Superisolering

För fenomenet i material som liknar supraledning, se Superisolator .
Passivhaus - standarden kombinerar superisolering med andra tekniker och teknologier för att uppnå ultralåg energianvändning.

Superisolering är en metod för byggnadsdesign, konstruktion och eftermontering som dramatiskt minskar värmeförlust (och vinst) genom att använda mycket högre nivåer av isolering och lufttäthet än normalt. Superisolering är en av förfäderna till passivhusmetoden .

Definition

Det finns ingen allmänt överenskommen definition av superisolering, men superisolerade byggnader inkluderar vanligtvis:

  • Mycket höga isoleringsnivåer , typiskt R-40 (RSI-7) väggar och R-60 (RSI-10.6) tak, motsvarande SI U-värden på 0,15 respektive 0,1 W/(m²·K))
  • Detaljer för att säkerställa kontinuitet i isoleringen där väggar möter tak, fundament och andra väggar
  • Lufttät konstruktion, speciellt runt dörrar och fönster för att förhindra luftinfiltration som trycker in eller ut värme
  • ett värmeåtervinningsventilationssystem för att ge frisk luft
  • Inga stora fönster mot någon speciell riktning
  • Mycket mindre än konventionella värmesystem, ibland bara en liten reservvärmare

Nisson & Dutt (1985) föreslår att ett hus kan beskrivas som "superisolerat" om kostnaden för rumsuppvärmning är lägre än kostnaden för vattenuppvärmning.

Förutom den ovan nämnda innebörden av hög isoleringsnivå, används termerna superisolering och superisoleringsmaterial för högt R/tum isoleringsmaterial som vakuumisoleringspaneler ( VIPs) och aerogel .

Teori

Ett superisolerat hus är avsett att minska uppvärmningsbehovet mycket avsevärt och kan till och med värmas upp till övervägande del av inre värmekällor (spillvärme som genereras av apparater och de boendes kroppsvärme ) med mycket små mängder reservvärme. Detta har visat sig fungera även i mycket kalla klimat men kräver noggrann uppmärksamhet på konstruktionsdetaljer utöver isoleringen (se IEA Solar Heating & Cooling Implementation Agreement Task 13 ) .

Historia

Termen "superisolering" myntades av Wayne Schick vid University of Illinois Urbana-Champaign . 1976 var han en del av ett team som utvecklade en design som kallas "Lo-Cal"-huset, med datorsimuleringar baserade på klimatet i Madison, Wisconsin . Flera hus, duplex och bostadsrätter baserade på Lo-Cal-principer byggdes i Champaign-Urbana på 1970-talet.

1977 byggdes "Saskatchewan House" i Regina, Saskatchewan , av en grupp kanadensiska statliga myndigheter. Det var det första huset som offentligt visade värdet av superisolering och genererade mycket uppmärksamhet. Det inkluderade ursprungligen några experimentella solpaneler med evakuerade rör, men de behövdes inte och togs senare bort. Huset värmdes upp i första hand av spillvärme från apparater och de boende. 1977 byggdes "Leger House" av Eugene Leger i East Pepperell, Massachusetts . Den hade ett mer konventionellt utseende än "Saskatchewan House", och fick också omfattande publicitet. Publicitet från "Saskatchewan House" och "Leger House" påverkade andra byggare, och många superisolerade hus byggdes under de närmaste åren. Dessa hus påverkade också Wolfgang Feist när han utvecklade Passivhaus-standarden .

Ombyggnader

Det är möjligt, och allt mer önskvärt, att eftermontera superisolering på befintliga hus eller byggnader. Det enklaste sättet är ofta att lägga till lager av kontinuerlig styv ytterisolering, och ibland genom att bygga nya ytterväggar som ger mer utrymme för isolering. En ångspärr kan installeras på utsidan av originalramen men kanske inte behövs. En förbättrad kontinuerlig luftbarriär är nästan alltid värd att lägga till, eftersom äldre bostäder tenderar att vara dragiga, och en sådan luftbarriär kan vara viktig för energibesparingar och hållbarhet. Försiktighet bör iakttas när du lägger till en ångspärr eftersom det kan minska uttorkning av oavsiktlig fukt eller till och med orsaka sommar (i klimat med fuktiga somrar) interstitiell kondens och därav följande mögel och mögel . Detta kan orsaka hälsoproblem för de åkande och kan skada strukturen. Många byggare i norra Kanada använder en enkel 1/3 till 2/3 strategi, och placerar ångspärren inte längre ut än 1/3 av R-värdet för den isolerade delen av väggen. Denna metod är generellt giltig för innerväggar som har liten eller ingen ångmotstånd (t.ex. använder de fibrös isolering) och kontrollerar luftläckagekondensering samt ångdiffusionskondensering. Detta tillvägagångssätt säkerställer att kondens inte uppstår på eller på insidan av ångspärren under kallt väder. Regeln 1/3:2/3 säkerställer att ångspärrtemperaturen inte faller under daggpunktstemperaturen för inomhusluften och kommer att minimera risken för kondens i kallt väder .

Till exempel, med en intern rumstemperatur på 20 °C (68 °F), kommer ångspärren då bara att nå 7,3 °C (45 °F) när utomhustemperaturen är −18 °C (−1 °F). Inomhusluftens daggpunktstemperaturer är mer sannolikt att vara i storleksordningen runt 0 °C (32 °F) när det är så kallt utomhus, mycket lägre än den förutspådda ångbarriärtemperaturen, och därför reglerna 1/3:2/3 är ganska konservativ. För klimat som inte ofta upplever -18 °C, bör 1/3:2/3-regeln ändras till 40:60 eller 50:50. Eftersom den invändiga luftens daggpunktstemperatur är en viktig grund för sådana regler, kan byggnader med hög luftfuktighet inomhus under kallt väder (t.ex. museer, simbassänger, fuktade eller dåligt ventilerade lufttäta hem) kräva andra regler, liksom byggnader med torrare interiörmiljöer ( t.ex. högventilerade byggnader och lager). 2009 års internationella bostadskod innehåller mer sofistikerade regler för att vägleda valet av isolering på utsidan av nya hem, vilket kan tillämpas vid eftermontering av äldre hem.

En ånggenomsläpplig byggnadsomslag på utsidan av den ursprungliga väggen hjälper till att hålla vinden ute så att väggenheten torkar till utsidan. Asfaltfilt och andra produkter såsom permeabla polymerbaserade produkter är tillgängliga för detta ändamål, och dubblar vanligtvis också som vattentålig barriär/dräneringsplan.

Invändiga ombyggnader är möjliga där ägaren vill bevara den gamla utvändiga sidospåren, eller där sänkningskrav begränsar utrymmet för en exteriör ombyggnad. Att täta luftbarriären är svårare och värmeisoleringskontinuiteten äventyras (på grund av de många skiljeväggs-, golv- och servicegenomföringarna), blir den ursprungliga väggmonteringen kallare i kallt väder (och därmed mer benägen för kondens och långsammare att torka), boende utsätts för stora störningar och huset lämnas med mindre invändigt utrymme. Ett annat tillvägagångssätt är att använda 1/3 till 2/3-metoden som nämns ovan – det vill säga att installera en ångskyddsmedel på insidan av den befintliga väggen (om det inte redan finns en där) och lägga till isolering och stödstruktur på insidan . På så sätt kan verktyg (ström, telefon, kabel och VVS) läggas till i det nya väggutrymmet utan att penetrera luftbarriären. Ångspärr av polyeten är riskfyllda förutom i mycket kalla klimat, eftersom de begränsar väggens förmåga att torka till insidan. Detta tillvägagångssätt begränsar också mängden invändig isolering som kan läggas till till en ganska liten mängd (t.ex. kan endast R-6-isolering läggas till en 2×4 R-12-vägg).

Kostnader och fördelar

I nybyggnation kan kostnaden för den extra isoleringen och väggramen kompenseras genom att det inte krävs ett dedikerat centralvärmesystem. I hem med många rum, mer än en våning, luftkonditionering eller stora, är en central ugn ofta motiverad eller nödvändig för att säkerställa tillräckligt enhetliga temperaturer. Små ugnar är inte särskilt dyra, och vissa kanalsystem till varje rum krävs i allmänhet för att ge ventilationsluft i alla fall. När efterfrågan på topp och den årliga energianvändningen är låg krävs inte ofta sofistikerade och dyra centralvärmesystem. Följaktligen kan även elektriska motståndsvärmare användas. Elvärmare används vanligtvis bara under de kallaste vinternätterna när det totala behovet av el i resten av huset är lågt. Andra former av reservvärmare används ofta, såsom träpellets, vedspisar, naturgaspannor eller till och med ugnar. Kostnaden för en superisoleringsrenovering bör balanseras mot den framtida kostnaden för uppvärmning av bränsle (som kan förväntas fluktuera från år till år på grund av försörjningsproblem, naturkatastrofer eller geopolitiska händelser), önskan att minska föroreningarna från uppvärmning av en byggnad, eller önskan att ge exceptionell termisk komfort.

Vid ett strömavbrott förblir ett superisolerat hus varmt längre eftersom värmeförlusten är mycket mindre än normalt, men den termiska lagringskapaciteten för konstruktionsmaterial och innehåll är densamma. Dåligt väder kan hämma ansträngningarna att återställa strömmen, vilket leder till avbrott som varar en vecka eller mer. När de berövas sin kontinuerliga elförsörjning (antingen för värme direkt eller för att driva gaseldade ugnar ), svalnar konventionella hus snabbt och kan löpa större risk för kostsamma skador från frysande vattenledningar. Invånare som använder kompletterande uppvärmningsmetoder utan ordentlig vård under sådana episoder, eller vid något annat tillfälle, kan utsätta sig för risk för brand eller kolmonoxidförgiftning .

Se även

De första superisolerade husen använde standard väggkonstruktion, men andra byggnadstekniker kan användas:

Anteckningar

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Superinsulation&oldid=1138888307 "