Kohta Ueno是建筑科学公司(BSC)Joseph Lstiburek创立的马萨诸塞州建筑围护结构/外壳咨询公司。上野在麻省理工学院获得材料科学学士学位,在滑铁卢大学获得土木工程应用科学硕士学位。他在BSC的工作包括建筑故障的法医现场调查,以及建筑围护结构设计中新建和改造施工的咨询工作。
下能源部的建设美国计划计划期间,上野教授在建筑科学课题上进行了许多实地研究项目,包括无通风纤维隔热屋顶的防潮安全性,地下室墙体隔热的湿热行为,耐久性双螺柱墙组件的性能微型裂缝热泵在寒冷的气候中,在许多其他地方。他是一位充满活力的演讲者,经常在学术和行业会议上发表演讲,并发表了各种会议论文和文章。
AF:你每天花很多时间做法医调查吗?
KU:作为一家公司,BSC基本上是在法医调查方面取得了成功,无论是住宅方面还是商业方面。我们做了所有的事情,从机场控制塔,到无人能解决的漏水豪宅,到天花板上长出冰柱的冰柜仓库,到科德角SIP屋顶倒塌的房子。这是一个广泛的项目组合。从更明确的围栏或建筑外壳问题,到调查多户住宅的大规模湿度控制问题——比如家具上的霉菌正在生长,天花板上的管道正在凝结和滴水,他们需要找一些霉菌修复师来拆除天花板并修复它。
基于这些经验,当建筑还在纸上的时候,我们也会在前端为建筑商、业主、建筑师或承包商提供咨询,以尽量避免这些问题。这是一个住宅和商业项目,但大部分都变成了一个巨大的住宅,整个团队都在担心漏水和滴水的问题,以及愤怒的客户、诉讼或其他建筑灾难的风险。
AF:这些都是主要的担忧。你有没有观察到某个特定的时期,建筑故障的集中程度似乎是最高的?20世纪80年代出现了一些非常奇怪的工程产品。
KU:我不能说我一定有一个伟大的历史建筑截面,因为很多时候,如果一个建筑将要倒塌,它将在适度的时间内倒塌。你可以把它想象成一个“儿童死亡率上升”的问题。所以,如果一栋20世纪70年代的房子完全被毁了,它要么已经被拆了重新装修,要么已经被扔进了垃圾填埋场,要么已经变成了一艘下垂的、被遗弃的残骸。如果我能看到任何模式——这是我的个人经验和文献——那就是任何时候你有一个建筑热潮(任何有卡车的人都可以在侧面拍一个磁性标志,成为一个承包商),它标志着一个较差的建筑质量时期。每个人都想加入淘金热,这时你就会遇到问题。例如,始于20世纪80年代并一直持续到本世纪初的温哥华巨大的公寓泄漏危机正是:另一场人人都试图进入的建筑热潮。
关于你所说的产品,是的,我们确实看到了特定产品与大量失败相关的模式。所以你会在那个时代的建筑中看到很多这样的问题。我的老板兼导师Joe Lstiburek曾在20世纪90年代担任专家证人,负责处理卡罗来纳地区普遍存在的EIFS(合成灰泥)失败案件,他也做过类似的法律工作关于硬板壁板和阻燃胶合板的失效。乔也花了很多时间作为其他产品制造商的专家证人,这些制造商被错误地指控为建筑故障的根源。
AF:那么当你在一个新的网站上时,你是如何进行现场调查的?我猜你在里面有信息,但是有没有一个过程——也许是一个超级机密的Kohta上野过程?
库:我不认为有什么真正的秘密。一般来说,工程的整个原则就是把一个非常复杂的问题分解成小块,这样你就可以确定因果关系,弄清楚发生了什么。至于进行法医调查,我们首先与客户讨论,以了解问题是什么。这是一个直接的漏雨问题吗?是湿度控制的问题吗?是霉菌滋生的问题吗?如果是水分问题,再分解一下。这只是一个雨水泄漏的问题,还是比这更奇怪的事情?空气泄漏、冷凝、水汽通过水库外壳驱动——所有这些问题都会出现。当客户打电话给你说:“是的,我的房子漏水,但下雨的时候不漏水。”你知道你可能遇到了一个奇怪的问题。
但回到这个过程,你想知道你在做什么样的调查,然后在此基础上发展你的工具和技术来处理它。在我职业生涯早期,乔给我的一条建议是,当你去一栋大楼时,“一定要听取住在那里的人的意见。”这可能是房主,设施经理,或者是拿着拖把到处跑的人,处理所有的泄漏和事情。他们可能没有科学的解决方案,他们可能不知道为什么会发生这种情况,但他们通常会对模式有一个很好的想法。模式对于理解正在发生的事情通常是至关重要的。是的,下雨时漏水。或者不是,它发生在寒冷的日子里,或者从寒冷的日子到温暖的日子,或者只在建筑物的南面。所有这些类型的因素都是你需要了解的重要线索。即使他们不能解释,他们也有一些重要的信息。
AF:它们是你的经验资源。
KU:当然。他们比我有更多的历史,当我只是坐一天的飞机时。除此之外,有趣但也令人沮丧的是,很多时候设施经理,住在大楼里的人,知道发生了什么。我的报告和他或她说的是一样的,但当权者需要外地专家来说。也许这反映了商人对知识的贬低,但这是一个完全不同的讨论。
就如何分解问题而言,我将从建筑物的外部和内部开始研究——例如,在雨水泄漏的情况下。车内出现雨水通常是引发投诉的原因。然后我将开始分解那里的东西来了解它是如何建造的。很多时候,与地面上实际建造的建筑相比,这些图纸是虚构的。通常在记录中没有变更顺序或草图细节来跟踪发生了什么。所以我们有这样的情况,我们看着图纸上的细节,说,“是的,应该可以。”后来我们到了工地,发现修屋顶的人比修墙的人先到,由于顺序问题,屋顶倒闪了,这就是为什么我们在墙上放了一个漏斗。诸如此类的事情。
AF:有用于法医工作的工具包吗?
KU:哦,天哪。这是我最喜欢的事情之一。问题是,这里没有绝对。Joe Lstiburek有一种绝地大师的凭感觉行事的态度:他告诉过许多过于依赖仪器或模拟的年轻人,“Luke…使用原力…关闭瞄准电脑。”换句话说,看一眼建筑就知道它了。相比之下,我是一个“小玩意先生”技术极客。还记得电影吗向上那个背包里装着这些垃圾的过度热情的亚洲童子军?那就是我。
AF:那么你的基本工具是什么?
KU:我写了一个绿色建筑顾问的四部分系列我在这些调查中使用的工具例如,红外摄像机已经走了很长的路,甚至在我的职业生涯中。在21世纪初,这是一个价值5000美元的设备,你不敢把它放在阁楼上,因为担心它会掉下来,你只能看到这个很小的,苏打吸管一样的,狭窄的图像视野。几年前,我换了一个300美元的配件,插在我iPhone的侧面,它比旧相机拍出的照片更好。现在我用的是同一插件单元的独立版本,主要是为了避免在拍红外照片时把手机电池烧光。
红外摄像机能给你带来什么?它能让你得到表面温度。这可以告诉你一些东西,比如热桥。根据具体情况,它可能会告诉你湿度。它可能会告诉你空气泄漏,特别是当你把它与鼓风机门测试结合起来时。鼓风机门和其他漏风设备会有帮助,特别是当我知道我有漏风凝结问题或夏季湿度问题时。工具包的另一部分是湿度计,包括带引脚的版本和接触式(“基于电容”)版本。
最终,能够收集信息、消化信息,并将其整合成一幅连贯的图片是至关重要的。你可以拥有你想要的所有小工具,但如果你没有背景知识来理解和消化你所观察到的东西,它们就毫无意义。
AF:你曾经自己制作工具来测量或诊断一个问题吗?有没有这样一种情况,当时没有一种工具可以做你需要做的事情?
KU:目前的技术水平相当不错。有很多仪器可以提供大量的信息。有些地方,你就像偷工减料一样让它工作。例如,当我使用风管爆破管道泄漏测试风扇作为动力流罩时,我用Rubbermaid容器和Sonotube做了一些东西来做这些测量。但几年后能源学院我想出了一个更好的系统,但那东西却被扔进了垃圾桶。
AF:现在有没有建筑科学领域对你来说是最有趣的,无论是对你自己的研究还是你从中学到很多东西?
KU:我在期刊上发表的或在会议上共同发表的许多论文,通常都是我在建筑围护结构或建筑外壳监测方面所做的工作。我们基本上建了一堆测试墙,放了一堆仪器,用几年的时间来测量它们,然后看看这些东西是如何并排运行的。
我们最近的一个大项目是没有通风的屋顶,有各种纤维,密集的绝缘材料。作为背景,做一个未放气的屋顶自20世纪90年代末以来,建筑规范中就规定了没有通风通道。如果你用泡沫喷雾来射击,这是一个有良好记录的防潮(或足够防潮)屋顶。这是一个已知的量。然而,有纤维素的人说,“看,我们可以用这种低成本,更环保的材料来密集包装你的屋顶,并有同样的结果。”我们想进一步研究一下。
因为现在有各种各样的技术——那些湿了就能打开的蒸汽屏障,可变渗透的蒸汽阻流器——我们研究了一种叫做扩散通风口的东西。这些屋顶组件中的水分通常积聚在山脊上。你能通过一个“蒸汽开放”但防水的细节,让它在山脊上以“局部方式”变干吗?
这项研究的结论是是的,它们能起作用,但它们有风险。在我们的研究中,我们在不同的条件下测试了三个冬天的屋顶,在第二个冬天它几乎失败了。我们在屋顶里长了霉。然后我们让绝缘体回来重新包装。在第三个冬天,它运行良好。所以现在的结论是,是的,如果你尝试了两次,或者你第一次就成功了,你就可以让它们工作。但如果我们建议在建筑规范中加入这一点,这是有风险的,因为如果你在建筑规范中加入了一些东西,你必须预料到它可能是由最糟糕的承包商用最便宜的材料和最糟糕的质量控制来建造的。这不是成功的秘诀。
AF:你最近还在做什么?你能多告诉我一些你提到的多户住宅的湿度控制问题吗?
KU:在过去的几年里,我一直在调查东海岸上下的许多多户型建筑和酒店,这些建筑在夏天都有霉菌生长和水分问题——通常是新建筑或新装修的建筑。天花板空间的冷却管道系统上到处都是冷凝物,而且还从天花板上滴下来,这已经够糟糕的了。业主和建筑商一开始都认为“我们把这些东西盖得太紧了”,但如果你只看天气或露点数据,很明显是外界空气中的湿气和夏季缺乏除湿。
这些问题形成了一场完美风暴:当你把隔热性能更好的外壳、良好的窗户、除湿效果不如老式系统的高效暖通空调设备,以及不长时间运行的超大机组结合在一起时,曾经正常工作的建筑物就会陷入潮湿问题的边缘。当通风系统只是一堆排风扇,并依赖于从外面漏进来的空气时,情况会变得更糟——毕竟,当你把空气送出去时,建筑物不会缩水。无论空气漏到哪里,外面的空气都会带来巨大的湿度负荷
大楼。
AF:你最初是怎么进入建筑科学领域的?
KU:据我所知,在我遇到的孩子中,没有一个人有成为建筑科学家的毕生抱负。一旦发现这个领域的存在,每个人都会以完全愚蠢的方式进入这个领域。首先澄清一下,不,我没有被放射性的乔·斯提布拉克咬伤。
真实的故事是:大学毕业后,我精疲力竭。在我的本科生涯中,我最喜欢的事情是在我们的生活小组周围做小项目。在大学毕业后的一段时间里,我做了一个小承包商,只是为朋友们改造厨房和浴室——橱柜、管道、插座、瓷砖等等。
我学到了很多东西,但我是个糟糕的商人,最后只能住在父母的地下室里。住在那里的时候,我看了一集新星在PBS的节目中,乔·斯提布拉克是那个节目的主角之一。他谈到了他是如何在波士顿的机动车登记处诊断病态建筑综合症的。我觉得这听起来很酷。我给BSC打了个陌生电话。贝琪·佩蒂特接了电话,非常幸运的是,他们当时正在寻找一个入门级的人。我非常幸运。
当然,另一件幸运的事,建筑科学家的理想人选是既懂建筑又懂建造,并且在工程方面有扎实的基础——一个不怕被扔给他们一点数学的人。这又是一次不可思议的机缘巧合,我能幸运地结合在一起。这就是我最初的故事。
艾伦·费根,前副主编Fine Homebuilding,是齿轮技术和动力传动工程杂志的高级编辑。
绘画:Joe Ciardiello
来自Fine Homebuilding 307号
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