Целлюлозный утеплитель
Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( ноябрь 2015 г. ) |




Целлюлозный утеплитель — это растительное волокно, используемое в стенах и крышах для изоляции, защиты от сквозняков и снижения шума. Изоляция зданий в целом представляет собой материал с низкой теплопроводностью, используемый для уменьшения потерь и притока тепла в здании, а также для уменьшения передачи шума.
История целлюлозного утеплителя
[ редактировать ]Слово целлюлоза происходит от французского слова cellule, обозначающего живую клетку, и глюкозы , которая представляет собой сахар.
Главный дом американского президента Томаса Джефферсона плантации Монтичелло был изолирован целлюлозой в 1772 году. [1] Целлюлоза более широко использовалась в качестве изоляционного материала в Скандинавии с 1920-х годов. [2] Использовались многие виды целлюлозных материалов, в том числе газета, картон, хлопок, солома, опилки, конопля и кукурузные початки. Современная целлюлозная изоляция, изготавливаемая из переработанной газеты с использованием шлифовальных и пылеулавливающих машин с добавлением антипирена, возникла в 1950-х годах и стала широко использоваться в Соединенных Штатах в 1970-х годах.
Спрос на изоляцию увеличился после нефтяного эмбарго 1973–1974 годов, которое привело к резкому росту затрат на энергию для отопления в Соединенных Штатах, что вызвало интерес к энергосбережению. Изоляция привлекла значительное внимание страны в США как дешевая и доступная технология повышения энергоэффективности домов . В 1977 году, после особенно суровой зимы, домовладельцам в США, установившим изоляцию, была предоставлена налоговая льгота.
Если в 1976 году в США существовало около 100 фирм по производству целлюлозной изоляции со 125 заводами, то к 1978 году насчитывалось более 350 фирм с более чем 500 заводами. 1 . Целлюлозный утеплитель производился на месте мелкими производителями, которые закупали готовые к работе машины и предлагали дешевый и простой низкотехнологичный процесс производства. Если не считать некоторых ограничений, вызванных нехваткой борной кислоты для использования в качестве антипирена, целлюлоза завоевала возросшую долю рынка благодаря более низким затратам и ее пригодности для модернизации. Между тем, производители стекловолокна и минеральной ваты столкнулись с трудностями в удовлетворении спроса на изоляцию со стороны своих клиентов.
Из-за жалоб розничных продавцов, подрядчиков и потребителей на проблемы с ценами, безопасностью и контролем качества федеральное правительство США начало вводить стандарты изоляции, начиная с 1978 года. Высказывались серьезные опасения, что рост производства целлюлозы приводит к неправильной или недостаточной обработке изоляции от угроза пожара, хотя достоверной национальной статистики не было. Это привело к принятию новых правил Федеральной комиссией по безопасности потребительских товаров (CPSC); 16 CFR, часть 1209, устанавливает стандарты безопасности, охватывающие только четыре свойства продукта только для целлюлозной изоляции: плотность осаждения, коррозионная активность, критический лучистый поток и тлеющее горение. Еще одним принятым постановлением стало « Правило R-ценности », устанавливающее четкие ограничения на заявления, которые производственные и маркетинговые фирмы могут делать в отношении своей продукции.
Затраты, понесенные на увеличение количества испытаний на огнестойкость, требуемых CPSC, сделали целлюлозу более дорогой, а плохая реклама помогла снизить спрос. Мелкие производители целлюлозной изоляции либо не смогли выполнить требования испытаний и вышли из бизнеса, либо объединились с другими мелкими производителями. В 1985 году CPSC после дальнейших исследований попросил Конгресс отменить стандарт воспламеняемости. К 1991 году в США остался всего 61 производитель целлюлозы. [3]
Тем временем отрасль стекловолокна получила выгоду от большинства постановлений, принятых федеральным правительством. Активное лоббирование со стороны более централизованных производителей стекловолокна и минеральной изоляции помогло принять жесткие стандарты пожарной безопасности для целлюлозной изоляции. Эти стандарты были подкреплены техническими бюллетенями, опубликованными Ассоциацией производителей минеральной изоляции (в настоящее время известной как Североамериканская ассоциация производителей изоляции), в которых продвигались заявления о пожароопасности целлюлозной изоляции. Эти утверждения не были проверены независимо, практически не подвергались научной проверке или были намеренно вводящими в заблуждение и не соответствовали действительности. [ нужна ссылка ]
В настоящее время использование целлюлозной изоляции снова возросло в Соединенных Штатах. Частично причина такого роста может быть связана с исследованиями, которые предполагают, что целлюлоза может защитить здание от пожара лучше, чем стекловолокно, поскольку целлюлоза более плотная и ограничивает поступление кислорода, необходимого для горения структурных элементов. Несколько исследований Национального исследовательского совета Канады [4] поддержали эти утверждения. Другой важной причиной возвращения целлюлозы может быть возросший интерес к «зеленому» строительству . Целлюлоза имеет самое высокое содержание вторичной переработки среди всех изоляционных материалов, а также имеет меньшую энергетическую ценность, чем стекловолокно и другие минеральные изоляционные материалы, производимые в печи.
Производство
[ редактировать ]Целлюлозную изоляцию часто изготавливают путем дробления отходов газетных . Газеты обрабатывают химическими веществами, такими как борная кислота , чтобы замедлить распространение огня и сделать бумажное волокно менее привлекательным для вредителей.
Продукты
[ редактировать ]Под различными торговыми марками были разработаны четыре основных типа сыпучих целлюлозных продуктов. Их обычно характеризуют как сухую целлюлозу, целлюлозу, наносимую распылением, стабилизированную целлюлозу и целлюлозу с низким содержанием пыли. Эти типы используются в разных частях здания и по разным причинам.
Сухая целлюлоза (сыпучий наполнитель)
[ редактировать ]Сухая целлюлоза используется при модернизации старых домов путем вдувания целлюлозы в отверстия, просверленные в верхней части стен. [5] Ее также можно вдуть в новую конструкцию стены, используя временные фиксаторы или сетку, которая фиксируется на месте, а затем удаляется, как только целлюлоза достигнет соответствующей плотности. Эта форма заявки со временем выплачивает от 13% до 20%. [6] Это оседание может привести к образованию зазоров в стене из-за уплотнения изоляции по вертикали или может оставить пространство между полом и изоляцией под ним. [5] Вариант с плотной укладкой можно использовать для уменьшения оседания и дальнейшего минимизации воздушных зазоров. Плотная упаковка оказывает давление на полость, поэтому ее должен выполнять опытный установщик.
Незаполненная засыпка стен — это устаревший метод использования целлюлозы в полостях стен. Индустрия домашних работ и ее органы по аккредитации поддерживают строгий стандарт изоляции полостей стен, который не является общепринятым. Этот метод останавливает эффект накопления и конвективные петли в полостях стен.
Целлюлоза, наносимая распылением (целлюлоза, наносимая мокрым распылением)
[ редактировать ]Целлюлоза, наносимая распылением, используется для нанесения целлюлозы на новую конструкцию стен. Различия заключаются в добавлении воды к целлюлозе при распылении, а также в добавлении какого-либо влагозащитного вещества, такого как хлор. [ нужна ссылка ] для предотвращения образования плесени. В некоторых случаях изоляция может также смешиваться с очень небольшим процентом клея или активировать сухой клей, присутствующий в целлюлозе. Влажное распыление позволяет наносить материал без необходимости использования временного фиксатора. Кроме того, мокрое напыление обеспечивает еще лучшую герметизацию изолируемой полости от проникновения воздуха и устраняет проблемы с осаждением. Установка методом мокрого распыления требует, чтобы стена высыхала в течение как минимум 24 часов (или до достижения максимальной влажности 25%) перед нанесением покрытия. [7]
Стабилизированная целлюлоза
[ редактировать ]Стабилизированная целлюлоза чаще всего используется для изоляции чердаков и крыш. Его наносят с очень небольшим количеством воды для активации какого-либо клея. Это уменьшает осаждение и уменьшает количество необходимой целлюлозы. Это может оказаться полезным для снижения общего веса изделия на гипсокартоне потолка и предотвращения возможного провисания. Это приложение идеально подходит для наклонных крыш и одобрено для уклонов 5:12 (41,66%). [7]
Малопылящая целлюлоза
[ редактировать ]Последний основной тип целлюлозной изоляции, представленный на рынке, — это разновидность с низким содержанием пыли. При нанесении большинства типов сухой изоляции образуется неприятный уровень пыли, что приводит к необходимости использования простых пылезащитных масок во время установки. В этот вид целлюлозы добавлен небольшой процент масла или аналогичного пылеуловителя. Это также может быть применимо в домах, где люди чувствительны к газетной или бумажной пыли (хотя после установки новая пыль не образуется).
Преимущества целлюлозного утеплителя
[ редактировать ]Тепловые характеристики
[ редактировать ]Тепловые характеристики сыпучей наполненной целлюлозы выгодно отличаются от других видов недорогого утеплителя, но ниже, чем у пенополиуретанов и пенополиизоциануратов. Теплопроводность рыхлой целлюлозы составляет примерно 40 мВт/м·К ( значение R : метрический R2,6 на 100 мм; британский R3,8 на дюйм), что примерно равно или немного лучше, чем у стекловаты или каменной ваты. шерсть. Это не отражает всей картины тепловых характеристик. Другим важным аспектом является то, насколько хорошо герметизирована ограждающая конструкция здания. [ нужны разъяснения ] от инфильтрации воздуха, конвективных воздушных потоков и тепловых мостиков.
Целлюлоза очень хорошо подходит для облицовки предметов в стенах, таких как трубы и проводка, оставляя мало воздушных карманов, которые могут снизить общую эффективность стены. Плотная целлюлоза может изолировать стены от проникновения воздуха, обеспечивая при этом плотность, ограничивающую конвекцию, при правильной установке. Школа архитектуры и планирования Университета Колорадо провела исследование, в котором сравнили две, казалось бы, идентичные испытательные конструкции: одну с изоляцией из целлюлозы, а другую со стекловолокном. Целлюлозная изоляция со временем потеряла на 26,4% меньше тепловой энергии по сравнению с изоляцией из стекловолокна. Также было показано, что это ужесточило структуру более чем на 30%. [8] Последующие исследования в реальном мире показали, что целлюлоза на 20–30% лучше снижает энергопотребление, используемое для отопления, чем стекловолокно.
По сравнению с изоляцией из пенополиуретана с закрытыми порами (R = от 5,5 до 6,5 на дюйм), целлюлоза имеет более низкое значение R на дюйм, но она намного дешевле; пена имеет более высокую стоимость на эквивалент R-значения. [ нужна ссылка ]
Долгосрочная экономия затрат
[ редактировать ]Годовая экономия от изоляции сильно варьируется и зависит от нескольких факторов, включая толщину изоляции, первоначальные характеристики стен, местный климат, использование отопления/охлаждения, герметичность других элементов здания и т. д.
Один установщик утверждает, что целлюлозная изоляция «может сэкономить домовладельцам от 20 до 50 процентов на счетах за коммунальные услуги». [9]
Звукоизоляция
[ редактировать ]Изоляция уменьшает распространение звука через стены и между уровнями пола. Целлюлоза обеспечивает массу и амортизацию. Это снижает шум двумя способами: уменьшает боковую вибрацию гипсокартона и ослабляет прохождение звука по полостям. Целлюлоза примерно в три раза плотнее стекловолокна, что обеспечивает небольшое улучшение звукоизоляции.
Борьба с плесенью и вредителями
[ редактировать ]Бораты в целлюлозной изоляции обеспечивают дополнительную защиту от плесени. Установки показали, что даже несколько месяцев насыщения водой и неправильный монтаж не привели к образованию плесени. [10]
Распространенным заблуждением является то, что простое присутствие сырых боратов в целлюлозной изоляции придает продукту свойства борьбы с вредителями. Хотя борная кислота сама по себе убивает насекомых, ухаживающих за собой, при попадании в организм ее необходимо подавать насекомому как в достаточной концентрации, так и в проглатываемой форме, чтобы добиться гибели насекомых. Необходимо провести надлежащее тестирование продуктов, содержащих бораты, чтобы определить, достаточна ли дозировка и внешний вид для уничтожения насекомых. После проведения испытаний требуется регистрация в Агентстве по охране окружающей среды в качестве пестицида, прежде чем продукт можно будет рекламировать в США как обладающий пестицидным действием.
Замедление огня
[ редактировать ]Обработка боратом также придает целлюлозе высший класс пожарной безопасности (класс I). [ нужна ссылка ] Многие компании по производству целлюлозы используют смесь сульфата аммония и бората. [ нужна ссылка ]
Пароизоляция
[ редактировать ]Строительные нормы и правила большинства американских городов требуют наличия пароизоляции или замедлителя на внутренней стороне внешней стены, чтобы предотвратить конденсацию влаги из теплого интерьера внутри стены и появление плесени или гнили. Однако многие должностные лица, ответственные за строительство, откажутся от этого требования, если будет предоставлена веская причина. В марте 2008 года город Портленд, штат Орегон , отказался от требований по пароизоляции или замедлителю при использовании целлюлозной изоляции. [11] В этом обращении цитировались отраслевые рекомендации о том, что сочетание внешнего парозамедлителя (как того требует кодекс) и внутреннего может задерживать влагу в стене, что приведет к повреждению.
Недавние исследования показали, что даже при наличии парозамедлителя избыточная влага может попасть в стену из-за движения воздуха вокруг неправильно герметизированных отверстий, таких как электрические розетки и банки для освещения. [12] Группа производителей целлюлозы утверждает, что, полностью заполняя полость стены, целлюлоза ограничивает поток теплого влажного воздуха в полость стены и, таким образом, ограничивает количество накопленной влаги до количества, с которым целлюлоза может справиться без вреда. Кроме того, целлюлоза распределяет влагу по всей полости, предотвращая скопление влаги в одной области и помогая быстрее высушить влагу. [13] [14]
Недостатки
[ редактировать ]Значение R от 3,6 до 3,8 на дюйм. [ нужна ссылка ] это хорошо, но не самое лучшее. [ нужна ссылка ] Стоимость материала на единицу R-значения хорошая, но затраты на рабочую силу возрастают, поскольку для установки требуется больше материала и времени, чем для изоляции из стекловолокна при том же R-значении. [ нужна ссылка ] .
Пыль
[ редактировать ]Целлюлоза содержит мелкие частицы, которые могут попасть в дом через ненадлежащие уплотнения вокруг арматуры или небольшие отверстия. [15] [16]
Опыт монтажа и строительные нормы и правила
[ редактировать ]Не все монтажники изоляции имеют опыт работы с целлюлозой. Некоторые соображения по установке, характерные для целлюлозы, включают в себя способы плотной упаковки сухой целлюлозы с сыпучим наполнителем; как наносить стабилизированную (частично влажную) целлюлозу на наклонные поверхности и сколько времени необходимо для высыхания целлюлозы, полученной методом влажного распыления.
Строительные нормы, касающиеся целлюлозной изоляции, могут различаться в зависимости от региона, поэтому перед планированием установки следует проконсультироваться с местными строительными властями.
Падение
[ редактировать ]При неправильной установке рыхлая целлюлоза может осесть после нанесения. В некоторых ситуациях это может привести к тому, что участки стены останутся неизолированными. При правильном обучении методам установки и методам контроля качества это исключается за счет установки проверенной плотности, предотвращающей любую осадку в будущем.
Масса
[ редактировать ]При заданном значении R рыхлая целлюлоза весит примерно в три раза больше на квадратный фут, чем рыхлое стекловолокно. [17] Потолочные конструкции следует осмотреть на наличие признаков слабости, прежде чем выбирать материал для изоляции потолков существующих конструкций. [18]
дегазация
[ редактировать ]Многие компании по производству целлюлозы используют смесь сульфата аммония и бората для огнезащиты. Хотя сульфат аммония обычно не имеет запаха, в некоторых случаях наблюдалось необъяснимое выделение аммиака и возникающий в результате запах аммиака. [19]
Форма
[ редактировать ]Имеются некоторые свидетельства увеличения заражения плесенью внутри зданий, изолированных целлюлозой с плотным напылением, особенно при использовании с пароизоляцией. [20]
Экологические свойства
[ редактировать ]Изоляция любого типа помогает сделать здания более энергоэффективными. В зависимости от конструкции и производителя, использование целлюлозной изоляции может способствовать получению LEED кредитов в рамках программы сертификации Совета по экологическому строительству США . [21]
Переработанный контент
[ редактировать ]Целлюлоза на 75–85 % состоит из переработанного бумажного волокна, обычно из газетных отходов . Остальные 15% — это антипирены, такие как борная кислота или сульфат аммония. Целлюлоза имеет самое высокое содержание вторичной переработки среди всех доступных изоляционных материалов. Например, стекловолокно содержит максимум 50% переработанного материала.
Средняя токсичность и воздействие сырья на окружающую среду
[ редактировать ]Хотя целлюлоза считается безопасным материалом, в ее составе содержится большое количество химических веществ, что приводит к образованию среднего или высокого количества летучих органических соединений (ЛОС), что намного выше, чем у других альтернативных материалов, таких как войлок, EPS, XPS или распыляемая пена.
Воплощенная энергия
[ редактировать ]Воплощенная энергия целлюлозной изоляции является самой низкой из популярных типов изоляции. Для производства изоляционных материалов, изготовленных в печи, требуется в 20–40 раз больше энергии, чем для производства целлюлозы. [ нужна ссылка ] Целлюлоза производится на машинах с электрическим приводом, а минеральная изоляция изготавливается в печах, работающих на топливе. [ нужна ссылка ] в некоторой степени уменьшая это преимущество, поскольку эффективность производства электроэнергии составляет менее 50%. Целлюлоза производится из местной бумаги, [ нужна ссылка ] в то время как заводы минеральной изоляции отправляют материалы и продукцию на большие расстояния.
используются бораты В целлюлозной изоляции для огнестойкости . Бораты — это невозобновляемый добываемый продукт.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бретт Френч. « Целлюлозная изоляция использовалась в историческом фотомагазине Йеллоустона ». The Billings Gazette , 30 мая 2019 г. По состоянию на 8 июня 2021 г.
- ^ Божаки, Давид (2010). «Историческое развитие теплоизоляционных материалов» . Периодика Политехнической Архитектуры . 41 (2): 49–56. дои : 10.3311/пп.ар.2010-2.02 . ISSN 1789-3437 .
- ^ Ассоциация производителей целлюлозной изоляции, http://www.целлюлоза.org/
- ^ Испытания на огнестойкость деревянных каркасных стен с изоляцией из целлюлозы и стекловолокна, Кодур, ВКР; Султан, Массачусетс; Латур, Дж.К.; Леру, П.; Monette, RC, IRC-IR-806 , , архив-резервная копия Цитата: "...Результаты огневых испытаний F21, F21A, F22A и F32 могут быть использованы для указания влияния типов изоляции на огнестойкость несущей древесины. стены, подвергающиеся сдвигу (см. Рисунок 16). Разрушение стенового узла с изоляцией из стекловолокна (F21 и F21A) произошло через 42 и 43 минуты соответственно, тогда как разрушение стеновых узлов с изоляцией из каменного волокна и целлюлозы произошло через 54 и 51 минуту соответственно. Как показано на рисунке 18, эти результаты показывают, что использование изоляции из целлюлозного волокна обеспечивает более высокую огнестойкость по сравнению с изоляцией из стекловолокна, но более низкую огнестойкость по сравнению с изоляцией из каменного волокна...»
- ^ Jump up to: а б Валлендер, Ли (14 ноября 2022 г.). «Что следует знать о задувной целлюлозной изоляции» . Ель . Проверено 28 мая 2023 г.
- ^ «Как долго сохраняется выдувная целлюлозная изоляция?» . Изоляция чердака Торонто . 29 января 2020 г. . Проверено 27 мая 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Отчет ICC о наследии ER-2833 – Тепло- и звукоизоляционные продукты Cocoon, ICC Evaluation Services, Inc., http://www.icc-es.org [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Источник из вторых рук: энергосбережение. Целлюлоза против стекловолокна. Исследование Колорадо , резервная копия архива
- ^ «HGTV Pro.com – Лучшие практики: целлюлозная изоляция» .
- ^ «Целлюлозная изоляция завоевала долю рынка в Колорадо, Building Green Colorado, Стив Андрес, 5 октября 2007 г.» . Архивировано из оригинала 16 мая 2008 года.
- ^ «Обращение 4996» . Город Портленд, штат Орегон . 26 марта 2008 г.
- ^ «Управление влажностью в доме» . Эксперт по планам . Город Портленд, штат Орегон. Март 2007 г. стр. 6–7. Архивировано из оригинала 13 сентября 2018 года.
- ^ «Узнайте, почему дома и здания не требуют воздушно-пароизоляции при использовании целлюлозной изоляции» . Ассоциация производителей целлюлозной изоляции . Архивировано из оригинала 20 августа 2022 г. Проверено 6 сентября 2022 г.
- ^ «Почему целлюлоза?» . Ассоциация производителей целлюлозной изоляции . Проверено 18 октября 2023 г.
- ^ «Проблемы целлюлозной изоляции» . Архивировано из оригинала 4 ноября 2011 г. Проверено 7 апреля 2011 г.
- ^ «Отчет об исследовании токсичности NTP по характеристикам атмосферы, размеру частиц, химическому составу и оценке воздействия целлюлозной изоляции на рабочем месте» (PDF) . Национальная программа токсикологии . Министерство здравоохранения и социальных служб США. Август 2006 г. Архивировано (PDF) из оригинала 2 февраля 2022 г. . Проверено 8 ноября 2022 г.
- ^ Вес строительных материалов. Архивировано 16 мая 2011 г. в Wayback Machine Boise Cascade. Техническая записка по изделиям из древесины, изготовленным из древесины, GE-1, стр. 1, получено 17 сентября 2010 г.
- ^ Как изолировать потолочное управление электропитанием Бонневиль, получено 17 сентября 2010 г.
- ^ «Отчет из информационного бюллетеня SCI Engineering» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 16 июля 2011 года.
- ^ Годиш, Ти Джей; Годиш, ДР (2006). «Заражение плесенью влажной целлюлозной изоляции, нанесенной распылением». J Air Waste Manag Assoc . 56 (1): 90–5. дои : 10.1080/10473289.2006.10464434 . ПМИД 16499151 .
- ^ ЛИД. Совет по экологическому строительству США, 19 ноября 2015 г. Интернет. < http://www.usgbc.org/leed >
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Ассоциация производителей целлюлозной изоляции
- Австралийская ассоциация производителей целлюлозной изоляции
- Технический бюллетень CIMA № 2: Стандартная практика установки изоляции зданий из целлюлозы
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- МакГрат, Эд (1981) . Суперизолированный дом; Рабочее руководство для строителей, архитекторов, плотников и подрядчиков. Фэрбенкс: Эта новая издательская компания.
- Домашняя изоляция: слушания в Подкомитете по надзору и расследованиям комитета по межгосударственной и внешней торговле; Палата представителей Девяносто пятый Конгресс; Вторая сессия; 21, 22 и 23 февраля 1978 г. Заводской № 95-81.
- Обеспечение соблюдения стандарта безопасности целлюлозной изоляции; Слушания в Подкомитете по надзору и расследованиям и Подкомитете по защите прав потребителей и финансам комитета по межгосударственной и внешней торговле; Палата представителей Девяносто пятый Конгресс; Вторая сессия; 19 апреля 1978 г.; Серийный № 95-100