剧情简介:绝缘和空气密封使住宅更紧凑、更节能,但它们也使房屋更容易受到水蒸气在建筑组件中凝结成液体的问题的影响模具代码专家Glenn Mathewson回顾了蒸汽控制代码中的方法- - - - - -有些有助于控制蒸汽,有些则弊大于利——比如通风、在空调空间中添加蒸汽屏障和使用蒸汽缓速器。
每当建筑规范要求住宅更紧凑时,一些老人们就喜欢说一句:“建筑必须呼吸。”这不是真的,但这句谚语在理解建筑科学和建筑规范几十年来一直在努力解决的问题的边缘——也就是,我们如何防止水蒸气成为现代建筑的一个问题?
在隔热和空气密封技术出现之前的几个世纪里,水蒸气的流行程度并不比今天低,但它不是什么大问题。在没有绝缘材料阻碍其移动的情况下,加热漏水建筑所产生的热量不仅让居住者感到舒适,还方便地加热了从墙内饰面到墙外壁板的所有东西。这使一切都保持在露点(空气中的水蒸气凝结成液体的温度)以上。由于这些漏水房屋的大部分潜在凝结表面通常都在露点以上,水蒸气不会凝结。墙壁和屋顶保持干燥,干燥的组件不会腐烂。
在建筑物中添加绝缘材料,使其更加紧密,管理水蒸气就变得复杂起来。在隔热成为标准的几十年里,建筑法规对它进行了多次调整,有时弊大于利。最近的代码更新在提供基于科学的解决方案方面做得更好。气体控制方法分散在2021年国际居民守则(IRC)中;R408段的爬行空间,R506.2.3段的平地板,R702.7段的墙,以及阁楼/椽在r806节,它们都在上个世纪随着第十一章的热控制方法一起发展。这些条款太过宽泛,无法在此详细说明,但它们都围绕着三个基本变量和一个目标:让水留在空气中。要做到这一点,必须对空气温度、相对湿度和表面温度都进行评估,并且必须对其中的一个、两个或三个变量进行管理。
通风和屏障
老房子“呼吸”,但它们仍然有水蒸气的问题。当热量通过屋顶和墙壁传递以保持组件干燥时,地下室和爬行空间往往保持凉爽——尤其是在外围——它们的地板是裸露的泥土。寒冷的表面和从土壤中上升的水蒸气的结合为凝结创造了条件,促使了第一种控制蒸汽的方法:通风。
1927年,第一个不仅涉及消防安全的模范建筑规范,还包括地板下通风的规定,以“干燥的”外部空气稀释地板下空间的潮湿空气(我们现在知道这不是一个好主意——外部空气并不总是干燥的,空气温度对控制凝结很重要)。
该代码还包括一个选项蒸汽屏障.为了限制水蒸气进入空间,从而减少通风面积,一个50磅的屏障。滚动的屋顶可以铺在地面上。这种方法仍然在IRC今天,用聚乙烯蒸汽缓速器代替屋顶。
阁楼隔热材料在20世纪50年代开始普及,虽然这种方法减少了通过屋顶向外界散失的热量,从而降低了能源消耗,但这也意味着屋顶护套和椽子的底部不再保暖。冷的表面是凝结的表面,所以建筑规范重新采用了阁楼空间中爬行空间中使用的通风和屏障方法——他们只是把它们倒过来,用聚乙烯蒸汽屏障代替了滚动屋顶。
在21世纪的早期,IRC在全国范围内的采用导致了墙壁和阁楼的绝缘,以及聚酰胺蒸汽缓速剂在“冬天温暖的一面”的墙壁。对于混合气候来说,这是一个很大的错误。尽管空气屏障已经被推荐了近一个世纪,但它们的重点是防止外界空气进入,产生通风的感觉。沥青纸作为“天气屏障”(当时的术语)被认为可以解决这个问题。然而,我们经历了惨痛的教训才知道,从家里漏到墙洞的空气是目前为止增加那些隐蔽空间湿度的主要机制。地下和阁楼空间有通风设备,可以晾干,但墙壁没有。在某些混合气候下,在没有通风的墙壁上广泛使用聚蒸汽屏障是一个灾难性的错误,导致了许多潮湿和腐烂的墙壁。能效规定和对热舒适的渴望带来的这种附带损害促使主流更加关注蒸汽控制。
新的控制方法
在21世纪初,IRC认识到,通过将爬行空间的表面置于住宅的热包层内,可以使其保持在露点温度以上。隔离空间,并温暖任何脆弱的冷凝表面,水蒸气不会构成风险。的概念没有通风的(有条件的)爬行空间很快成为寒冷气候下的首选方法,直到今天仍然如此。只需在爬行空间的地板上安装一个坚固的蒸汽缓速器来限制蒸汽的侵入,隔离墙壁,并在整个空间中循环调节空气来稀释湿度,你就会有一个更干燥、更健康的爬行空间。
2009年的IRC大大扩展了蒸汽控制方法,建立了三类蒸汽缓阻器基于热额定值和常用的建筑材料,并将爬行空间的“不通风”概念应用到阁楼空间。虽然看起来很复杂,但不通风的阁楼设备有一个目标:在屋顶甲板下创建一个冷凝表面,同时也是一个蒸汽和空气的屏障,然后在这个表面上安装足够的绝缘材料,利用内部的热量来保持温度(高于露点)。这是可以做到的闭孔-泡沫屋面护套以下的保温,或屋面护套以上的连续面板保温。
这只适用于寒冷的气候。2018年的IRC提出了一项针对湿热气候的相关策略。这种方法不使用绝缘材料来保持木材部件干燥,而是使用一个蒸汽扩散端口,只“排气”蒸汽。蒸汽扩散端口类似于脊状通风口,通风口开口切入脊状通风口的护套中,覆盖着一层具有高蒸汽渗透性的空气不渗透膜。至少有一个3 / 12的斜坡,蒸汽可以通过空气和蒸汽渗透性绝缘迁移到护套,并向上和出山脊,同时保持阁楼的气密性。该方法在2021年IRC中得到进一步改进,包括不需要对阁楼进行空调送风的例外情况。就像带除湿的密封爬行空间一样,这也使阁楼与生活空间完全密封。
2009年的IRC还试图治愈之前的代码版本的伤口,要求I类(聚)蒸汽缓凝剂在寒冷气候下的墙壁内部。III类蒸汽缓速器的渗透性几乎不能阻止迁移到组件中,但它允许在组件中发生水的情况下向室内干燥,无论是通过凝结或其他方式。表R702.7(3)提供了两种允许在寒冷气候中使用III类缓速器的方法。首先是使用通风包层和透气性墙套,这不能消除凝结,但可以使建筑内外都干燥。第二种方法是使用连续的外墙绝缘材料,足以保持框架和护套高于露点,类似于没有通风的阁楼。这种工作的关键是限制腔体绝缘的数量,以允许足够的热量进入腔体到达外部绝缘。如果有更多的腔体绝缘体阻止加热冷凝表面的热量,则必须在外部有更多的绝缘体,以进一步隔离该表面的热量损失到外部。
许多人认为该规范是“你被允许建造的最糟糕的房子”,但由于规范提供了各种各样的蒸汽控制选择,怎么会出现这种情况呢?哪一个是“最糟糕的”?是的,代码中的一些内容确实是最低行,如防护高度或出口窗口大小,但IRC 1100页的更多内容包含各种材料和组件的详细设计方法和程序。如果其中一种方法确实是“最糟糕的”,那么最好的避免方法就是选择另一种方法。
格伦·马修森(Glenn Mathewson)是一名顾问和教育家BuildingCodeCollege.com.
来自Fine Homebuilding #312
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