坚实、绝缘良好的地基
隔热混凝土模板(ICF)在房屋底部提供整体泡沫隔热。
每个房子都应该建在坚实的基础上,联邦住房管理局也不例外。亚博ios下载事实上,就像项目的其他元素一样,我们希望地基能够展示最佳实践,并作为这个以性能为导向的住宅系统的一部分。
ICF符合要求
倾斜的场地表明,我们将有一个步行式地下室,根据我的经验,这通常意味着在基脚上浇筑混凝土墙,使其保持在霜线以下,并在墙的内部或外部进行刚性隔热,以满足或超过寒冷气候区的规范要求。通常,混凝土保持相对接近坡度,其余墙体采用框架墙。
对于FHB房屋,亚博ios下载我们使用的是一个久经考验的系统,但对我来说是新的:ICFs绝缘混凝土模板。虽然浇筑的基础通常为8“厚,但有时更厚(有时更少),需要额外努力进行隔热,并且在混凝土混合物中的水有时间完全水合化学反应之前,模板被剥离时容易开裂,ICF提供整体泡沫隔热,并通过保持混凝土中的水分,使混凝土能够长期固化,这在我的混凝土书中是一个很大的优点。最重要的是,Mike Guertin可以自行安装该系统,为进度计划提供灵活性,并将分包商的支出控制在最低限度。他不必购买、储存和使用胶合板或铝模板;在大多数情况下,他只需将ICF像大型乐高积木一样堆叠起来,然后用混凝土预拌卡车填充模板。我们使用的是Amvic的Amvic+3.30产品线。
立足点稳固
好的粉底必须放在好的基材上。根据罗德岛州建筑法规的基础IRC 2012:
地基应支撑在未扰动的天然土壤或工程填土上。
基板顶部是基脚,根据具体情况,基脚可以是一系列不同的尺寸。基脚的主要原因是分散建筑上的静荷载和动荷载,但基脚也会创建一个平坦、水平的表面,在该表面上放置墙模板,并且当用钢筋连接到墙上时,基脚也可以抵抗向上荷载,这可能会施加于高层建筑上,当强风或地震荷载试图将建筑物推倒时,建筑物会变得狭窄。基脚尺寸取决于建筑荷载和土壤承载力,通常比荷载和规范要求更大。
通常会显示基脚,有时还会修建键槽,这些键槽是浇筑到基脚中的沟槽,用于在浇筑后“插入”墙壁。它们旨在防止横向移动,但即使外部土壤被推,内部浇筑楼板,以及钢筋跨越冷接缝(混凝土浇筑在已固化混凝土上),通常也不需要键槽。
那里是对毛细管破裂的需要,这是一些建筑商仍在考虑的细节之一,因为其优点很难观察到。在一个狭小的房子里,当多孔混凝土被允许吸走土壤中的水分时,就会出现与水分有关的问题,而通过增加毛细裂缝可以很容易地避免这些问题。有几种产品设计为基脚和上方墙壁之间的毛细断裂,以减少或消除水分从地面向上进入墙壁。基脚有时包括钢筋,但通常不包括钢筋,原因很简单,因为上面的墙起着巨型梁的作用(特别是如果它包括水平钢筋),所以不需要基脚中钢筋提供的额外钢筋。
地基的混合方法
FHB住宅的一个独特的方法是在地下室的走出部分,由于地亚博ios下载下水位很高,很难达到规范要求的最低40英寸从地面到底部的基础。迈克·盖廷建议我们在那个地方使用防冻浅地基。迈克和我都有建造受霜冻保护的浅地基的经验,这种地基结合了坚硬的泡沫来捕捉地球的热量,并保护冷空气不使建立在霜冻线之上的地基下的地面结冰。不过,这种方法存在两个问题:罗德岛州的建筑法规限制建筑在防冻浅基础上的高度为一层,它还包括将防冻浅基础与其他基础系统结合的限制。幸运的是,Mike Guertin和当地的执法人员关系很好,执法人员可以酌情在适当的时候否决该法规。在与我们的工程师,贝克结构工程师David Macolini和Mike Guertin交谈后,代码官员允许我们的混合系统。据迈克透露,罗德岛州将于7月发布更新后的代码,规定允许我们这样的基金会成立。
ICF:自成一体的表格
我们选择的Amvic品牌砌块具有业内最高的绝缘价值。模板每侧有3¼”泡沫,每侧R-13.67;一旦添加了典型墙体的其他构件,整个墙体的额定值为R-30,这超过了规范,与上述框架墙大致相同。(规范要求地下室墙体采用R-15连续保温材料(或R-19空腔保温材料),罗德岛气候区的框架墙体采用R-20保温材料,5。)砌块由EPS(发泡聚苯乙烯)制成,EPS具有任何硬质泡沫中最环保的发泡剂,R值随时间保持不变。
我们的目的是在地下室墙壁的地面以上部分使用框架墙而不是ICF,这将使窗户和门开口更容易框架,并尽量减少能源密集型混凝土和泡沫的使用。然而,我们的结构工程师计算,我们需要使基础的全高度ICF的大部分,以抵抗来自上坡侧的土压力。我们对此细节进行了争论,因为许多基础都有部分高度的混凝土墙,但最终工程师只会批准图纸,并将南墙的一小部分框起来。在土壤中的静水压力施加了巨大的压力,在两层结构的基础上,在一个110英里的风区顶部的基础上,工程师不舒服掠过什么支撑着基础墙。他还提出了一个相当严格的钢筋混凝土进度表,它提供了一个与混凝土的抗压强度协同作用的张紧元件,从而形成坚固的基础墙。
虽然我们不需要进入门廊和车库地基的AMVIC形式的绝缘方面,但使用相同的系统是有意义的,所以迈克和他的团队可以同时做这项工作,而不必引入分包商。
防水和终饰
在今后的文章中,我将写下我们如何处理地基的外部,以及如何处理雨水和地下水管理。
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ICF的使用被大大高估了。一半的隔热层在一堵很重的墙上。当屋主回家(并调高恒温器)时,需要花费数小时来加热ICF封闭空间(地下室),因为混凝土也在升温。
从能源效率的角度来看,屋主为什么要加热大量的混凝土?
这可以通过在地下室墙壁内部添加进一步的隔热层来克服,但这不是ICF的使用方式。
它们最好在温和的气候下使用,在那里人们可以利用热质量为自己服务。不幸的是,在加拿大的“近北”地区,我看到人们在季节性住宅中使用它们。周五晚上到达,周六晚上就暖和了。
城市郊区,如果你依靠热质量来调节你家里的温度波动,从能源使用的角度来看,这将是明智的,只需将地基的外部绝缘。
然而,在水平很低的房子漏风(我们的目标1.0 - -1.5 ACH50)和体面的绝缘(我们有R-30墙壁和屋顶R-60区5),热质量和恒温器挫折没有相同的效果就像绝缘不良,透风的房子。有了良好的围护结构和高效的设备,就像我们将拥有的那样,房子将能够“滑行”几个小时,而不需要热质量来弥补热损失。混凝土是一个很好的热导体(也就是一个很差的绝缘体),所以热质量的影响并不像大多数人想的那么大;正如你所建议的,暴露在外的混凝土墙可能会在6-10小时后与室内空气达到平衡,之后你需要再次给它们充电,如果它们能受到阳光的直接照射,这很容易,但大多数地基墙不能受到阳光的直接照射,所以它们需要空调(另一种加热方式)来发挥热飞轮的作用。事实上,ProHOME的地下室可能会在某个时候完工,这甚至会使空调难以加热混凝土。
混凝土在隔热泡沫层之间受到保护,因此从本质上来说,它既不影响也不影响房屋的热性能。我们还能将混凝土保持在6英寸厚;如果是浇筑地基,我们至少需要8英寸的墙。制造混凝土是非常耗能的(他们通过燃烧石灰石来获得硅酸盐水泥),所以我们用得越少越好。
在我看来,热质量最好用在酷热的气候和凉爽的夜晚,比如新墨西哥州,在那里它可以帮助缓和白天的温度波动。然而,在大多数气候条件下,建造一个具有足够隔热性、低漏风率、设计良好的窗户以获得一些(但不是太多)被动太阳能热的外壳更为合理。
伟大的基础细节!有没有可能我可以问一下,你打算用什么来打破基脚和ICF之间的毛细血管?我正准备在这个月在ZNE的家里破土动工,并且已经仔细研究了这个细节很长一段时间。在过去,我使用了一种来自Thoroseal的胶结产品。它基本上是一个现成的混合产品,从一个袋子中取出,在墙型放置之前用抹子抹在基脚上。这似乎是一个体面的产品,但事实上,它也是水泥基的,应该阻止水分的运输似乎违反直觉。但是,嘿,我是谁来质疑实验室里的人想出了什么?
此外,你打算如何改变icf的顶部课程,以允许更厚的混凝土。在塑料网之间雕刻EPS ?当将混凝土泵入ICFs时,你们会增加额外的模板和支撑以避免爆裂吗?我的ZNE项目的工程师为ICF基金会提供了类似的细节。我想让他们提供其他细节,但愿如此。这似乎是很多额外的工作,我理解为什么他们想要它的负载转移,但是…这也是一个细节,我无法在任何制造商的网站上找到的icf。
我期待更多关于ProHome的文章和更新!我赞扬FHB和做这项工作的专业人士有勇气去做这样一项雄心勃勃的事业。
Detail_Devil,谢谢你的评论。我以前用过Thoroseal产品,但不是用于毛细血管破裂。我所熟悉的Thoroseal产品的主要成分是二氧化硅和波特兰水泥,以及一些其他矿物质,有时还会添加聚合物。它在阻隔水分方面非常有效,但我不确定它是否能同样有效地阻止水的毛细管运动,因为水从较大的毛孔被吸到较小的毛孔中
我们将使用cosela - dorken产品,Delta基础屏障:http://www.cosella-dorken.com/bvf-ca-en/products/foundation_residential/footing_barriers/products/footing_barrier.php.基本上是一张两面都涂有特殊涂层的聚乙烯片,它被抹在新浇筑的基座上。我知道很多人喜欢液体薄膜和各种各样的控制层,但我个人发现,如果可能的话,使用纸类材料和胶带会更容易。\ \ P P
我们使用的Amvic品牌ICF为墙壁顶部提供“锥形顶部”形式,以及各种情况下的其他形状。您可以在此处查看其CAD详细信息:http://www.amvicsystem.com/icf/cad/. 我自己也没有使用过ICF,也不能评论迈克·格廷在浇注过程中如何处理支撑模板,但他有使用ICF的经验,我相信他会在博客上发表关于浇注墙壁的文章。
迈克,
在寒冷的气候下,混凝土墙外面的泡沫几乎是无用的,除非你想浪费钱加热混凝土。ICF通常可能有2英寸的泡沫——内部只有R10,承包商只是根据R20(包括外部泡沫)的错误营销数据在其上进行干墙。
如果外部是-20C,混凝土将是一个相当均匀的0C(部分暴露的地下室墙壁)和地下室内部将是+20C。为什么会有人想把混凝土加热到0摄氏度?
对于地下室墙,我们的最低建筑规范是R12——当用作完工空间时,完全不能令人满意,但仍然超过ICF。
是的,在白天温暖、夜晚凉爽的气候中,或者只是温带的气候中,ICF是很好的,但在其他地方,它们需要额外的内部绝缘。
我不在乎家里的空气变化有多少。这将不会影响一个事实,一个人将不得不加热大量的混凝土20摄氏度。
在只有周末才能参观的娱乐场所安装ICF是更疯狂的行为。(在你离开前几个小时,天气终于暖和起来了。)
退休前,我是一名专业工程师和工程教授。我知道我在说什么。不要喝营销清凉的饮料。
在郊区,你不是将混凝土加热到20°C,而是将室内空气温度保持在20°C,并使用R-13.7 (h•ft²•°F/Btu)的隔热层,以防止热损失到表面(混凝土),其温度明显高于室外空气。与空气相比,混凝土的高导电性部分抵消了这种影响,但这一点仍然有效,部分原因是低水平的空气泄漏确实很重要。
我同意,这将是伟大的添加更多的隔热内部,如果我们使用更传统的ICF(或浇注混凝土墙),这正是我们会做的。你可能会觉得有趣,与我交谈过的大多数工程师都坚持认为,在寒冷的气候中,外墙隔热总是更好的,尽管我不同意。你可能会喜欢阅读这篇来自建筑科学公司的报告:http://buildingscience.com/sites/default/files/migrate/pdf/BA-1003_BA_HighR_Foundations_Report.pdf.
郊区——我建造了一座2200平方英尺的单层ICF住宅,现在已经在里面住了3年(宾夕法尼亚州中部)。根据我的经验,我认为应该更多地使用ICF。它们具有卓越的强度、稳定性和绝缘性。不仅在R值方面,这并不是特别高,而且结合浇铸墙的超紧密性,它们确实具有非凡的保温能力。冬天,我每天下午(平均)运行一台Tarm Solo Innova木材锅炉3-4个小时来加热我的房子。很多天我只是不运行锅炉-不需要,因为温度保持舒适。我建造了一个1000加仑的蓄热系统,我从来没有使用过,因为房子就像一个巨大的散热器。尽管温度很低且波动很大,但内部温度非常稳定。也不需要空调——夏天室外温度比室内高15-20度。我很小心地把房子布置得很好,正面有更大的窗户朝南,房子的后面部分埋在山上(大约3英尺)。这是一个伟大的系统!考虑到该国某些地区飓风和洪水造成的所有损失,我认为应该更多地使用ICF。
迈克和亨里克,
迈克,
我没有说混凝土被加热到20摄氏度。我说它被加热了20度。你没有回答我的问题,为什么会有人花钱把混凝土加热20摄氏度(在我的-20C/0C/+20C问题中),你同意我关于额外绝缘的意见。R13.7刚好高于加拿大的最低建筑标准,而且只有最低质量的房屋才能达到该标准。建筑科学公司是一家美国公司。总的来说,你们的气候与加拿大大不相同。
就像在任何行业中都有相当无能的从业者一样,所以我(或许还有你)并不惊讶于你所说的那个人认为隔离应该在外面。也请阅读我对亨里克的回复。
亨里克,
宾夕法尼亚州中部不靠近加拿大北部。卡车被带到湖面上运送建筑材料等。你知道当湖面结冰几英尺时有多冷吗?完全不同的气候,每个周末从45华氏度(或者可能完全不加热)开始加热你的度假屋,这与你去上班或睡觉时将温度调回几度是不一样的。根据您的气候和情况,继续使用ICF。(你仍然在不必要地加热混凝土,但这是你的钱。)
请大家读读我写的。
我的朋友在他的新建造的度假屋中使用了icf,结果是灾难性的,这就是为什么我如此狂热地宣传icf的问题。使用它们,但要知道它们的缺点。
事实上,每一种情况都是独特的,不同的因素驱动着决策。在加拿大,只有在周末才有暖气的房子,显然与在PA中心的完全有人住的房子是不同的。我设计和/或建造了最低标准的房屋,具有R-58墙和R-140屋顶的被动式房屋,以及介于两者之间的一切。热质量有影响,但很难量化,因为它取决于许多变量。从被动房的角度来看,每天运行3-4小时的木质锅炉听起来并不是特别有效,但我们需要知道Btu的输出来做出明智的判断。对于ProHOME的情况,包括气候、房屋设计、场地条件和其他施工实际情况,Amvic 3.30街区是一个不错的选择。
好设计
这些评论读起来很有趣;不同的意见产生好的想法。40年前,我有一所房子,地下室是可以走出去的,而且没有地下室隔热——这是个坏主意。我把阁楼改成了16英寸的蝙蝠。第二所房子也差不多。在这两种情况下,我在春季、夏季和秋季都24小时运行除湿机。
这是我的第四所房子。建造它的人在湿度控制方面有强迫症。地基的外面涂了一层热沥青,上面覆盖了一层网状材料,然后再覆盖一层厚厚的东西,然后再覆盖一层4英寸的硬质泡沫。当我买房子的时候,我能闻到地下室的混凝土的味道,里面满是灰尘。在墙壁上涂两层Ulra Drylok,然后在地板上涂两层SW高度反光漆和两层SW混凝土搪瓷。第三个冬天——地基是用砖块浇筑的,所以我什么也没做。它是温暖的一年,从来没有潮湿或灰尘,所以羊毛区域的地毯在地板上是很好的。至于取暖(我有后脊髓灰质炎综合症,所以我必须保持温暖),我不知道真正的成本。但在5/6区,取暖、热水、做饭和洗衣的总费用很少达到每月60美元。明年我将增加8英寸的棉絮在绝缘吹。 I hate that stuff - looks good when it is first done and then it settles.
我想建一所房子,可能会过度建造地基和墙壁,两边防潮,并将内部螺栓取出6"或8"罗克索。矿物棉已经存在了至少70年,我不相信ICF基金会能经受住时间的考验。至于尾水管,我希望它们能跑到白天,尽管在俄亥俄州,污水坑是规范的。这是非常有用的,在我的上一个房子地下室被淹没- 1800英尺。17分钟到2英尺!一个小的垃圾泵和我的污水泵,我在7个小时内就“干了”。下水道又通了两天左右。