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建筑科学

剥落油漆、绝缘和蒸汽屏障的历史

20世纪30年代,当画家们反对粉刷隔热房屋时,建筑科学家们找到了错误的解决方案

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绝缘房屋上剥落的油漆发生在20世纪30年代。不幸的是,早期的建筑科学家执着于错误的机制作为这个问题的根源,因此提出了错误的解决方案。这一错误的后果几十年来一直困扰着我们。
图片来源:能源先锋
绝缘房屋上剥落的油漆发生在20世纪30年代。不幸的是,早期的建筑科学家执着于错误的机制作为这个问题的根源,因此提出了错误的解决方案。这一错误的后果几十年来一直困扰着我们。
图片来源:能源先锋
图2所示。《与水的战争》是美国国家油漆和清漆协会在20世纪50年代早期出版的一本小册子。它读起来像一本反共手册。
图片来源:比尔·罗斯的书《建筑物中的水》

早在20世纪30年代,北美就出现了大量的油漆剥落现象。这些房子的一个共同点是墙壁上的绝缘材料。油漆工根据事实推断,认为问题出在绝缘材料上。据建筑科学家比尔·罗斯(Bill Rose)说,油漆工猜测,问题的发生是因为隔热材料“吸水”,一些人拒绝粉刷隔热房屋。

我知道你们在想什么。那些油漆工不想画绝缘的建筑,因为那时建筑科学还没有发明出来,他们认为绝缘体太早了。或者是因为画家们认为用绝缘材料填充空洞是愚蠢的,而他们所需要的只是一些好东西绝缘漆?然后,也许我只是在这里妄下结论,就像隔热建筑的支持者在回应画家的反抗时所做的那样。

隔热和早期建筑科学研究者

我提到过比尔·罗斯的一本好书,楼宇用水这是一个很好的资源。第3章,“水和建筑材料”,阐述了美国建筑科学研究的历史,这些研究是由隔热材料早期采用者的油漆剥落事件所推动的。

在这一章的第一页,罗斯概述了1937年至1942年期间一套水分管理实践的发展,从那以后,我们基本上就是这样对待建筑物的。我将把他的六个要点缩短为三个(因为我不打算在本文中深入研究配置文件分析):

  • 绝缘建筑可能有水分问题,因为外部覆层和护套保持较冷。
  • 室内空气中的水蒸气通过墙壁扩散,并在冷覆层和护套上沉降。
  • 蒸汽屏障是解决这个问题的办法。

这是一段引人入胜的历史,罗斯详细介绍了提出扩散和蒸汽屏障理论的不同人,他们写的论文,以及关于1952年凝结会议的近两页。早期建筑科学研究的大名字是F.L. Browne, Larry V. Teesdale, T.S. Rogers和Frank Rowley。(有关Teesdale, Rogers和Rowley的更多信息,请参见我需要一个蒸汽缓速器吗?

这个故事中最有趣的部分之一是国家油漆和清漆协会如何参与其中,并宣布“向水宣战”。下图2显示了他们在20世纪50年代初出版的一本小册子的封面。这本小册子写于冷战初期,对湿气的诋毁与麦卡锡对共产主义者的诋毁大致相同。例如:

这三股水汽:奶瓶里的牛奶,淋浴间的蒸汽,茶壶里发出的汽笛声,似乎是无辜的。但事实是这样吗?哦,不,他们不是好人。他们将何去何从?信不信由你,他们订婚了。在“露点”,如果你愿意的话。

是的,我们现在可以笑了,但那时候,建筑专业人士和房主都在练习他们的躲闪演习,只要有一丝水蒸气!

请真正的罪犯站起来好吗?

这些早期的建筑科学家做了一些很好的研究,并提高了我们对蒸汽扩散和其他建筑科学主题的知识。例如,Teesdale发现材料的湿度与其温度有关,这就是Rose所说的“材料湿度的基本规则”:寒冷的材料往往是潮湿的,温暖的材料往往是干燥的。

然而,他们在油漆剥落的原因上失败了。在Teesdale、Rogers和Rowley的领导下,该行业几乎完全专注于水分扩散和对蒸汽屏障的需求。(他们也给了我们通风的爬行空间,但那是另一个故事了。)早在1933年,布朗就做对了。是的,他提到了扩散是墙壁湿润和油漆剥落的一种机制,但他也指出了“拙劣的木匠工作或错误的设计”,罗斯引用了他的话。

也就是说,更大的问题是闪光细节不好,这使得雨水进入建筑组件,然后留在那里。在绝缘之前,这并不重要,因为材料湿润的基本规则。不隔热的墙壁保持温暖和干燥。墙壁上有绝缘材料,覆层更冷,这意味着它对坏闪光的容忍度更低。

另一个比蒸汽扩散更重要的因素是空气泄漏。空气通过墙缝携带的水蒸气比扩散时携带的水蒸气多得多。Joseph Lstiburek博士在他在建筑科学公司网站上的最新文章“空气泄漏过去和现在都比蒸汽扩散更重要。事情并没有改变。”这是一篇关于麦克白和蒸汽屏障的很棒的文章,尽管乔充满了声音和愤怒,但他并不是一个白痴。去读读吧。

这个故事的寓意是不要急于下结论。我们学到了很多关于蒸汽扩散的知识,但我们几十年来对蒸汽屏障的痴迷适得其反,阻碍了我们学到更重要的一课:对于建筑组件来说,能够干燥比防止蒸汽扩散使其潮湿更重要。

关于这个话题,我想对Bill Rose说最后一句话:“鉴于建筑问题中非常小的百分比(在作者的经验中最多为1%到5%)与水蒸气扩散导致的湿润有关,增强干燥潜力的论点变得更加有力。”

Allison贝尔斯迪凯特,格鲁吉亚,是一个演讲者,作家,能源顾问,resnet认证培训师,和作者能源先锋博客.你可以在推特上关注他@EnergyVanguard

16条评论

  1. mackstann||# 1

    蒸汽损失和热量损失
    当温暖的室内蒸汽通过墙壁向外传播时,这不是会导致一些热量损失吗?这被量化了吗?因为我从来没有看到它被提起过,我假设(或者只是希望)它是无关紧要的……但我还是很好奇。

  2. 专家成员
    Dana多赛特||#2

    热量损失为水蒸气,当然……
    蒸发热约为940BTU每磅水比最终作为吸附在护套。考虑到通过蒸汽扩散的水运输速率是多么的微小(即使是通过未涂漆的墙板或高烫发的房屋包装),这是一个非常微小的热损失,小到无法用传统方法测量。

    你会用通风的空气将几个数量级的湿气/热量移出房子。

    回应博客文章:

    “也就是说,更大的问题是糟糕的闪光细节,这使得雨水进入建筑组件,然后停留在那里。在绝缘之前,这并不重要,因为材料湿润的基本规则。不隔热的墙壁保持温暖和干燥。墙壁上有绝缘材料,覆层更冷,这意味着它对坏闪光的容忍度更低。”

    在20世纪早期或早期的木结构房屋中,没有任何类型的窗户闪烁是很常见的,因为这真的是不必要的,除非是在屋檐/耙子非常有限的房屋中。在为老房子隔热之前,弄清楚这一点很重要。在工匠风格的平房里,到处都有18-24英寸的悬挑,这并不重要,但在斗篷风格或希腊复兴风格的房子里,有时只有6英寸的悬挑,把闪光安装到位真的很重要。

  3. GBA编辑器
    Allison A. Bailes III,博士||# 3

    回复Dana Dorsett
    确实。一些老房子不仅没有闪光,有些也没有护套。绝缘旧房子可能是一件棘手的事情,它需要从确定其水分管理系统的状态开始。

  4. 用户- 1140531||# 4

    关于早期研究的问题
    什么表明早期的研究人员只关心阻止扩散?有没有可能他们只是关心阻止由空气泄漏引起的扩散和蒸汽运输引起的蒸汽向外运动?我们怎么知道他们的“蒸汽屏障”的目的不是为了阻止两种蒸汽运输机制?有了这两种机制,最终的目的是阻止蒸汽进入墙壁,所以术语“蒸汽屏障”可以很容易地指蒸汽运输的两种机制。

    早期的研究人员可能推断,适当安装的蒸汽屏障可以防止水分聚集在墙壁上,因此,蒸汽屏障不允许向内干燥的事实是无关紧要的。如果你从一开始就防止蒸汽进入墙壁,墙壁就不需要干燥。此外,它们可以晾干到外面,作为备用保障。

    也许早期的研究人员只是假设适当的工艺是给定的,它会产生一个“蒸汽屏障”,可以防止扩散和空气泄漏。也许他们还认为适当的工艺可以防止雨水从外面进入城墙。他们可能会认为,如果雨水确实进入了一堵墙,这将是一个单独的问题,应该直接解决;而不是需要墙有额外的干燥能力以防下雨。

  5. GBA编辑器
    Allison A. Bailes III,博士||# 5

    对Ron Keagle的回应
    读读比尔·罗斯的书,楼宇用水,你会发现,很明显,他们关注的是扩散,而不是通过空气泄漏的蒸汽运输。他们走上了一条错误的道路,这就造成了我们一直在经历的蒸汽屏障问题。

    事实上,自从他们那个时代以来,情况变得更糟了,因为我们现在有更多的房子装了空调。这就是为什么墙壁内部的塑料不起作用的原因。当你给家里装空调的时候,你必须能够把里面的空气都烘干。请参阅Joe Lstiburek的最新文章,麦克白有蒸汽屏障(双重,双重辛苦和麻烦)

  6. 用户- 958947||# 6

    内部蒸汽屏障?
    好吧,我知道你不想在有空调的家里的墙上放塑料,因为它是不透气的。那么,在一个有空调的房子里,你如何完成浴室外墙的内部表面呢?目前的智慧表明,传统的gyp板(甚至绿色板)是不好的,因为房间里产生的水分从淋浴等。“无纸化”石膏板有几种选择,但它们似乎都是不透气的(就像塑料板一样)。那么,我应该在浴室墙上挂什么呢?
    具体来说,我在2B区。
    我的墙是砖贴面,1英寸气隙,30#毡纸,1/2英寸胶合板,5 1/2英寸开孔泡沫2x6木框架,然后1/2英寸干墙。

  7. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 7

    对约翰·沃尔斯的回应
    约翰,
    只要你说的不是瓷砖淋浴或瓷砖浴缸周围,那么普通的防潮(绿色)干墙在这个位置是好的。

    如果你想要更防水的东西——我认为你不需要,除非你的孩子会溅水很多你可以在墙壁上安装水泥背板,并在墙壁上涂上一层干墙泥或石膏。

  8. 用户- 1140531||# 8

    回复John Walls
    约翰,

    我从你的问题中看到了两个不同的问题。一个是内部面对表面承受水分的能力,另一个问题是内部表面防止蒸汽通过墙壁扩散和冷凝的能力,当它遇到低于露点的温度在护套或墙壁腔内的某个地方。

    当你谈到干墙的类型时,问题是洗澡水和高湿度的直接湿润。当你谈到塑料薄膜蒸汽屏障时,问题是蒸汽通过墙壁扩散并在露点处凝结。

    我想你是在问如何防止相对较高的蒸汽压从浴室向外扩散而产生的冷凝;如果你省略了一个不透水的蒸汽屏障,因为它会导致夏季空调期间反向蒸汽驱动的冷凝。

  9. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 9

    对Ron Keagle的回应
    罗恩,
    任何想要在夏天有空调的家里减少冬季蒸汽向外扩散的人都应该选择像MemBrain这样的智能蒸汽缓阻剂,而不是聚乙烯。

  10. 用户- 958947||# 10

    浴室墙壁和天花板
    Martin和Ron,谢谢你们的回复。是的,我的担忧是双重的;但我最担心的是夏天石膏板背面的水露。所以,听起来绿板是一个很好的解决方案(透气性好,有一定的抗霉性)。我的第二个担心是居住者溅起的水会导致干墙变质。所以,我想我可以使用水泥板超过“飞溅”的高度,然后从那里到绿色板。这是一个很难完成的接缝(水泥板到绿色板-不同厚度,没有锥度,不同的接缝化合物,等等)?
    我有一些相关的问题:
    1)对于浴室的其他部分,绿色板是必要的/推荐的,还是普通的滑石板也可以?墙壁和天花板?(半空调阁楼-在屋顶椽上喷洒泡沫的开放细胞)。
    2)淋浴间的天花板怎么样?绿色板?(注:原计划在其他天花板上使用5/8“gyp)。
    3)水槽是否需要使用水泥板?洗衣机怎么样?——因为水花飞溅或潜在的管道泄漏。还是说这太过分了?
    4)干墙“底漆/密封剂”是否透气?我问过几位油漆代表,他们不做测试,也不敢猜测。

  11. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 11

    对约翰·沃尔斯的回应
    约翰,
    只要两块板的厚度相同,在混凝土背板和石膏板之间完成胶带连接并不难。

    你其余问题的答案永远不会是确定的。这些都是主观判断。这是你的浴室,你想怎么洗都行。许多设计师和房主喜欢浴室的所有表面都覆盖着耐用的瓷砖。其他人则对石膏板很满意。如果你决定安装瓷砖,我会贴绿皮书,即使是天花板(只要你的框架是16英寸的中心或更接近)。

    大多数涂料底漆都是透气性的,除非它们专门出售并被标记为阻气涂料。

  12. 用户- 958947||# 12

    没有瓷砖
    马丁,谢谢你的建议。
    澄清一下,请----我不会安装任何瓷砖(除了淋浴墙上的石板——我将在那些墙上使用水泥板)。浴缸和水槽将有一个石头顶部和一个短的石头后挡板(所以绿色板应该可以工作。)
    那么,在这种情况下,你还是更喜欢在房间的其他地方使用绿板,还是传统的软板?我知道这是个人判断,但我重视你的意见。如果是你的,你会怎么做?
    当你说“甚至是天花板”时,你包括淋浴的天花板吗(我本来计划天花板上没有瓷砖)?

  13. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 13

    回应约翰·沃尔斯
    约翰,
    我知道你不是在安装瓷砖。我只是指出这是个人判断。你似乎想用石膏板或水泥背板。但其他房主更喜欢瓷砖。关键是,人们对浴室墙壁的防水程度有一个连续的期望。只有您可以决定要指定什么。

    我的浴室是绿色的,我很满意。但你可能不会开心。

    是的,我选择在浴室的天花板上安装绿皮书。

  14. nvman||# 14

    浴室里的绿板
    约翰,浴室可能是一个湿度很高的地方,即使有风扇,所以有些人会在整个浴室安装绿色板。

    我在我儿子的浴室里就是这么做的,成本差异并不大。在一间5x9浴室(浴缸区除外)的墙壁和天花板上涂上绿色木板,需要额外支付60美元。我们(只在墙上)贴了水泥板,因为要铺瓷砖。然而,浴缸围栏上方的天花板仍然是绿色的木板。

    供你参考:我们有一个新房子,浴缸沿着外墙,建筑商只用了绿色的木板。不到5年,我不得不把它拆掉,用水泥板重做。我们住在一个非常干燥和寒冷的气候(埃德蒙顿,阿尔伯塔,7区),所以湿度很小,我们没有空调。然而,在那个时候,我们有一个十几岁的儿子和女儿,他们喜欢洗澡。

  15. 用户- 958947||# 15

    紫色的飞机吗?
    谢谢Martin等人的评论。
    你对紫板有什么经验或评论吗?
    AG制造了一种“改进”板(紫色),作为绿色板的升级版销售。
    文献表明,它类似于绿色板,但添加了化学物质,以减缓霉菌的生长。

  16. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 16

    对约翰·沃尔斯的回应
    约翰,
    我对紫色板没有经验。

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