Суперизоляция - Superinsulation

О явлении в материалах, родственных сверхпроводимости, см. Суперизолятор.
В пассивный дом Стандарт сочетает в себе суперизоляцию с другими методами и технологиями для достижения сверхнизкого энергопотребления.

Суперизоляция - это подход к проектированию, строительству и переоборудованию зданий, который значительно снижает потери (и прирост) тепла за счет использования гораздо более высоких уровней изоляции и герметичности, чем обычно. Суперизоляция - один из предков пассивный дом подход.

Определение

Не существует общепринятого определения суперизоляции, но суперизолированные здания обычно включают:

  • Очень высокий уровень изоляция обычно Р-40 (РСИ-7) стены и Р-60 (РСИ-10.6) крыша, соответствующая SI U-значения 0,15 и 0,1 Вт / (м² · K) соответственно)
  • Детали для обеспечения непрерывности изоляции там, где стены встречаются с крышами, фундаментом и другими стенами
  • Герметичная конструкция, особенно вокруг дверей и окон, для предотвращения проникновения воздуха внутрь или наружу
  • а вентиляция с рекуперацией тепла система подачи свежего воздуха
  • Нет больших окон, выходящих в определенном направлении
  • Намного меньше, чем обычная система отопления, иногда просто небольшой резервный нагреватель

Ниссон и Датт (1985) предполагают, что дом можно охарактеризовать как «суперизолированный», если стоимость отопления помещения ниже, чем стоимость нагрева воды.[1]

Теория

Суперизолированный дом предназначен для значительного снижения потребности в отоплении и может даже отапливаться преимущественно собственными источниками тепла (отработанное тепло, генерируемое приборами и тепло тела пассажиров) с очень небольшим количеством резервного тепла. Было продемонстрировано, что это работает даже в очень холодном климате, но требует пристального внимания к деталям конструкции в дополнение к изоляции (см. Соглашение о реализации солнечного отопления и охлаждения МЭА Задача 13 ).

История

Термин «суперизоляция» был введен Уэйном Шиком в Университет штата Иллинойс в Урбане-Шампейн. В 1976 году он был частью команды, которая разработала проект под названием «дом Lo-Cal», используя компьютерное моделирование, основанное на климате Мэдисон, Висконсин. Несколько домов, дуплексов и кондоминиумов были построены по принципам Lo-Cal. Шампейн – Урбана, Иллинойс в 1970-е гг.[2][3]

В 1977 году "Саскачеванский дом"[4] был построен в Регина, Саскачеван, группой нескольких канадских правительственных агентств. Это был первый дом, публично продемонстрировавший ценность суперизоляции и вызвавший много внимания. Первоначально он включал в себя несколько экспериментальных солнечных панелей с вакуумными трубками, но они не понадобились и были позже удалены. Дом отапливался в основном за счет тепла от бытовых приборов и жителей.[3][5]

В 1977 году Эжен Леже построил «Дом Леже» в г. Ист Пепперелл, Массачусетс. Он имел более традиционный вид, чем «Саскачеванский дом», а также получил широкую огласку.[3]

Реклама «Саскачеванского дома» и «Дома Леже» повлияла на других строителей, и в течение следующих нескольких лет было построено много суперизолированных домов. Эти дома также повлияли Вольфганг Файст когда он разработал Стандарт пассивного дома.[3]

Дооснащение

Возможно, и становится все более и более желательным, модернизировать суперизоляцию существующих домов или зданий. Самый простой способ - это добавить слои сплошной жесткой внешней изоляции,[6] а иногда путем строительства новых наружных стен, которые оставляют больше места для изоляции. А пароизоляция может быть установлен снаружи оригинального каркаса, но может не понадобиться. Практически всегда стоит добавить улучшенный непрерывный воздушный барьер, поскольку старые дома имеют тенденцию к утечкам, и такой воздушный барьер может иметь важное значение для экономии энергии и долговечности. Следует проявлять осторожность при добавлении пароизоляции, поскольку это может уменьшить высыхание случайной влаги или даже вызвать появление лета (в климате с влажным летом). интерстициальная конденсация и как следствие плесень и плесень. Это может вызвать проблемы со здоровьем жителей и повредить существующую конструкцию. Многие строители в северной Канаде используют простой подход от 1/3 до 2/3, размещая пароизоляцию не дальше, чем 1/3 от R-значения изолированной части стены. Этот метод обычно применим для внутренних стен, которые имеют низкую паронепроницаемость или не имеют вообще никакого сопротивления (например, они используют волокнистую изоляцию) и контролируют конденсацию утечки воздуха, а также конденсацию диффузии пара. Такой подход гарантирует, что в холодную погоду на или внутри пароизоляции не произойдет конденсация. Правило 1/3: 2/3 гарантирует, что температура пароизоляции не опускается ниже точки росы внутреннего воздуха, и сводит к минимуму возможность возникновения проблем с конденсацией в холодную погоду. Например, при внутренней температуре в помещении 20 ° C (68 ° F) пароизоляция достигнет 7,3 ° C (45 ° F) только при температуре наружного воздуха -18 ° C (-1 ° F). Температура точки росы в помещении с большей вероятностью будет порядка около 0 ° C (32 ° F), когда на улице так холодно, что намного ниже прогнозируемой температуры пароизоляции, и, следовательно, правила 1/3: 2/3 являются довольно консервативен. Для климата, который не часто бывает -18 ° C, правило 1/3: 2/3 следует изменить на 40: 60% или 50:50. Поскольку внутренняя температура точки росы является важной основой для таких правил, здания с высокой внутренней влажностью в холодную погоду (например, музеи, бассейны, увлажненные или плохо вентилируемые герметичные дома) могут требовать других правил, как и здания с более сухой внутренней средой ( такие как сильно вентилируемые здания, склады). Международный жилищный кодекс (IRC) 2009 года включает более сложные правила, определяющие выбор внешней изоляции новых домов, которые могут применяться, когда переоборудование старые дома.

Паропроницаемая строительная пленка на внешней стороне оригинальной стены помогает удерживать ветер, но позволяет стеновой сборке высохнуть снаружи. Асфальт войлок и другие продукты, такие как продукты на основе проницаемого полимера, доступны для этой цели и обычно также используются в качестве водостойкого барьера / дренажной плоскости.

Внутренняя переоборудование возможна там, где владелец хочет сохранить старый внешний сайдинг, или где отступление требования не оставляют места для внешней модернизации. Герметизировать воздушный барьер труднее, а целостность теплоизоляции нарушена (из-за большого количества проходов в перегородках, перекрытиях и служебных помещениях), исходная конструкция стены становится холоднее в холодную погоду (и, следовательно, более склонна к конденсации и медленнее высыхает), жильцы подвергаются серьезным нарушениям, и в доме остается меньше внутреннего пространства. Другой подход - использовать метод от 1/3 до 2/3, упомянутый выше, то есть установить замедлитель паров на внутренней стороне существующей стены (если его еще нет) и добавить изоляцию и опорную конструкцию к стене. внутри. Таким образом, инженерные сети (электричество, телефон, кабель и водопровод) могут быть добавлены в это новое пространство стены, не проникая через воздушный барьер. Полиэтиленовые пароизоляции опасны, за исключением очень холодного климата, потому что они ограничивают способность стены высыхать изнутри. Этот подход также ограничивает количество внутренней изоляции, которая может быть добавлена ​​в довольно небольшом количестве (например, только R6 может быть добавлен к стене 2 × 4 R12).

Затраты и преимущества

В новом строительстве затраты на дополнительную изоляцию и каркас стен могут быть компенсированы отсутствием необходимости в специальной системе центрального отопления. В домах с большим количеством комнат, более чем одним этажом, кондиционированием воздуха или большими размерами центральная печь часто оправдана или требуется для обеспечения достаточно однородной температуры. Небольшие печи не очень дороги, и почти всегда требуется наличие воздуховодов в каждой комнате для обеспечения вентиляции в любом случае. Когда пиковый спрос и годовое потребление энергии низкое, сложные и дорогие системы центрального отопления не требуются. Следовательно, могут использоваться даже электрические резистивные нагреватели. Электрические обогреватели обычно используются только в самые холодные зимние ночи, когда общий спрос на электроэнергию низкий. Широко используются другие формы резервного нагревателя, такие как древесные гранулы, дровяные печи, газовые котлы или даже печи. Стоимость модернизации суперизоляции должна быть сбалансирована с учетом будущих затрат на отопительное топливо (которые, как можно ожидать, будут колебаться из года в год из-за проблем с поставками, стихийных бедствий или геополитических событий), желанием уменьшить загрязнение от отопления здания или стремление обеспечить исключительный тепловой комфорт.

Во время отключения электроэнергии суперизолированный дом остается теплым дольше, так как потери тепла намного меньше, чем обычно, но теплоаккумулирующая способность конструкционных материалов и содержимого такая же. Неблагоприятные погодные условия могут помешать восстановлению электроснабжения, что приведет к отключениям на неделю и более. Когда они лишены постоянного снабжения электроэнергией (либо для отопления напрямую, либо для работы на газе печи ), обычные дома быстро остывают во время и могут подвергаться большему риску дорогостоящих повреждений из-за замерзания. водопроводные трубы. Жители, которые используют дополнительные методы обогрева без должного ухода во время таких эпизодов или в любое другое время, могут подвергнуться риску Огонь или же отравление угарным газом.

Смотрите также

В первых суперизолированных домах использовалась стандартная конструкция каркасных стен, но можно было использовать и другие строительные технологии:

Примечания

  1. ^ Ниссон, Дж. Д. Нед; и Гаутам Датт, Суперизолированная домашняя книга, Джон Уайли и сыновья, 1985 ISBN  0-471-88734-X, ISBN  0-471-81343-5
  2. ^ Маккалли, М. (2008, ноябрь). Новаторская суперизоляция и дом Lo-Cal: проектирование, строительство, оценка и выводы. Документ, представленный на 3-й ежегодной конференции по пассивному дому в Северной Америке, Дулут, Миннесота.
  3. ^ а б c d Дензер, Энтони (2013). Солнечный дом: новаторский экологичный дизайн. Риццоли. ISBN  978-0-8478-4005-2. Архивировано из оригинал на 2013-07-26.
  4. ^ Ралко, Джо. Энциклопедия Саскачевана http://esask.uregina.ca/entry/energy-efficient_houses.html. Получено 1 февраля 2016. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  5. ^ Холладей, Мартин (17 апреля 2009 г.). «Забытые пионеры энергоэффективности». GreenBuildingAdvisor.com.
  6. ^ Уэно, К., «Детали и анализ модернизации суперизоляции наружных стен жилых домов», конференция ASHRAE Buildings 11, 2010 г. «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2011-01-28. Получено 2011-01-22.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)

Рекомендации

  • Расчет и описание наружной теплоизоляции дома: Строить на завтра (перевод с французского)
  • Бут, Дон, Буферизация Солнца / Земли и суперизоляция, 1983, ISBN  0-9604422-4-3
  • Маршалл, Брайан; и Роберт Аргу, Книга по модернизации с повышенной изоляцией, Возобновляемые источники энергии в Канаде, 1981 г. ISBN  0-920456-45-6, ISBN  0-920456-43-X
  • Шурклифф, Уильям А., Суперизолированные дома: обзор принципов и практики, Паб "Кирпичный дом". Co, 1981, 1982 ISBN  0-931790-25-5
  • Шурклифф, Уильям А., Суперизолированные дома и теплообменники воздух-воздух, Brick House Pub Co, 1988, ISBN  0-931790-73-5

внешняя ссылка