保溫釘對房屋性能的影響

    迄今為止，對穿透屋頂隔熱層的保溫釘的整體熱影響的研究少得驚人。最近的一項研究表明，即使保溫釘?shù)氖褂孟鄬ΡＪ?，也會在屋頂板和隔熱層之間產(chǎn)生足夠的熱橋，從而大大降低建筑圍護結(jié)構(gòu)的整體熱性能。

客座博主埃里克·奧爾森，體育。解釋他的研究(奧爾森、薩爾達尼亞和許，“屋頂細節(jié)的熱性能評估以提高熱效率和抗冷凝性”，美國材料試驗學(xué)會屋頂研究和系統(tǒng)及標準發(fā)展，第8卷，STP 1590，美國材料試驗學(xué)會國際，2015年11月)

介紹

屋面系統(tǒng)中的隔熱對建筑圍護結(jié)構(gòu)的整體熱性能起著重要作用。屋面隔熱層的能量規(guī)范要求越來越嚴格，要求增加隔熱層厚度。機械保溫釘通常用于將隔熱和屋面薄膜固定到結(jié)構(gòu)屋頂板上。

每個金屬保溫釘都會產(chǎn)生一個熱橋，降低隔熱效果。對于單個保溫釘，其影響可能可以忽略不計。然而，典型的屋頂可能包括數(shù)千個保溫釘。這些無數(shù)熱橋的作用疊加在一起。也就是說，保溫釘?shù)慕M合沖擊會顯著降低熱性能。

考慮到所涉及的潛在影響，在屋面行業(yè)中，關(guān)于保溫釘對屋面隔熱層的整體熱影響的信息少得驚人。為了探索和幫助量化這些熱影響，我和一些同事決定執(zhí)行并公布保溫釘?shù)娜S計算機熱流模型和穿透屋頂隔熱層的其他屋頂細節(jié)的結(jié)果(Olson、Saldanha和Hsu，“屋頂細節(jié)的熱性能評估以提高熱效率和抗冷凝性”，美國材料試驗學(xué)會屋頂研究和系統(tǒng)與標準發(fā)展，第8卷，STP 1590，美國材料試驗學(xué)會國際，2015年11月)。

EverGuard-thermal-bridging熱橋。GAF的照片。

建模和分析

我們模擬了一個4英寸的屋頂系統(tǒng)。聚異氰脲酸酯絕緣材料和1/2英寸。鋼甲板上標稱R-值為R-27.0的石膏蓋板，用鋼板和直徑為0.214英寸的#14屋面螺釘固定隔熱層。

用板穿透一個正方形來模擬一個保溫釘。制成絕緣面積(例如，每4英尺16個保溫釘。4英尺。絕緣板)，我們發(fā)現(xiàn)了以下情況:

情況1:當(dāng)鋼板位于石膏蓋板上方時，保溫釘和鋼板將R值從R-27.0降至R-19.2(R值降低29%)。

情況2:由于石膏的耐熱性差，將板放置在粘附的石膏蓋板下幾乎沒有改善，將R值從R-19.2提高到R-19.5。

換出1/2英寸的石膏蓋板。高密度聚異氰脲酸酯蓋板將系統(tǒng)的標稱R值從R-27.0提高到R-29.0。重復(fù)上述分析，我們發(fā)現(xiàn)以下情況:

案例3:當(dāng)鋼板位于聚異氰脲酸酯蓋板上方時，保溫釘和鋼板將R值從R-29.0降至R-21.2。與使用聚異氰脲酸酯蓋板的標稱R值相比，這降低了27%。

案例4:將板放置在粘附的高密度聚異氰脲酸酯蓋板下方，將R值從R-21.2提高到R-23.8。與板位于聚異氰脲酸酯蓋板頂部的情況相比，這是9%的改進，但是與使用聚異氰脲酸酯蓋板的標稱R值相比，仍然降低了18%。

上述情況代表高緊固率(每平方英尺一個。制成)可能會在拐角或周邊區(qū)域遇到。實際上，屋頂區(qū)域需要更少的保溫釘和更大的面積，因此對熱性能的影響大于拐角和周邊區(qū)域。下圖顯示了有效R值與每4英尺均勻間隔的#12保溫釘和鋼板數(shù)量的關(guān)系。x 4英尺。隔熱板，使用上述第1種情況(保溫釘穿過石膏蓋板，蓋板位于石膏蓋板上方)。