图片来源:图片#1:Fine Homebuilding
能源书呆子的更多思考
如果你在屋顶护套的底部安装开孔泡沫喷雾，将你的无通风空调阁楼转换为无通风空调阁楼，你可能会惊讶地发现你的阁楼现在是你房子里最潮湿的房间。
为什么?我们不知道。虽然建筑科学家们还没有就答案达成共识，但我们确实有足够的信息来描绘出正在发生的事情。
房主和建筑商的报告一致
许多GBA读者已经发布了这类问题的报告。以下是一个例子:
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25日评论
那么主动通风呢
马丁，我注意到你有时会建议在有空调的爬行空间安装一个小风扇，帮助排出潮湿的空气。如果有条件的阁楼正经历着令人无法接受的高湿度，类似的策略会有用吗?对整个房子的除湿也有作用吗?这些措施是否有助于业主降低风险，如果他们有一个有条件的阁楼与开放细胞泡沫?
新建与现有建筑
感谢Martin关于这个复杂主题的另一篇优秀文章。你所有的读者例子和一些措辞都与现有的房屋转换问题有关。新房子往往在地面有更好的蒸汽屏障，更密闭性和更好的现场排气系统。我知道这并不能解释为什么开放式牢房似乎比封闭式牢房有更多的问题，但我想知道住房的质量有多大的不同。
OSB屋顶底部的开孔泡沫在南方已经很常见，大多数项目不提供专用的通风。在这个领域有这么多的项目似乎做得很好，我们能从对这样一个普遍问题缺乏关注中得到什么呢?现在，我更倾向于听从艾莉森的建议，避免在5区及以上区域开放牢房。http://www.energyvanguard.com/blog-building-science-HERS-BPI/bid/75042/Will-Open-Cell-Spray-Foam-Insulation-Really-Rot-Your-Roof
也许更多的监控和失败案例将加强您对新建设的建议。当然，所有这些问题都是坚持使用传统的无空调阁楼(没有暖通空调)和屋顶平台上的绝缘护套的好理由。
回复Steve Knapp(评论#1)
史蒂夫,
理论上，如果你在一个没有通风的阁楼的山墙上安装一个小型排风机，同时安装一个被动式管道或格栅，让下面地板的调节空气作为补充空气进入阁楼，阁楼里的潮湿空气就会被排出，取而代之的是来自家里的不那么潮湿的空气。这应该会有所帮助。
有关你的问题的更多信息，请参阅下面Joe Lstiburek的评论#7。
回复Brian Knight(评论#2)
布莱恩,
你说得对，许多用开孔喷雾泡沫绝缘材料绝缘的阁楼没有湿度问题。这些阁楼中的一些可能是偶然被调节的(由于阁楼的管道系统漏水)。其他人可能通过其他尚不清楚的手段得到保护。
当我调查这个话题时，我与许多研究人员和行业专家交谈过，包括喷雾聚氨酯泡沫联盟(Spray聚氨酯Foam Alliance)的技术总监里克·邓肯(Rick Duncan)在内，没有人告诉我，“我们不认为这是一个问题。”
矿棉也是吗?
很棒，详细的文章。为什么矿棉绝缘也不会造成类似的阁楼湿度问题，除非开孔绝缘的防潮能力是重要原因。或者矿物棉也有这个问题?!
对史蒂夫·霍尔的回应
史蒂夫,
在屋顶护套的下方安装矿物棉或玻璃纤维等透气性绝缘材料来创建一个不通风的隔热屋顶组件是违反规范的，除非在屋顶护套的外侧有一层足够厚的刚性泡沫。
代码更改建议
我在堪萨斯城提出了一项代码更改建议，以解决您的读者提出的一些意见。语言如下。泡沫的人完全讨厌这个。我只是想帮他们解决他们否认的问题。他们正在竭尽全力地与之斗争。
“是5.1.5。在气候区1、2和3，空气应以大于或等于每1000平方英尺天花板50立方英尺的流量供应。当空调系统运行时，空气应从管道系统向可用空间提供送风。或发生下列情况之一:
1)通过风机将空气从占用空间吹入阁楼，将空气送入阁楼。
2)从占用空间转移空气应由将阁楼空气排到室外的风扇提供，或
3)没有通风的阁楼空气空间应提供机械除湿。”
马丁·霍拉迪的回应
马丁,
谢谢你的回复。对不起，我没有完全陈述我的假设:矿棉将被纸、毡或膜等蒸汽屏障覆盖，然后是干墙。(羊毛和木质屋顶护套之间也可能有一个2英寸的间隙，用于旧代码的背脊通风，但这有点超出了我的问题。)实际上，这种结构具有与开孔泡沫相似的绝缘和蒸汽控制性能。这样不会造成同样潮湿的阁楼环境吗?
在北卡罗来纳，我看到很多阁楼翻新。在陡峭的斜坡上，微小的2x6木棍椽子不足以提供适当的隔热。我个人对喷雾泡沫在木材、住宅和潜在的嵌入式照明/燃气烟道渗透建筑中的可燃性有偏见，这使我倾向于适当厚度的矿棉/玻璃纤维。(通常只有更多的皮毛才能获得。)我只是想知道这个建筑是否容易受到暖通空调的额外湿度负荷和潜在的冷凝问题的影响，因为我们在这个地区总是如此接近露点。
对史蒂夫·霍尔的回应
史蒂夫,
你所描述的屋顶组件类型是非法的——它不符合规范——除非它在隔热层顶部和屋顶护套底部之间包括一个通风通道。
一旦你包括了这个通风通道，以及必要的底孔和脊孔，那么你就解决了水分积聚的问题(因为通过通风通道的气流带走了多余的水分，帮助护套保持干燥)。
有关所有不同的代码批准的隔离斜屋顶组件的方法的更多信息，请参阅本文:如何建造隔热的大教堂天花板．
乒乓球水
屋顶护套的吸附和解吸速率不同。滞后现象是吸湿多孔材料的常见现象。这就是沃克博士所提到的非线性和棘轮效应的来源。我称之为“乒乓”水。每一个乒乓都不匹配一个相等的乒乓。
乒乓水是一种比非线性和滞后更优雅的表达。这是积累的基础。现在，一旦水分从泡沫中出来，进入空气，它就会在山脊处结束，因为它既温暖又密度小(“湿浮力”)。这种情况每天都在发生。远离山脊的护套永远不会接近它的平衡水分含量，所以它可以无休止地循环。阁楼和房子之间的空气变化为新的水分子提供了持续的来源，这个循环将它们输送到山脊上。
声明一下，我对低密度泡沫没有问题。对于观测到的现象，我们已经有了一个工程解决方案，并且已经被证明是有效的。解释不如解决问题重要。南北阁楼都可以使用低密度泡沫。但它们必须是有条件的。时期。
回复Joe Lstiburek(评论#7)
乔,
感谢您分享关于使用开孔喷雾泡沫绝缘的无通风阁楼的代码更改建议的语言。
你分享的建议没有解决人们提出的消防安全问题，这些问题涉及在阁楼上安装强制空气登记册或回风格栅，喷洒泡沫，缺乏一层1/2英寸的干墙。您是否也建议修改代码以解决这些问题?
回复Joe Lstiburek(评论#10)
乔,
在为那些想要安装开孔喷雾泡沫来建造无通风阁楼的建筑商提供建议时，我将继续比你保守——至少在有关烟雾通过强制空气管道系统传播的规范问题解决之前，以及关于外露喷雾泡沫是否需要用一层干墙保护的悬而未决的问题之前。
对Martin Holladay的回应
马丁,
我提到过一个2英寸的通风通道。这就是我的目的。奇怪的是，你提到的文章也质疑这种通风的有效性，不管法律要求如何。
另一篇文章中的问题是天花板的气密性，我想知道这篇文章中的问题是否与开孔泡沫有关……就像矿物棉一样。如果没有气密的蒸汽屏障，这两种方法都不能解决阁楼湿度较高的问题。(聚乙烯)
对史蒂夫·霍尔的回应
史蒂夫,
毫无疑问，密封天花板是任何高性能大教堂天花板的先决条件，而大多数大教堂天花板的故障都是由于(至少部分)漏气。这就是为什么大多数建筑科学专家告诉建筑商，一个密封的天花板比一个完美的通风通道更重要。
也就是说，毫无疑问，通风通道的存在与否将决定成败——这就是为什么法规不允许你在屋顶护套上安装矿物棉或玻璃纤维，除非屋顶护套的外部有一层足够厚的刚性泡沫。
如果你一直在谈论通风屋顶组件-顺便说一下，这在你第一个发表的评论(评论#5)中并不清楚-那么你所谈论的通风屋顶组件类型不像本文中讨论的潮湿组件。
正如我在评论#9中所写的那样，“一旦你包括了这个通风通道，以及必要的拱腹通风口和山脊通风口，那么你就解决了水分积聚的问题(因为通过通风口的气流带走了多余的水分，帮助护套保持干燥)。”
请记住，在我文章末尾的一个要点中，我指出，“如果屋顶具有简单的几何结构，允许从拱到脊的通风，降低开孔泡沫喷雾风险的一种方法是在屋顶护套的底部和开孔泡沫喷雾之间安装通风挡板。”
在我看来，这篇文章中讨论的阁楼问题与天花板的气密性无关(尽管Iain Walker推测空气泄漏可能与发生的事情有关)。正如我在另一篇文章中提到的，喷聚氨酯泡沫漏气在美国，开孔喷雾泡沫只需要3或3.5英寸厚就可以形成一个像样的空气屏障。
在这些潮湿的阁楼，水分是通过蒸汽扩散通过开孔喷雾泡沫，而不是通过空气泄漏。
排除法?
嗯…
我认为我们可以排除一些可能性:如果阁楼上有切割和鹅卵石，有封闭的单元(或任何其他真正好的蒸汽屏障)，再加一层开放的单元泡沫，从来没有显示出这个问题，那么它显然不是潮湿浮力或任何其他内部来源，因此，一定是由于潮湿向内驱动。
有人有证据吗?
回复达斯汀·哈里斯
达斯汀,
我不同意你的分析。
乔·Lstiburek和Kohta Ueno说，由于潮湿的浮力，室内的高湿度最终会进入阁楼。他们还断言，这种水分储存在寒冷的屋顶护套中，特别是在晚上。
如果屋顶护套在内部被一层不透气的切割和鹅卵石泡沫保护，那么阁楼空气中的水分就与屋顶护套分离了。坚硬的泡沫防止水分从阁楼空气迁移到寒冷的屋顶护套。
这就是为什么(根据Lstiburek和Ueno的说法)这种现象在用密闭喷雾泡沫或切割-鹅卵石方法绝缘的阁楼上观察不到。
我不明白你为什么得出结论说“这显然不是湿气浮力或任何其他内部来源。”(你可能是对的——但我不明白你的逻辑。)
木材作为蓄水池的行为
我认为这有助于思考屋顶平台上的木材在水分交换方面的作用。木材平衡含水率与湿度的曲线有一个中等斜率，在12%的湿度和80%的湿度左右。然后它变得非常陡峭，木材能够在湿度的微小变化下吸收更多的水分。一个很好的简化方法是，一旦木材变得很湿，它将保持几乎恒定的80%的湿度。这听起来像是一种稳定效应，除了屋顶甲板的温度波动非常大。也许在夏天，它晚上会降到华氏60度，白天会降到华氏140度。在60华氏度，80%湿度的水的蒸汽压约为10托尔，或大气压力的1.5%。在140华氏度时，80%的湿度相当于120托尔，或大气压力的16%。如果阁楼的温度是华氏80度，湿度是80%，那么水的蒸汽压大约是21托。所以和那个湿热的阁楼相比，泡沫另一边的蒸汽压要高出六倍。 So it certainly makes sense that that vapor would rapidly diffuse through the foam and make the attic even more humid once the sun hits the roof deck.
所以这方面的行为——阁楼在晴天变得潮湿——很容易解释。事实上，如果我们想让阁楼的湿度保持在50%，华氏80度，屋顶甲板保持在华氏140度，并且没有湿气从甲板进入阁楼，我们需要屋顶甲板的湿度低于10% !
另一个问题是，为什么这种情况会随着时间的推移而恶化——是否存在“棘轮”效应?滞后不能直接解释棘轮现象。你可以把滞后概括为干的东西不能像你预期的那样快地吸收水分，而湿的东西比你预期的更能保持水分。滞回实际上抑制了乒乓效应的程度。鉴于我们有几个非线性因素——蒸汽压与温度的关系，以及木材含水率与湿度和温度的关系——很难排除棘轮效应，但我不相信它的存在。
但据报道，随着时间的推移，情况会变得更糟，那么这是如何发生的呢?我认为这更适用于季节周期，而不是日常周期，这与堆栈效应有关。在冬天，阁楼中任何微小的空气泄漏，可能不是通过泡沫，而是其他地方，将空气泄漏出去，从有条件的空间中喷出的温暖潮湿的空气重新填充阁楼，提供新鲜的湿度，可以补充屋顶甲板上的湿度库。
在夏天，堆积效应被逆转，阁楼的空气泄漏有外部空气进入。外面的空气可能不会比阁楼里的空气湿度高，但这至少意味着楼下的空调不太可能进入阁楼来帮助解决问题，除非它是故意引入的。
我能看到的一种棘轮效应是智能蒸汽缓速器。但棘轮会在另一个方向!当甲板产生高蒸汽压时，智能薄膜内部会看到高湿度并打开，释放“蒸汽”。但在晚上，只要阁楼的湿度保持合理，智能薄膜就不会让水分迅速被吸回去。这似乎是一个很好的解决方案。但这不如在隔热层上方、屋顶平台上方或下方提供通风空间好。
事实上，这是必要的
事实上，对于木头来说，保持水分的时间更长是很有必要的，因为进去的乒乓声要大于出去的乒乓声。这就是我们如何得到随着时间的积累。当碰撞发生时，它向上移动。是的，有季节差异，也有每日循环，当然还有气候差异，屋顶覆层差异，屋顶颜色差异，方向差异和海拔差异。
显然，当管道系统漏水和天花板漏水时，没有烟雾问题或火灾问题。但是当我们有一个密封的管道，供气量比泄漏的管道少的时候有一个问题吗?欢迎来到代码世界。现在，在代码世界里，向阁楼供气是可以的，但返回就不行了。把空气从阁楼排到外面，在阁楼产生负压，使空气从房子被拉到阁楼也是可以的。所以我的代码更改在代码世界是可以的。在现实世界中，它们会导致一个更安全的建筑，并且没有水分问题。我们将看到10月份在堪萨斯城的情况如何。
嗨，乔-我们如何从没有通风的阁楼排气?最好的方法是什么?会不会把一个湿度感应的浴室排风扇安装在阁楼上，然后跑到外面工作?谢谢!
金属屋顶的例子呢?
我很惊讶地在本文介绍的示例中看到了一个金属屋顶。为什么我不能指望金属能防止(或至少减轻)阁楼与外部的水分交流?总的来说，当屋顶是一个固定的金属屋顶(或者在瓦下有一个剥离和粘贴的聚合物层)时，人们应该期望看到关于这个特定问题的差异吗?
回复安东尼奥·奥利弗
安东尼奥,
大多数研究这个问题的研究人员认为，这些阁楼的水分是内部水分，而不是外部水分。屋顶是否透气性(大多数类型的屋顶不是)无关紧要。
换句话说，这不是雨。这不是露水。这可能不是湿气携带的渗透空气。这是来自室内的水分。
不知何故，存在于室内空气中的水分正在迁移到阁楼并集中在那里。
“删除”
谢谢你的详细文章。我在CZ4a遇到了这个问题。这里的成分似乎来自专家，但有一些不匹配的术语和假设。
在a /C运行的一天(阁楼上的AHU)，温度分层似乎是由管道系统和AHU的导电冷却引起的，推高了山脊的露点。一旦湿热的空气达到峰值，没有机械通风就无处可去。在有空调和没有空调的代表性日子里，我把一台Extech HD500干燥剂带进了阁楼，以证实我的RH&T数据记录仪。通过空调操作，从地板到山脊都有露点和温度梯度。当空调关闭时，有4ºF DP梯度，而干球温度均匀(在1º内)。那是在一个阳光明媚，相对干燥的日子(82º，62ºDP)，经过几天持续的空调操作，所以可能是湿气仍在从椽子和屋顶甲板释放出来。
今天我发现我正在使用的内联排气扇的管道断开了。它从距离地面2英尺的地方吸入空气，而不是从距离地面6英尺的山脊吸入空气。所以我的结果可能会改变。去年夏天，我尝试了一台除湿机，但从能源使用的角度来看，这不是一个非常令人满意的解决方案。
对于Martin在本文中的最后一点，这个问题的大多数解决方案似乎都有很高的失败概率，可能会导致出现问题。许多阁楼多年不检查，像风扇或除湿机这样的机械设备在被发现之前可能已经坏了很长一段时间。添加空调似乎是一个好主意，尽管我怀疑你仍然可以根据混合的有效程度和系统运行的频率进行分层。在白天的时候。
解决阁楼潮湿问题的一个可能的办法是在阁楼上安装一个强制送风寄存器(也许还有一个回风格栅)。但是请注意，这种解决方案违反了建筑规范，除非喷涂泡沫有一层干墙保护。”
粉刷过的石膏板真的能解决湿度问题吗?我不想把它作为一个探索性的解决方案……
“如果屋顶具有简单的几何形状，允许从拱到脊的通风，降低开孔喷雾泡沫风险的一种方法是在屋顶护套的底部和开孔喷雾泡沫之间安装通风挡板。然而，这种解决方案不适用于臀部屋顶或有山谷、天窗或天窗的屋顶。”
我有Accuvent挡板，虽然在一个没有通风的石板Gambrel屋顶下，所以可能不是你建议的场景。SPF主要与塑料挡板和椽子接触，屋顶平台几乎没有。椽子是16“OC，所以可能比典型的沥青瓦屋顶有更多的椽子接触。
谢谢你对情况的总结。
我在佛罗里达重建我的房子。如果只是在阁楼上安装一个独立的除湿机，在屋顶护套的下面有开孔喷雾泡沫，而不是一个交流电源寄存器，这是一个可行的解决方案吗?
谢谢你！
妮可
是的，一台独立的除湿机就可以了。然而，便宜的空调可能会有噪音，而且能源成本可能比简单地让空调工作要高。圣达菲的除湿机可能是更好的选择。如果是这样的话，我可能会把湿度设置在70%左右，甚至高达80%，前提是阁楼里没有任何东西会被湿度损坏。这仍然足够低，可以防止霉菌生长。如果阁楼上有空调管道系统，你可能会发现需要较低的湿度来防止管道系统上的冷凝。话又说回来，如果阁楼上有空调管道系统，那么打开一个小的供应和返回寄存器可能会更好、更容易。
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