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剧情简介:有四个控制层在一个建筑围护结构中,必须设法建造一个持久和舒适的家:水,空气,蒸汽和温度。控制水是第一要务,并涉及创建一个排水平面使用water-resistive障碍在框架外集成了闪光,以防止水进入墙壁。空气控制通常是护套的工作,它应该尽可能紧密地密封一个家,并与一个验证blower-door测试.蒸气控制包括用蒸气缓速器避免墙内凝结,而温度控制是关于隔热墙到能提高舒适度和能效的特定r值。本文包括关于不同控制层的代码需求的说明,以及控制这四个层中的每个层的不同程序集的示例。
我第一次提到“控制层”这个词是在2010年建筑科学公司的一篇文章中,文章名为完美的墙,该公司的负责人约瑟夫·里斯特布里克(Joseph Lstiburek)写道。在Lstiburek的完美墙体中,所有的控制层都在框架的外侧,创造了一个耐用的组件。但这很少是墙壁的建造方式——大多数家庭在墙腔内都有绝缘材料,许多家庭还有某种内部蒸汽缓速器。
不管控制装置的位置如何,为了设计和建造一个耐用、舒适和高效的住宅,你必须考虑如何管理水、空气、蒸汽和温度(热运动)。这是建筑围护结构的四个主要控制层,它们将住宅的室内空间与室外空间隔开。
在接下来的页面中,我将描述每个控制层,它的用途,创建它常用的材料,以及2018国际住宅代码(IRC)对此的看法。为了保持本介绍的长度合理,我们将只看木框墙组件的控制层。当你阅读的时候,记住石板和屋顶也需要控制层。这是Lstiburek的“完美墙”的巧妙之处之一:躺下来,它是完美的石板;倾斜的话,它就是完美的屋顶。
底线是有一些经过验证的墙体组件我们不需要每次开始一个项目时都重新设计我们的构建方式。然而有些时候——比如在重新装修,尝试使用特定材料,或者在设计一堵高于规范的高性能墙时——我们需要仔细考虑整个计划。在这种情况下,问一下这些问题:我是否尽了一切可能不让水进来?空气屏障在房子的六面都是连续的吗?我是在保护墙壁不受蒸汽驱动,和/或当它们变湿时,墙壁会变干吗?我是否有足够的隔热层,使房子既舒适又节能?
如果您对每个问题的回答都是肯定的,那么您就可以在您的建筑围护结构中很好地使用这四个控制层。您可以使用IRC作为指导,但要知道许多构建器都在努力做得更好。
筑墙的方法不止一种
当然,可以用一个单独的产品来创建每个控制层,但许多产品将这些功能整合到一个薄膜、涂层或面板中。下面是四种常见的墙体组件,说明了有效控制水、空气、蒸汽和温度的不同方法。
这可能是今天美国建造的最常见的墙,控制层很容易识别为独立的元素。水由机械紧固的房罩控制,空气由胶布连接控制,温度由玻璃纤维腔绝缘控制,蒸汽由绝缘表面的牛皮纸控制,这是II类蒸汽缓速器。注意,这可能是一个2×4壁在温暖的气候或2×6壁在寒冷的气候,以允许更多的r值在壁腔。在较温暖的气候下,内部的蒸汽缓凝剂可以通过使用无面坯来省略,尽管油漆干墙仍然会产生III类蒸汽缓凝剂。
许多建筑商喜欢一步到位安装水和空气控制系统的效率,他们使用集成WRB的护套,如Zip系统。矿物羊毛电池提供比玻璃纤维更高的r值,但他们不包括硫酸盐面作为一个选择,所以他们是蒸汽开放。由于护套和壁板之间有一个通风雨幕间隙,IRC允许使用III类蒸汽缓凝剂,这就像在石膏板上涂标准乳胶漆一样简单。尽管如此,在较冷的气候条件下,一些建筑商还是更喜欢使用可变热阻蒸汽器作为保险,比如sureteed的MemBrain或Pro Clima的Intello膜,它们在冬季减缓向外的蒸汽驱动,但在夏季允许向内干燥。
在这样的快速填充组件中,薄薄的闭孔喷雾泡沫层提供空气、蒸汽和一些温度控制。吹入纤维绝缘体,如纤维素是一个很好的选择,其余的绝缘,因为它是成本效益,将填补固化泡沫的不规则表面比电池绝缘体可以更好。任何汽开WRB都可以安装在护套外面。虽然这种墙不需要任何内部蒸汽控制超出通常的油漆干墙,它是重要的安装足够的闭孔喷雾泡沫对护套,以防止凝结发生在墙上。这些r值取决于您的气候,并在IRC中指定。
连续外保温的优点是它减轻了热桥效应,增加了整面墙的r值。虽然可以使用其他类型的绝缘材料,但刚性泡沫是最常见的选择。一些刚性绝缘产品符合IRC标准,可作为WRB使用,并可详细作为空气屏障,但许多建筑商选择在泡沫后面安装一个排水房屋包装,作为皮带和吊带的方法。如果外部绝缘有足够的r值,IRC允许这些墙有一个III类内部蒸汽阻流器——如果选择的绝缘将限制向外干燥,这是一个好主意。要做到这一点,腔体绝缘必须是蒸汽打开的。
治水永远是第一要务
![有人在擦窗户](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2019/01/23145031/021289060-1.jpg)
T第一个控制层是散装水或液态水,这是用来明确区分水和水蒸气的同义词,这是第三个控制层。水控制层通常被称为“排水平面”。
建筑师Steve Baczek告诉我,水是第一个也是最重要的控制因素,其次是空气、蒸汽和温度。巴切克并不是唯一表达这种观点的专业人士。Lstiburek说他的导师之一,Gus Handegord,曾说过建筑有三个问题:“雨,雨,雨。”代码专家和教育家Glenn Mathewson是这样说的:“如果你没有伞,谁会在乎你穿不穿毛衣呢?”
墙壁的水控制层总是位于框架的外部,包括壁板、门窗和闪光。然而在壁板下面,大部分墙壁表面都覆盖着一种单一的产品,负责控制层的工作——防水屏障(WRB)。它必须适当地与闪光装置结合,以防止雨水和融雪进入墙壁。
机械固定的房屋保鲜膜,如特卫科家庭保鲜膜,是许多家庭的主要水控制层。其他常见的wrb包括集成面板,如ZIP系统护套。有像Benjamin Obdyke的HydroGap这样的可排水wrb,有像Henry Blueskin这样的自粘附wrb,也有像Prosoco Cat 5这样的液体应用wrb;一些硬质泡沫绝缘材料被批准用作WRB(见下文“WRB上的IRC”)。
在安装过程中,WRB与窗户、门和其他渗透处的闪光装置集成在一起,以完成水控制层。除了最干燥的气候外,大多数专家都认为,当建筑组件包括一个通风的雨幕或WRB与壁板之间的间隙时,WRB在防止水进入墙壁方面最成功。
wrb的IRC
关于水的控制,IRC说:“外墙围护结构的设计和建造方式应防止水在外墙组件内积聚,在外墙包覆层后面提供防水屏障……并提供一种将穿透外墙包覆层的水排到外部的方法。”WRB可以是15号沥青毛毡或其他“批准”的产品。根据Mathewson的说法,“批准”意味着“当地建筑官员可以接受”。当IRC描述第15号毛毡的安装时,对于其他被批准的产品,制造商的安装说明就成为了代码要求——正如编辑顾问Mike Guertin最近提请我注意的那样,建筑检查员可以要求建筑商在他们的工地上有这些说明。
控制空气的重点在于连续性
![有密封缝隙的天花板如图所示](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2019/01/23145338/021289060-3-700x394.jpg)
一个高性能住宅的建筑师和建筑商一致认为,我们应该尽可能紧密地密封我们的房子,并通过吹风机门测试来验证其有效性。这种建筑方式的好处有很多。一个紧凑的房子节省能源,节省业主的钱,住在里面更舒适。在一个密闭的房子里,我们可以控制湿度和通风,过滤进来的空气,使室内空气质量更好。我们可以通过热回收呼吸机或能量回收呼吸机有效地提供新鲜空气。此外,一个密封的组件允许其他系统工作。例如,普通的屋顶通风依赖于烟囱效应,从山脊通风口排出空气,并通过底部通风口吸入空气。漏水的天花板会使这个系统短路,反而会把空气从室内的空调环境中抽走。
今天,许多建筑商在墙壁上使用护套作为主要的空气控制层,或空气屏障。与填充物,胶带,流体应用密封胶,和其他空气密封产品,普通胶合板和OSB护套可以详细作为空气屏障。有些wrb还可以兼作空气屏障。集成面板产品,完全粘接的wrb和流体应用的wrb可以很好地作为空气屏障。机械紧固的wrb,如特卫克HomeWrap,作为空气控制层的一部分,更难以工作。
![用亮蓝色的家装](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2019/01/23145659/021289060-4-e1577131051394.jpg)
不管用什么材料,空气屏障必须是连续的。许多建筑师使用“红笔测试”来确保空气控制层的连续性。他们在房子的剖面图上,用一支红笔在空气屏障周围描一圈,并确保没有需要提起笔的点。因为图纸包括过渡,他们使用这个测试来确保他们已经考虑了像窗台板这样的区域,那里的空气屏障可能是填充物或胶带;窗户和门,其空气屏障可能是空气密封胶带,填充物,或罐装喷雾泡沫;而在顶板上,他们通常必须决定如何从外部空气屏障过渡到内部空气屏障。
IRC要求对空气控制层进行测试。在气候区1和2,家庭必须测试在每小时50帕斯卡(ACH50)的空气变化5次或更少。在所有其他气候区,结果必须达到或超过3 ACH50。高性能构建器通常远远超过这一要求。
在讨论蒸汽控制之前,需要注意的是,与紧壁相比,漏壁更有可能出现冷凝相关的问题。这是空气密封所有六面壁腔的部分论点。换句话说,即使你有一个完美的外部空气屏障,它是有利的密封穿透在底部和顶部的墙板,并详细说明你的内部蒸汽缓速器或石膏板,以防止内部空气进入墙壁。
用鼓风机门检查气密性
高性能的建造者通常会对一个项目进行不止一次的鼓风机门测试,测试结果远远低于IRC的要求。密苏里州哥伦比亚市Aarow大楼的Jake Bruton在每个项目中都要进行三次吹风机门测试。第一次测试在围护结构完成后进行,但在门窗开口切割和安装绝缘材料之前进行。第二种情况发生在门窗安装好之后。最后的测试是在房子完工后进行的。这样,在用石膏板和饰面覆盖之前,就可以发现并修复空气屏障中的漏洞。
布鲁顿说:“我们不费多大力气就能达到极低的数字。”“我们正在建造一个2600平方英尺的大楼。我们现在只有不到8个小时的人手来密封空气,我们达到了0.3 ACH50。”
布鲁顿用鼓风机门对房屋进行加压和减压,并对测试结果进行平均。他说:“如果你有开窗,你给房子减压,你会把所有东西都吸进去,窗户的性能就会更好。”“但如果你有双层悬挂的窗户,当房子降压时,窗户的性能就会变差。”
蒸汽控制防止湿润和促进干燥
wrb和空气屏障旨在完全阻止液态水和空气进入建筑围护结构。蒸汽控制更加微妙。水蒸气可以通过扩散的方式穿过许多建筑材料,从蒸气压高的地方扩散到蒸气压低的地方,从温度较高的地方扩散到温度较低的地方。蒸汽缓速器用于防止水蒸气扩散到壁面组件中。
所有的建筑材料都有一个渗透率等级,用烫发的方式给出。数值越低,水蒸气就越不容易通过材料。你经常会发现材料渗透性的四大类,但IRC定义了三类蒸汽缓速剂。
![两个人在房子外面干活](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2019/01/23150233/021289060-6.jpg)
IRC要求在气候区5、6、7、8和海洋4的墙体框架内侧安装I类或II类缓蒸汽器。该规范还概述了允许建筑商使用III类蒸汽缓速器的两个条件:当使用通风包层(雨幕组件)时,或当使用针对每个气候区的指定r值的连续外部绝缘材料时。
![显示了第II类蒸汽缓速器](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2019/01/23150333/021289060-7.jpg)
![]() 半透水材料(III类缓蒸剂)包括大多数固化乳胶漆、胶合板和OS B,其烫发等级大于1,最高可达10。 |
![]() Vaporpermeable材料包括许多现代wrb在内,它们的烫发等级都大于10。 |
这两种情况会产生不同的效果。外部绝缘使护套保持在露点以上,减少了墙壁因凝结而变湿的机会。防雨屏间隙允许蒸汽开启组件工作,而不会危及壁板。Lstiburek说:“这种间隙可以控制静水压力,提供毛细血管破裂,并增加了通流组件壁板的寿命。”许多高性能构建器两者都做。
任何在老房子上工作过的人都知道,湿墙通常只有在不能干的情况下才会有问题。为此,我们不仅要考虑不让水蒸气进入组件,还要考虑在墙体变湿时让水蒸气从组件中逸出。
例如,在寒冷气候下,一种常见的能源改造策略是在墙壁护套上添加箔面绝缘材料。这种方法提高了热性能,最大限度地减少热桥接,可以紧固泄漏组件,并保持护套温暖,以防止管壁内发生冷凝。但是铝箔是不透气的。这面墙不能再干透外面了。如果墙内有I类缓蒸汽器,墙不能向任何方向干燥。
建筑师、被动房屋顾问和475高性能建筑供应公司(475 High Performance Building Supply)的销售顾问奥利弗·克莱因(Oliver Klein)建议,墙壁应该能够向外和向内干燥。“其中一个问题是,”他说,“我们使用了大量的胶合板和OSB作为我们的外部护套,而这些都不是非常蒸汽开放的材料。”
因此,他更喜欢胶合板而不是OSB护套。虽然两者都是缓蒸汽剂,胶合板变得更渗透时,它是湿的。对于内部蒸汽缓速器,克莱因建议使用可变烫发产品。他的公司销售Pro Clima的Intello薄膜。当然ted的MemBrain是另一个选择。
温度控制关乎舒适和效率
W随着其他三种控制方法的解决,“热量很容易,”Steve Baczek说。“这是关于安慰。”当然,这是关于能源效率的。您将在下面找到r值的IRC要求,但在考虑选项之前,有必要花时间了解热桥接的重要性。
与绝缘材料相比,螺柱、板、头和其他框架构件是热传递的高速公路。一个2×6螺柱的绝缘值在R-7左右,一个普通的棒状框架房屋的墙壁是25%到30%的框架木材。假设你正在建造一个相对方形的殖民风格住宅。你绝对不会接受四面墙中有一面墙只能隔热到R-7。那么,为什么你要接受任何墙壁上的热桥的惩罚呢?
许多建筑商通过连续的外部保温来缓解热桥。有些建筑商采用交错柱或双柱墙,目的是打破墙腔内的热桥。其他建筑工家用硬质泡沫隔热垫在铆钉的内表面,这也创造了一个更深的腔体隔热。现在甚至有一个制造商提供热破坏螺柱,称为Tstuds。
在选择绝缘材料的时候,做好功课是很重要的。每种材料每英寸都有不同的r值。绝缘材料,和/或它的表面,可以创建一个蒸汽缓凝剂,你可能想或不想在你的墙壁。一些绝缘材料可以形成空气屏障,一些可以细化形成空气屏障,还有一些是透气的。有些安装必须留给训练有素的分包商,有些则更适合房主,有些则很难安装好。最后,绝缘成本差异很大,不同绝缘材料的全球变暖潜力也是如此。
r值达到峰值了吗?
如果您一直关注过去几十年的代码变化,您可能想知道IRC的作者是如何确定木框墙绝缘的r值的,以及为什么最近r值增加了这么多。根据Mathewson的说法,这是在忠实于法典的目的和满足联邦政府之间的一种平衡。
“能源部给规范行业下了最后通牒:要么提高建筑的能源效率,要么我们制定联邦立法,取代你们的控制,”Mathewson说。“在准则的目的声明中,目标是保持负担能力。代码行业肯定不希望联邦政府介入,所以我们看到了增长。现在,我认为我们已经到了人们意识到投资回报,特别是提高绝缘r值的时候,已经不存在了。”
数字绝缘
在气候区1和2,腔体绝缘的最小r值为R-13。外墙连续保温没有最低要求,所以建筑商可以随意添加。
在气候区3、4、5和海洋4,对腔体绝缘的最低要求是R-20,或者可以通过安装R-13腔体绝缘加上R-5连续绝缘来满足规范。
在气候区6、7和8,必须包括连续绝缘以满足IRC要求。该表提供两种选择- r -20腔体绝缘加R-5连续绝缘,或R-13腔体绝缘加R-10连续绝缘。
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