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建筑科学

湿度的两条规则

为了防止潮湿空气造成的水分损害,只需做以下两件事

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霉菌在墙的内部生长因为石膏板低于露点。
图片来源:安迪·贝尔
霉菌在墙的内部生长因为石膏板低于露点。
图片来源:安迪·贝尔
爬行空间的潮湿问题是由于爬行空间的潮湿空气在这栋正在建造的房子里发现了冰冷的表面。
图片来源:能源先锋

因为我写了很多关于建筑物湿度的文章,所以我收到了很多关于这个话题的问题。有些是关于墙的。有些是关于阁楼的。有些是关于窗户的。一些是关于爬行空间的(这在这个主题中产生了最多的问题)。

回答这些问题的关键可以归结为对水蒸气如何与物质相互作用的理解。一旦你知道了这一点,就很容易看到防止潮湿损坏的两条规则。

W水蒸气与物质相互作用

首先要了解的是,漂浮在空气中的水蒸气会被与空气接触的物质吸进去。这里我们忽略吸湿材料的问题,只关注温度的影响。分界线是露点温度.当一种物质的温度高于露点时,就不会凝结。当它低于露点时,就会发生凝结。材料的温度越低,从空气中吸出的水蒸气就越多。

我们利用这一事实为我们的除湿机带来好处,它使潮湿的空气经过冷盘管,冷凝出大量的水蒸气。然而,当我们谈论建筑物的某些部分时,我们宁愿不让水蒸气凝结在(或吸收/吸附)材料上,无论是我们谈论的浴室窗户,爬行空间带托梁,还是乙烯基覆盖的墙壁。这里有两条规则。

规则1:让潮湿的空气远离凉爽的表面

当你在查看一栋建筑的设计图或试图了解一栋实际建筑中出了什么问题时,一个很好的开始是确定潮湿空气在哪里,以及潮湿空气与建筑物的哪些部分接触。如果你在潮湿的气候下有一个通风的爬行空间,潮湿的空气就在那个爬行空间里。空气的露点可以达到75华氏度或更高。当上面的生活空间被调节时,地板可能会低于露点,这取决于居住者让房子保持凉爽的程度。但即使恒温器的温度是75华氏度,地板也可能更冷。如果太空空气发现任何木材或其他材料因与上面的空间接触而冷却,这些材料可能会从潮湿的空气中吸收水分。

冬天也会有问题。下面的照片(图片#2)显示了带托梁,地板桁架和底层地板在一个寒冷的日子里的爬行空间。建造者会继续封装爬行空间来防止这个问题,但他们没有及时安装蒸汽屏障来防止这种混乱。当房子还在装裱的时候,狭小空间里潮湿的空气到处都是冰冷的表面。

有了爬行空间,你可以通过多种方式实现潮湿空气和凉爽表面的分离。你可以将爬行空间封装起来,去除潮湿的空气。或者你可以确保潮湿的爬行空间的空气不会靠近任何可能低于露点的表面。地板上的玻璃纤维球不会让你到达那里。你需要在地板托梁底部使用密闭喷雾泡沫或放置某种空气屏障(通常是坚硬的泡沫板)。

这同样适用于房子的其他部分。在潮湿空气的地方,你需要确保没有凉爽的表面。有时这些表面通过空调冷却。有时它们会被室外的天气冷却。

规则2:接触潮湿空气时要保持表面温暖

好的,第二个规则和第一个规则是一样的,但是相反。(从技术上讲,这对你们这些逻辑学家来说是相反的。)第一个规则说的是你有凉爽表面的地方(也就是说,低于露点),你需要远离潮湿的空气。第二条规则说,在潮湿空气的地方,你需要让相邻的表面保持在露点以上。

想想墙上的组件。从房子内部到外部,基本组件包括干墙、框架/腔绝缘、护套和包层。潮湿的空气在哪里?在夏天,最可能是在户外。如果你不希望室外的水汽凝结在你的壁板或护套上,你需要确保这些材料不会低于露点。如果你在墙上有绝缘材料,你在这里很可能不会有问题。即使没有隔热材料,这些墙壁也不可能低于露点,除非你把房子保持得非常非常冷。

最可能处于露点以下温度的表面是干墙。如果你有问题,你就违反了规则一。这意味着你的壁鞘不能作为一个良好的空气屏障。(本文的主要照片展示了一个发生这种情况的案例。)

更常见的违反规则2的例子是在寒冷的天气中,外护套内部的冷凝。如果你把家里的空气保持在70华氏度和40%的相对湿度,露点是45华氏度。通常我们我不认为那是潮湿的空气但它肯定能在冬天找到低于45华氏度的表面。这使得它成为潜在的水分问题来源。

房子里有水蒸气,外面是冷的表面,我们只需要确保潮湿的空气只与温暖的表面接触。这意味着我们需要很好的隔热材料来确保干墙保持温暖。我们需要良好的气密性,以防止潮湿的空气进入墙壁并找到冷护套。

但即使这些方法对寒冷气候中的房屋来说也不够。水蒸气可以通过扩散和空气泄漏通过壁面组件移动。在护套外侧使用连续绝缘可以通过保持护套温度来解决这个问题。Martin Holladay在他的文章中谈到了这个主题,刚性泡沫护套最小厚度的计算新的规范还包括在某些气候条件下对连续绝缘的要求。

如果你选择双螺柱墙,你必须确保你有一个蒸汽缓速器,以减缓水汽的运动到冷护套。看到我那篇关于双钉墙的文章关于这个问题的更多信息。另一个很好的资源是Martin Holladay的文章,“冷OSB壁套有多危险?”

保持物品干燥

在我们讨论建筑物中的水分问题时,水蒸气可能得到了比它应有的更多的关注。糟糕的闪光、愚蠢的屋顶设计和失败的排水沟造成的大量水比水蒸气造成的问题要多得多。不过,水蒸气确实很重要。在我写这篇文章的时候,凝露正从浴室的窗户滴下来某个地方,霉菌在隔热墙很差的房子里生长无通风的空间加热器.如果你能识别出由潮湿空气引起的问题,你有两种方法来处理它:让潮湿的空气远离凉爽的表面,或者让接触潮湿空气的表面保持温暖。

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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.你可以在推特上关注他@EnergyVanguard

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