图片来源:能源先锋
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我最近调查了一个有喷雾泡沫隔热材料的阁楼，在那里我们观察到一个有趣的湿度模式。我们将数据记录器放置在阁楼的屋脊和地板附近，以及起居空间和室外。
下图显示了这四个地点的露点数据。真正有趣的部分是阁楼的最高点和最低点之间的露点的巨大差异，如图中红色和绿色曲线所示。
现在让我们用不同的图表来看看脊和底的数据。下一张图显示的是阁楼的地板，这次我把相对湿度也算进去了。正如你所看到的，通过露点和相对湿度(RH)来衡量的湿度，在白天随着室外温度的上升而上升，在晚上随着温度的下降而下降。但阁楼地板附近的湿度从未失控。露点和相对湿度保持在70°F以下，峰值时为70%(湿度峰值，而不是阁楼的峰值高度)。
相反，阁楼屋脊附近的湿度非常高。露点和相对湿度接近90°F和90%。这太高了。在天气不好的日子里，当室外阳光明媚时，RH每天大约有8小时保持在70%以上，超过80%的时间超过4小时。不是很好!
为什么会这样?
在过去的三年里，这一直是建筑科学夏令营Joe Lstiburek家后院讨论的一个话题。2014年，福斯特·莱昂斯、乔和我就这个问题谈了很多。事实上，福斯特一直在要求更好的解释，他是乔最新文章的作者，乒乓水和化学工程师．
福斯特就是标题中提到的那位化学工程师。他喜欢谈论化学势，这是他解释发生的事情的一部分。如果你想要更详细的解释，包括吸附等温线和变压吸附的讨论，请阅读Joe的文章。我将在这里给出一个更简单的版本。
结果是湿气进入了阁楼。这可能来自烹饪、洗澡和在水下呼吸。可能来自潮湿的爬行空间。它可能来自某个神秘的来源。在这个房子的生活空间，空调和除湿机处理水分负荷，保持湿度在控制之下。在阁楼里，没有任何东西可以除去那些到达那里的水蒸气。
晚上，屋顶冷却下来。凉爽的OSB屋顶平台为水蒸气提供了避难所。木材是吸湿的，这意味着它是一种多孔材料，可以吸收空气中的水蒸气，并将其储存在表面和毛孔中。温度越低，它能储存的东西就越多。
所以整个晚上，屋顶平台都在降温并储存水分。当第二天太阳出来，开始温暖室外空气并辐射到屋顶时，屋顶甲板就会变暖，把湿气赶出去。
当水蒸气从喷雾泡沫中喷出时，它会增加泡沫附近空气层的相对湿度。因为水蒸气比干燥的空气(主要是氮气和氧气)轻，这层空气可以在阁楼上向上移动。结果就是山脊的湿度比地面高。Lstiburek称之为乒乓效应。水汽通过每天的循环，砰砰地涌向山脊。
另一件事也可能是推动向上迁移的原因。几年前，比尔·罗斯在被动式房屋会议上谈到了这一点，我认为这很有道理。屋顶的山脊比屋顶的下部更容易暴露在夜空中。这可能会导致它比屋顶的下部更低。较低的温度可以帮助它吸收更多的水蒸气。
开孔喷雾泡沫的作用
开孔喷雾泡沫绝缘材料不能储存水分。这只是一条路径。它具有相对较高的蒸汽渗透性(~3 perms)，允许水蒸气在夜间迁移到屋顶甲板，并在白天返回阁楼的空气中。是木质的甲板储存了水分。
右边的照片显示了同一所房子里一个生锈的OSB夹子。他们把泡沫移除，在这里重新安装(因为第一次安装时不平衡)，我有机会上去检查屋顶甲板。我看到了很多生锈的钉子和OSB夹子。我还看到了钉子和夹子没有生锈的地方。
但这里的腐蚀情况表明湿气确实通过泡沫迁移到了屋顶。至少大部分证据都指向这个方向。在几年前的一篇文章中，我写过Joe Lstiburek对屋顶上不同衬垫的研究，以及他如何证明屋顶甲板上的水分不是来自上面。上面的湿度数据表明，下面有充足的水分。结论很简单。水分来自下面。
解决方案是什么?
那么，如何解决这个问题，或者更好的是，如何预防它呢?好吧，让我们先看看预防。如果问题是水分通过相对透水的泡沫迁移，你可以让它不那么透水。在开孔喷雾泡沫上放一个蒸汽缓速器。这在气候区5或更高的地方是需要的。或者你也可以用封闭式泡沫喷雾。这些选择可以减缓水分的迁移，防止问题的发生。
如果你不这样做，你就得减少阁楼里的水蒸气量。你可以直接用送风来调节阁楼，把调节好的空气从房子吹到阁楼，把空气从阁楼排到室外，或者使用除湿机。
在他的文章中，Lstiburek提到他有一个代码提案。我刚刚和他谈过，他的建议通过了，所以这在2018年的《国际住宅规范》中是可以接受的。请注意，它只适用于气候区1、2和3。
所有这一切的结果是，开孔泡沫喷涂装置必须改变。你可以在阁楼上喷上泡沫，然后把它盖上，然后走开的日子已经过去了。我们现在知道这会引起问题。
Allison贝尔斯是乔治亚州迪凯特的一名演讲者、作家、建筑科学顾问，也是《能源先锋博客．看看他的深度课程，掌握建筑科学并在推特上关注他@EnergyVanguard．
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16条评论
艾莉森，谢谢你
艾莉森,
谢谢你的文章。看来乔·L的“浮力定律”又要耍老把戏了。
我有几个问题要问你:
1)我认为同样的问题会出现在大教堂/拱形天花板?
2)如果房主在开放单元的顶部添加几英寸的ccSP会发生什么?它会永远锁住水分，一直打乒乓球直到屋顶腐烂吗?这是否意味着房主应该在当天晚些时候在炎热干燥的阳光明媚的下午进行修理，这样蒸汽就会先从泡沫中排出?
3)你打算保留你的传感器吗?这样我们就可以看到房主添加ccSP后会发生什么?
4)怎样才能以最小的环境影响来避免这个问题?也许在护套上有几英寸的ccSP，然后是开放细胞或DP纤维素?
5)在新建筑中，假设上面1的答案是肯定的，你认为只用DP纤维素和智能蒸汽缓凝剂绝缘是安全的吗?还是建议使用ccSP和DP纤维素的组合?
谢谢,
乔纳森
在GBA文章中，看起来像3英寸的封闭单元，然后是其余空腔的开放单元，在Zone5中可以做得很好，以防止蒸汽沉积在大教堂天花板场景的屋顶甲板上，那里没有连续的刚性顶部。这个总结正确吗?她的评分员想要12英寸椽的r56。不要另辟蹊径，要接受建议。
让OSB甲板保持温暖?
谢谢你,佳佳。昨天，乔关于乒乓球的文章在我们公司引起了热烈的讨论。
屋顶甲板上的一层硬泡沫能缓解这种情况吗?如果可能的话，乔能告诉我们应该有多厚吗?
如果阁楼里没有回头路，那么水分是如何被移走的呢——还是我们只是在太阳升起之前移动它?
对托德·埃德森的回应
托德,
Q。“屋顶平台上的一层硬泡沫能缓解这种情况吗?”如果可能的话，乔会告诉我们应该有多厚吗?”
A.屋顶护套上方的刚性泡沫在各方面都优于椽子之间的任何类型的喷雾泡沫，GBA多年来一直提倡在护套上方安装刚性泡沫。有关屋顶护套以上刚性泡沫最低厚度要求的详细信息，请参阅这两篇文章:
如何在屋顶护套顶部安装硬质泡沫
将外部刚性泡沫与蓬松绝缘相结合
Q。“如果阁楼里没有水分，那么水分是如何被去除的——还是我们只是在太阳升起之前移动它?”
答:如果你通过安装一个供气寄存器来给阁楼加压，希望阁楼的空气会被强行通过天花板的裂缝进入下面的房间。只要熔炉或空气处理机一直在吹，理论上，经过调节的空气就是循环的。
在阁楼上安装回风格栅是个好主意，除非建筑法规规定，在有条件的阁楼上安装回风格栅是违法的(出于消防安全考虑)。有关这个问题的更多信息，请参阅我的文章，无通风空调阁楼的高湿度．
阁楼管
谢谢你，马丁。
1.如果我们看到夜间温度下降15-20度，那么机组运行的可能性就会降低。那不是关键时刻吗?
2.我们必须在手册J和d中包括额外的管道吗?
3.额外的管道将如何影响我们的管道爆炸测试结果?
对托德·埃德森的回应
托德,
Q。“如果我们看到夜间温度下降15-20度，那么机组运行的可能性就会降低。那不是关键时刻吗?”
a .你说的是室内温度下降还是室外温度下降?我猜你说的是室外温度。
如果一所房子有一个密封的空调阁楼，阁楼的温度应该在楼下房间的5华氏度以内。
我不知道你说的"关键时刻"是什么意思我们正在谈论的现象——潮湿的屋顶覆盖层和有条件的阁楼里的高室内相对湿度——是一个慢性问题，而不是“几个小时”的问题。需要降低阁楼的平均室内相对湿度，以保持所有东西的干燥。如果阁楼中有强制空气寄存器，阁楼中的平均RH比阁楼中没有强制空气寄存器时要低。
Q。“我们必须在手册J, s和D中包括额外的管道吗?”
答:如果你设计的房子有一个有空调的阁楼，如果你计划在阁楼上安装一个强制空气寄存器，那么在你的手册J、S和D计算中包括阁楼是有意义的。也就是说，我不认为包括阁楼在内会对这些计算产生很大影响。
Q。“额外的管道将如何影响我们的管道爆炸测试结果?”
答:答案取决于暖通空调承包商的技术。如果你的管道安装了解管道密封基础知识，并使用乳胶在所有管道接缝处，那么你总是会通过你的管道爆破测试与飞行的颜色，第一次左右。如果你的承包商不知道如何密封管道接缝……那你就有麻烦了。
阁楼管
好的，所以我们的方向是设计一个机械系统，有一个非常具体的额外管道，将服务于一个不被占用的，不适合居住的空间。这个管道(s)需要包括在我们的负荷计算中，尽管它没有回风，也没有任何与之相关的真正潜在负荷。这个管道(s)必须密封紧密，尽管事实是，它的整个目的实际上是泄漏空气到阁楼。
多年来，我们都在努力用乳脂把空调柜装得更紧、密封，把管道靴密封好，把烧烤机和罐头灯用垫圈密封到石膏板天花板上，所有这些都是为了尽量减少泄漏到阁楼里。现在，我们真的需要泄漏吗?
如果白天室外的温度是95华氏度，而设定值是72华氏度，从逻辑上讲，这台机器将会运行。在夜间，室外温度下降到70度时，机组运行的机会就会减少。如果这是一种持续的现象，那么当阁楼中没有t-stat时，如何保持单位运行?我在艾莉森的文章中读到，“所以整个晚上，屋顶平台都在冷却和储存水分。”如果机组在夜间运行，湿气应保持悬浮状态而不被吸收。
该死的代码，为什么我们不直接在整个房子的天花板上切割假的烧烤机，让空调从被占用的空间进入阁楼?
对托德·埃德森的回应
托德,
如果你有一种“该死的代码”的态度，那么你是对的——你可以做任何你想做的事情。任何鼓励低层和有空调的阁楼之间空气流通的方法都有助于降低阁楼的相对湿度。
如果阁楼有一个连接到强制风管的送风寄存器，阁楼的空气在白天会被除湿，晚上阁楼中可供储存在护套中的水分就会减少。
如果空气没有穿过
如果空气没有穿过任何线圈，它是如何除湿的?
对托德·埃德森的回应
托德,
在夏天，室内外的空气往往又热又湿，你是对的——你需要一台空调或除湿机来降低室内空气的湿度。
在冬季，室外温度通常较低，通过室外空气通风可以降低(改善)室内相对湿度。
你想说什么?
平季吗?
在最近的EEBA会议上，两届会议的数据显示，在平季，室内湿度更高。这与我对夜间缺乏单位运作的担忧遥相呼应。我不明白为什么只有50cfm/1000平方英尺的空调强制空气可以在设备根本不运行的情况下为阁楼除湿，而且没有回报。我懂你的理论，只是不懂逻辑。如果满足设定值，就没有流动的空气。
季节性和每日时间窗口@ Todd
在秋季平季，屋顶甲板上残留的湿度应该是相当小的，因为已经结束了冷却季节，所以即使平均室内湿度上升一点也没有太大关系。
在冬季，屋顶平台会积聚一些水分，尽管室内湿度较低，由于屋顶平台的温度要低得多。
阁楼的湿度水平将在早春的平季期间飙升，因为屋顶平台变得更温暖，但至少会有一些加热负荷来提供来自加热空气的稀释(假设相同的管道用于供暖和空调)。一天中阁楼湿度达到峰值的时间与一天中加热负荷达到峰值的时间没有很好的相关性，但至少会有一些干燥/稀释发生，因为至少有一些空气交换，降低了乒乓球的湿度。
这确实是春季平季的死区，当时很少或没有加热或冷却负荷，每天的水分循环将达到峰值，但一旦有显著的冷却负荷，干燥就会很快发生。水汽从屋顶甲板排出的最大驱动力是在屋顶甲板温度峰值时，这与一天中冷却负荷达到峰值的时间有很好的相关性。顶楼水分峰值出现在空调的峰值占空比发生时，最大限度地用干燥的空调空气取代潮湿的空气。
对托德·埃德森的回应
托德,
从所有报告来看，乔·斯提布里克的建议(在密封的阁楼上安装一个与强制空气加热和冷却系统相连的送风寄存器)是可行的。
也就是说，我们对这一现象还有很多不了解的地方。如果这种类型的阁楼让你紧张，你并不孤单。鉴于你的不安，在这个位置，你可能要选择不同的方法，而不是使用开孔泡沫喷雾。
谢谢Martin和Dana
希望我们不会很快发现，我们实际上需要另一套设备来处理这个问题。我们在气候2区和气候3区都有建筑。这个问题可能会改变游戏规则。非常感谢您的回复。
莫莉。密歇根5区，2003年的家，气球框。
五年前我们做了Icynene开放细胞。我想是空气通过我们房间的挡板吸收了热量然后传到了阁楼。墙壁更像是大教堂风格的设置。我们有r38的玻璃纤维和12英寸的纤维素在阁楼上。又过了一两年的凝结滴落的下午摇摆日之后，我们决定使用开孔的icynene来完全包围阁楼空间，作为一个无通风的单元。我们拆除了地板上的绝缘材料。
像大多数新房主一样，当你看价值回报时，我们被说服说“R21”实际上与r49相同。大约6-8英寸的青花烯。在屋顶甲板和3-4“山墙结束
现在我们的阁楼在温暖的日子里湿度很高。有时是65-70%。温度范围在房屋温度的5-10度之间。我们安装了一个自动的大尺寸除湿机，以获得一些空气流动和降低湿度。放上去。
理想的解决方案是，当我们在几年内重新装修屋顶时，在屋顶甲板上添加6英寸的聚氯乙烯。并在2x4的墙壁上增加2英寸的外部刚性绝缘。
作为湿度问题的临时解决方案，我有什么选择?喷洒与泡沫包封闭细胞，以增加一个蒸汽屏障?添加刚性面板与接缝泡沫在一起?欢迎任何建议，直到我们能解决这个问题。
莫莉,
我很抱歉听到你被一个无知或扭曲的喷雾泡沫安装器欺骗了。在这一点上，操作除湿机作为临时解决方案是一个很好的方法。你的计划是增加一个连续层的外部刚性泡沫是一个很好的。
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