные материалы для стен, крыш и полов требуют различных мер по утеплению. Здания могут, например, иметь полые стены, состоящие из двух «оболочек», разделенных полым пространством. Это пространство уже обеспечивает некоторую изоляцию, но может быть заполнено дополнительным изоляционным материалом, например, пеной, для дальнейшего улучшения эффекта изоляции. Утепление плоских крыш отличается от утепления более крутых крыш.
Полы обычно сделаны из дерева или бетона, каждый из которых требует определенных мер по изоляции. Другим вариантом снижения потерь тепла в землю является изоляция грунта, например, путем размещения изоляционного материала на грунте в так называемом «подвальном пространстве» (очень низком подвале).
Возраст здания является важным фактором, определяющим тип изоляции и способ ее укладки, например, укладывается ли изоляция снаружи или внутри конструкции.
Утепление окон и дверей
Окна и наружные двери оказывают большое влияние на потребности здания в отоплении и охлаждении. Новые материалы, покрытия и конструкции позволили значительно повысить энергоэффективность новых высокоэффективных окон и дверей. Новые высококачественные окна могут быть в шесть раз более энергоэффективными, чем старые окна более низкого качества (Pew Centre, 2009). Некоторые из последних разработок, касающихся улучшенных окон, включают в себя многослойное остекление, использование двух или более оконных стекол или других пленок для изоляции, а также низкоэмиссионные покрытия, уменьшающие поток инфракрасной энергии из здания в окружающую среду (Pew Centre, 2009). . Внимание нужно уделить не только самому окну, но и оконной раме, которая может существенно повлиять на уровень теплоизоляции окна.
Заделка трещин
Еще одной изоляционной мерой, снижающей потери тепла, является заделка трещин в «оболочке» здания. Трещины вызывают инфильтрацию холодного воздуха снаружи или утечку теплого воздуха наружу. Полосы или другой материал можно использовать для герметизации щелей в движущихся частях, таких как окна и двери, а также в местах, где различные строительные детали крепятся друг к другу.
Осуществимость технологии и эксплуатационные потребности
Увеличение теплоизоляции технически осуществимо почти для всех зданий, хотя наиболее эффективно добавлять теплоизоляцию на этапе строительства. Из-за разнообразия изоляционных мер практически для каждого здания имеется подходящий вариант, поскольку в большинстве зданий есть возможности для улучшения изоляции. Наряду с техническими требованиями также играют роль предпочтения человека в отношении комфорта и эстетики, например, для окон лучшая теплоизоляция достигается за счет более низкой инсоляции, т.е. меньшего количества света.
На практике целесообразность мер по утеплению во многом зависит от текущего технического состояния жилого помещения. В частности, уже установленная изоляция ограничивает дополнительную изоляцию. Это связано с физическим пространством, оставленным для изоляции, и пригодностью существующей конструкции (например, наличие полой стены или достаточной ширины полости, достаточного пространства рамы для установки лучше изолированных, но обычно более толстых окон, достаточного пространства под полом), но также потому, что действует закон убывающей отдачи: каждый дополнительный слой изоляции обеспечивает меньшую экономию энергии, чем предыдущий.
Уровень изоляции, который может быть достигнут с помощью различных изоляционных материалов, т. е. значение изоляции, обычно выражается как значение R. Значение R указывает на сопротивление изоляционного материала тепловому потоку. Чем выше значение R, тем лучше изоляция стены, крыши или пола. Для окон используется значение U, математически отличное, но аналогичное значению R. В отличие от значения R, чем ниже значение U, тем лучше изоляция окна. В таблице 1 представлены типичные значения изоляции стен, крыши, пола и окон (стекло и рама) в голландских зданиях в зависимости от их возраста.
Теплопотери и типичные форматы изоляции
Полость стены и другая изоляция стены (внутри/снаружи)
5 см > Rc = 1,61 8 см > Rc = 2,36 (только снаружи/внутри)
5 сантиметров > Rc = 1,61 7 сантиметров > Rc = 2,11 8 сантиметров > Rc = 2,36 (только наружу/внутрь) 10 сантиметров > Rc = 2,86 (только наружу/внутрь)
Конструкция SURE: каркас 02 этажа
Поскольку мы закрываем нижнюю часть каркаса пола, наша система пола представляет собой четырехгранную коробку. Это означало, что нам нужно утеплить перед установкой настила пола, а не типичная строительная последовательность. Кроме того, поскольку мы строим SURE HOUSE в виде трех отдельных модулей для транспортировки, каждый из которых имеет свою индивидуальную упаковку каркаса, нам необходимо было утеплить и обшить каждый модуль отдельно. Это требовало тесной координации между каркасом и изоляцией. Здесь завершен каркас пола первого модуля, а во время отделки каркаса идет утепление второго.
— Мы рады, что начали строить SURE HOUSE на стоянке на территории кампуса Технологического института Стивенса в Хобокене, штат Нью-Джерси. «SURE Construction» — это часть нашего блога PopSci, которую мы будем использовать для ведения хроники нашего процесса строительства. Заходите почаще, если вы хотите следить за нашим прогрессом и получать из первых рук представление о том, как формируется устойчивый и устойчивый дом.
SURE означает устойчивый и устойчивый. В основе нашего подхода к устойчивому развитию лежит высокоэффективная оболочка здания, которая позволяет поддерживать комфорт внутри дома, используя очень мало энергии. В области устойчивости мы уделяем особое внимание защите от штормов и наводнений. Сочетание этих стратегий при строительстве дома, который также необходимо разобрать, перевезти по стране, а затем быстро восстановить, создает уникальные проблемы на каждом этапе. Обрамление нашего пола было действительно началом этого танца.
SURE HOUSE покрыт слоем гидроизоляции. Мы начали укладку пола в цеху, где приклеили листы АБС-пластика к шпунтовой обшивке пола…
Пластик + OSB (ориентированно-стружечная плита)
…создание ламинированной водостойкой обшивки собственной разработки.
Приложение к Фонду
Затем мы установили эти листы на наш временный фундамент и прикрепили каркас пола через часть OSB ламинированной обшивки.
Это позволило нам свести к минимуму проникновения в гидроизоляцию под нашим полом.
Каркас пола был типичным, но несколько сложным. Здесь вы можете увидеть раскрывающийся список в раме, позволяющий нашим большим южным подъемным и раздвижным стеклянным дверям иметь пороги на одном уровне с чистовым полом. Коробка, обрамленная двутавровыми балками и секцией каркаса из LVL, связана с нашими сантехническими трассами и потрясающим проходным полом для душа.
Поскольку мы закрываем нижнюю часть каркаса пола, наша система пола представляет собой четырехгранную коробку. Это означало, что нам нужно утеплить перед установкой настила пола, а не типичная строительная последовательность. Кроме того, поскольку мы строим SURE HOUSE в виде трех отдельных модулей для транспортировки, каждый из которых имеет свою индивидуальную упаковку каркаса, нам необходимо было утеплить и обшить каждый модуль отдельно. Это требовало тесной координации между каркасом и изоляцией. Здесь завершен каркас пола первого модуля, а во время отделки каркаса идет утепление второго.
Мы разработали паропроницаемую, защищенную от затопления сборку стен и пола (подробнее об этом в следующем блоге), в которой используется изоляция из каменной ваты ROXUL. Мы установили латы между двутавровыми балками…
Полость не заполнена
….тщательно заполняя все небольшие полости.
Соображения высокой производительности
Высокая производительность зависит от деталей. Чтобы получить R-30, который нам нужен в полу, чтобы соответствовать нашим характеристикам, установленным с помощью компьютерного моделирования, нам не нужно было заполнять всю полость, но мы должны были убедиться, что края каркаса изолированы, чтобы уменьшить тепловые мосты ( места, где изоляция прорвана материалом с более высокой теплопроводностью). Мы нарезали полосы ComfortBatt и прикрепили их к балке перекрытия по периметру с помощью фанерной шайбы.
Выполнено утепление пола
Модуль второго этажа с утеплением завершен.
Герметизация воздуха для эффективности
Наш подход к устойчивому развитию основан на снижении энергопотребления за счет создания высокоизолированной, воздухонепроницаемой оболочки здания. В нашем этаже внутренняя обшивка палубы является нашим воздушным барьером, зоной, где воздух снаружи не может проникнуть в дом. Это означает, что мы должны герметизировать все стыки обшивки. Для этого мы использовали невероятно паропроницаемую ленту от Pro Clima, Tescon Vana…
SURE Знак одобрения
Этот материал действительно прочный, и как только он упадет, он останется внизу и полностью запечатает. Настолько, что в нашем случае мы также смогли использовать его в качестве временного гидрозатвора, пока наш пол подвергался воздействию дождя, прежде чем попасть под крышу. У нас был дождь, и это сработало отлично!
Готовые напольные модули
Вот мы и закончили первые два модуля. Секции чернового пола с оранжевой аэрозольной краской представляют собой панели, которые не были приклеены на место, чтобы мы могли поднять их либо для доступа (1) к болтам, скрепляющим модули, либо (2) к сантехническим и электрическим проходам через раму пола.
Обрамление стен деревом и сталью.
Келси Д. Атертон — журналист, специализирующийся на военных технологиях, сотрудничающий с журналом Popular Science с 2013 года. Он освещает беспилотные роботы и другие беспилотники, системы связи, ядерное предприятие и технологии, которые используются при планировании, ведении и смягчении последствий войны.
