SWA 的外壳小组敏锐地意识到，绝缘材料是最重要的单一材料选择，可最大限度地提高外壳在其使用寿命期间的热阻。我们建筑行业的许多人相信，与良好的连续空气密封相结合，最高的隔热值可以形成最环保的外壳，有助于减少结构的碳足迹并应对气候变化。那么，令人惊讶的是，一些最常用的绝缘材料在制造和/或安装时碳含量很高，以至于几十年来它们消除了它们本应提供的碳能源节约。以下详细讨论了这种情况的发生方式和原因，以及行业正在采取哪些措施来改变这一现状。
建筑环境在气候图景中占据重要地位，因为每年排放到地球大气中的碳总量中近40%是由建筑物产生的。在过去 30 年的绿色建筑发展中，我们主要关注运营碳——建筑物在使用过程中排放的碳。直到最近我们才开始关注隐含碳– 用于建造建筑物的碳，通常远远大于运营前几十年节省的能源。能源法规的变化针对的是可操作的碳，即使是那些处于促进可持续建筑前沿的组织和标准[LEED，PH]也没有量化或限制隐含碳，尽管它们引起了人们的关注。
假设一栋建筑矗立了几十年，甚至几个世纪，其运营碳在其生命周期内将超过其隐含碳，因此，在计算建筑物的碳生命周期评估（LCA）时，运营碳节约将比隐含碳更重要从长远来看节省/花费。为什么隐含碳应与运营碳同等重要？由于全球建筑物碳排放总量中，28%与隐含碳挂钩。这已经是一个很大的百分比了，但当你考虑近期，即建筑物使用寿命的前 30 年时，这个百分比会跃升至 50% 左右。事实上，每座新建筑在竣工后都背负着碳债，因为建造过程中排放了大量的碳。为了使气候受益于隔热和密封良好的外壳和高效率的能源系统，建筑物需要持续和使用很长时间。问题是我们可能没有 30 年的时间来偿还碳债务，更不用说 60 年了。
对于空气中碳含量导致的全球气温上升何时达到临界点并引发一系列连锁气候事件并带来灾难性后果，存在不同的预测。大多数预测都是相对近期的——10-30 年。这意味着我们再也无法做出让我们在未来几十年还清碳债务的选择。目前大气中的碳含量接近 410 ppm。据彭博社 Carbon Clock报道，20 年后可能会达到 450 ppm，即预测的触发水平。这些都是绝对数字，因此我们现在排放到空气中的每一点碳都很重要。
我们并不是建议我们现在应该将重点从减少运营碳转移而主要（或完全）关注隐含碳。相反，运营碳排放量越低，碳债务偿还得越快。因此，隔热对于建筑物偿还债务的能力至关重要。相反，建筑物的隐含碳含量越低，其运营效率实际上就越高。这两个价值观是密不可分的。当设计力求最大限度地减少这两种类型的排放时，最终的建筑可以从根本上减少碳排放，从而有助于减少大气中的碳，从而使我们远离临界点。
隔热的主要目的是提供对通过建筑围护结构的热传递的阻力，通常量化为 R 值。R值越高，绝缘性能越好。除了建筑物主要是玻璃幕墙的情况外，隔热层是任何围护表面（地板、墙壁和屋顶）潜在 R 值的主要决定因素。市场上的绝缘材料太多，无法在此一一讨论。就纽约地区的商业建筑而言，总体上常用的材料有以下三种：
塑料泡沫，无论是喷涂的还是板状的，并且是膨胀的或挤压的；
矿物纤维，呈板状、棉絮状或喷射状；
有机纤维，毛毡或喷涂形式
最高的 R 值（5 或 6.5/英寸）与塑料泡沫有关。矿物纤维往往达到每英寸 R4 的最大值，而有机纤维则在 R3 范围内。在所有其他条件相同的情况下，您希望每英寸具有最高的 R 值，但事情并非那么简单。即使不考虑隐含碳，也必须考虑许多其他因素。
事实证明，提供最高 R 值的两种塑料泡沫——闭孔聚氨酯喷涂（SPF-HFC 型）和挤塑聚苯乙烯板（XPS）——也具有最高的碳含量；不是一点点，而是几个数量级。这是因为它们都是由氢氟碳化物 (HFC) 发泡剂制成，其全球变暖潜值 (GWP) 是二氧化碳的 1000 倍。一项研究研究发现，HFC 吹制 XPS 或 SPF 所产生的运行碳节约需要 40 至 60 年以上的时间才能偿还其制造和安装过程中的排放，具体取决于 R10 和 R25 之间提供的总 R 值。如果隔热层需要这么长时间才能收回成本，那么它还没有开始支付任何其他碳的成本。在商业建筑中，隔热材料通常只占建筑碳含量的一小部分——低至 5-10%。这意味着大约 90% 的建筑至少要在运行 40 或 50 年之后才会开始通过隔热来实现碳减排。
相比之下，同一研究发现，对于相同的 R 值，任何其他类型的绝缘材料（包括使用 HFC 以外的试剂吹制的塑料）的投资回收期在一年到四年之间。仅从隐含碳的角度来看，很难不得出这样的结论：HFC 吹制塑料应该尽快被淘汰并退出市场。但 SPF 和 XPS 隔热材料无处不在，它们如此受欢迎的原因不仅仅是它们的高保暖性能。我们已经变得依赖 SPF 和 XPS，因为它们除了提供高 R 值之外还有很多作用。
出于所有实际目的，XPS 板都是防水的并可用作蒸汽屏障。如果用胶带粘贴并密封，这些板就是空气屏障。因此，这种绝缘类型可以代替墙壁组件中的蒸汽屏障或空气屏障。而且，具有从 25psf 到 100psf 的各种抗压强度级别，它也具有真正的结构价值。XPS 板通常用作膜的保护板，并且由于其能够长期承受静水压力，因此成为基础防水的首选隔热材料。此外，它尺寸稳定，具有良好的长期R值保持性。
闭孔 SPF 同样具有高度防水性，尽管程度不如 XPS（在静水压力下）。而且，闭孔 SPF 是一种更好的空气屏障，因为作为喷涂材料，它可以适应各种不规则形状并且是无缝的。当安装厚度至少为 1.5 英寸时，它也是 I 级蒸气缓凝剂。喷涂后的 SPF 会变得非常坚硬，如果需要的话，它可以在某些墙壁系统中提供结构刚性。与 XPS 类似，它具有尺寸和热稳定性。
其他绝缘材料，即使是非 HFC 吹制塑料，也无法完全复制 HFC 吹制 SPF 和 XPS 的所有特性。塑料泡沫通常高度易燃，并不适合所有应用，但我们如何才能弥补使我们如此广泛依赖泡沫塑料的有用品质组合的损失呢？
