带嵌入式托梁的地下室隔热墙
如果地板托梁的末端嵌入基础墙,在绝缘之前仔细评估情况。
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如果你参观一所老房子的地下室,你可能会注意到你头顶上的地板托梁嵌入了基础墙。这在现代住宅中是很罕见的,在现代住宅中,地板托梁通常放在2×6压力处理过的泥基上,泥基用螺栓固定在基础墙的顶部。
在有嵌入式托梁的房子里,基础墙的顶部通常与托梁的顶部齐平。这种施工方法要求建筑商在墙完工之前先搭建地板(在某些情况下用临时梁支撑托梁),然后在托梁的两端浇筑混凝土来完成墙。同样的方法也用于一些有石头和砂浆地基或砖地基的房屋。
建筑商过去常常在基础墙中嵌入托梁,以防止空气泄漏到托梁凹槽中。虽然浇注混凝土确实是一个不错的空气屏障,但嵌入式托梁有一个缺点:托梁末端容易受潮和腐烂。
内部绝缘使情况变得更糟
当然,大多数嵌入式托梁的末端不会腐烂。虽然这些托梁末端面临着大量的湿气来源——基础墙上的毛细湿气,室内空气中的湿气凝结,以及风驱动的雨水中的基础湿气——当条件有利时,木材也能变干。建筑南侧的托梁末端通常比北侧的托梁末端含水量更低,因为阳光温暖了基础,并有助于保持嵌入式托梁的干燥。
如果房主厌倦了与不隔热的地下室墙壁相关的能源损失,并决定安装内部隔热材料,那么就有可能出现更大的问题。在带有嵌入式托梁的地下室中,新的内部隔热层现在将使托梁口袋更冷,因此更潮湿。隔热也保证了更少的能量(即通过墙壁的热流)可用来帮助托梁末端变干。几十年来通过散热保持干燥的托梁,一旦墙壁隔热,就会开始积累足够的水分,有腐烂的危险。
研究人员怎么说?
使用软件模拟通过嵌入式托梁末端的水分流动的尝试一直没有定论,部分原因是梁袋的三维复杂性和水分来源的多样性。因此,建筑科学家得出结论,当涉及到嵌入式托梁时,监测现场条件比热湿建模更有用。
在得出这个结论之后,建筑科学公司的两位工程师Kohta Ueno和Joseph Lstiburek在马萨诸塞州劳伦斯市的一座砖砌建筑中对嵌入式托梁进行了实地研究。所研究的墙壁是高于等级的墙壁,因此研究人员的发现可能不适用于低于等级的墙壁。也就是说,多层砖混建筑的托梁端腐问题在许多方面与嵌入托梁的住宅地下室的托梁端腐问题相似。在这两种情况下,内部绝缘使情况变得更糟。
上野和Lstiburek发表了一份名为寒冷气候下保温砖墙内嵌木构件的现场监测
研究人员在嵌入式托梁的末端安装了水分探测器,并在墙壁内部用硬质泡沫隔热后监测木材的水分含量。他们发现,托梁两端的水分含量很高,特别是在建筑物的北侧,但没有腐烂的证据。
Ueno和Lstiburek写道:“在许多方向(特别是北方),托梁的水分含量很高(20-30%或更高),这高于有利于长期耐用性的范围;RH水平经常保持在100%。另一方面,太阳能加热的方向(南),水分含量在10-13%的安全范围内。然而,传感器的安装和托梁端样品的移除表明,这些木材构件(密集的,古老的框架)可以在这些水分中存活而不会损坏。”
Ueno和Lstiburek指出:“水分含量测量一致表明,下托梁端比上托梁端更湿润。这可以归因于与砌体的直接接触,散装水的重力排水,在梁的底部嵌入更深(在顶部更干燥),和/或在梁的顶部有更多的气穴。在所有情况下,颊部测量值都比托梁末端测量值更干燥。”
研究人员还报告说:“传统的指导方针是将木材MC保持在20%以下;在这个水平以下,腐烂真菌受到抑制(carr和Highley 1999),在25% -30%的MC范围内生长最佳。当MC含量超过28%时,腐烂真菌就会变得活跃(Straube and Burnett 2005)。然而,在解释MCs时应该考虑到温度。生物活性在低温下受到抑制,因此仲冬的高MCs比温暖的季节造成的风险要小。在中等温度下持续的高mc构成了最大的耐久性风险。在安装绝缘或空气密封之前,这些托梁中的许多都是从高MC水平开始的。在托梁末端没有看到损坏的证据,这表明这些木制构件-特别是密集的老式(1906/1930年建筑)框架-可以在这些水分中存活而不会损坏。…
“朝向对RH和MC水平有主要影响:由于太阳能加热和干燥,所有朝南的托梁的MC也在安全范围内。东部和西部的结果是混合的,但许多都保持在20%的MC水平以上,而北部的托梁通常是最潮湿的。”
上野和Lstiburek引用了Rob Dumont和L. Snodgrass在2005年发表的一篇论文《砌体外墙内嵌木托梁中木材含水率的现场测量》中所做的研究。杜蒙和斯诺德格拉斯监测的其中一个住宅位于安大略省的金卡丁。这所房子有砖石墙,内部用喷涂聚氨酯泡沫保温。上野和Lstiburek写道,在Kindardine住宅的托梁末端,“有几个地方的水分含量持续升高(20%以上)。”潜在的水分来源包括湿地基的毛细管吸收和砌体表面的雨水吸收(由于表面细节);由于喷涂聚氨酯泡沫,减少了内部干燥是另一个潜在因素。”
气候问题
一些消息来源指出,在干燥气候(例如,萨斯喀彻温省和马尼托巴省),嵌入式托梁似乎持续了很长时间。
一个叫Geoff Ireland的GBA读者,在一个关于嵌入式托梁的问答帖子上发表评论他写道:“就混凝土的托梁末端而言,从30年代到70年代,温尼伯有成千上万的房子都是以这种方式建造的。我已经看过数百辆了,我还没有看到腐烂的证据,除非外部细节做错了,边缘托梁腐烂了。这并不是说我认为这是一种好的建筑方法,它就是这样。”
另一方面,在气候湿润的地区(例如,在不列颠哥伦比亚省),托梁末端腐烂的可能性更大。在不列颠哥伦比亚省工作的设计师兼建造者马尔科姆·泰勒发帖称这样的评论“我从来没有处理过嵌入式托梁,但在太平洋西北地区的梁袋中,梁的末端很快就会变成糊状。”
给房主和建筑商的建议
如果你的房子在地下室的墙上嵌入了托梁,你应该把墙隔热吗?
首先要强调的是,这种类型的墙在外部比在内部更安全。与内部绝缘相比,外部基础绝缘使基础墙保持温暖和干燥,这对嵌入式托梁有好处。
有关外部基础绝缘的更多信息,请参见“如何给地下室的墙隔热。”
第二点要强调的是,不管你的保温策略是什么,降低地下室的湿度水平总是有意义的。有关实现该目标的所有策略的更多信息,请参见“修理潮湿的地下室。”
风险因素
然而,如果你决定在室内对地下室墙壁进行隔热,你应该在进行之前评估几个风险因素。以下是相关的风险因素:
- 当基础墙是冷的时,风险更大。显然,这种风险最好的解决办法是用硬质泡沫或矿棉在外部绝缘基础。
- 由于基础墙冷时风险更大,因此在寒冷气候下风险高于温暖气候。
- 地基湿时风险更大。地基在雨量多的气候条件下比在雨量少的气候条件下更湿润。
- 由于地基潮湿时风险更大,所以那些外墙不会从地基上倾斜的房屋,或者位于粘土潮湿地区的房屋,出现问题的风险更大。
- 如果地下室(或爬行空间)的空气湿度很高,风险就更大。这种风险因素可以通过几种方式减轻,包括除湿机的操作。
- 如果从等级到最低的房屋木制构件的距离很小,风险就会更大,如果基础延伸到等级以上,风险就会小一些。
- 如果靠近地基外部的灌木丛阻止阳光和风到达地基的上方部分,风险就会更大。
- 北墙的内部绝缘比南墙的内部绝缘风险更大。
如果对风险因素的评估让你感到紧张,你可以考虑将硼酸盐棒插入嵌入托梁末端的孔中。有关该技术的更多信息,请参阅Building Science Corporation的宝贵资源,梁柱砌体含水率监测分析
在危险的情况下,另一种方法是限制任何内部硬质泡沫绝缘的厚度仅为1英寸。根据加拿大自然资源部的指南保持热量在体内,“对于完全嵌入的托梁,泡沫板的绝缘材料不应超过25毫米(1英寸),因为地板下面的混凝土可能会使上面的地板感到不舒服,并且容易损坏。”
较薄的绝缘材料意味着比较厚的绝缘材料略高的能源费用,但如果薄的绝缘材料使你的托梁免于腐烂,这是一个很小的代价。
使用锯或链锯
嵌入式托梁问题的最佳解决方案是用锯子或链锯切断托梁的末端,并用新的螺柱墙或在新的混凝土基座上安装新梁和新桩来支撑托梁末端。
建筑科学家John Straube称之为电锯方法"北方佬的实际解决办法。"
最初发表于GreenBuildingAdvisor.com.