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热力学驱动生活和非生物系统的各个方面，包括建筑信封。我们的设计不断受到水分和热量的影响。雨，阳光，呼吸，沐浴和烹饪积聚的影响，以及当信封失效时，脱落昂贵且心脏扭转。
因此，建筑师花了很多时间试图了解建筑物组件的热和湿度性能以及这些变量可能加起来灾难的可能性。
多么了解使用模拟软件来理解建筑物的更好方法？这是我思考，因为我接近了六周，办公室赞助的研究项目，其中我试图将热量和湿度模拟集成到我们的设计过程工作流程中。虽然我们公司的各种人在以前的项目中使用了热量和水分建模，但这是我们第一次协调一致地分析工具用作所有项目的标准。
结果？我不再确定模拟方法是对大多数项目或练习架的标准做法。但是，建筑师和建筑公司不断更新建筑科学知识将使所有建筑物更好。如果您或您的办公室正在考虑接受幸福的建模挑战，我有一些建议可以帮助您管理您的期望。
办公室研究倡议
我的调查被选为办公室赞助的研究倡议。我选择了仿真工具wufi pro（wärmeundfeuchtiteär或“热和湿度转移”），德国软件具有强大的数字嘎吱嘎吱的能力和工程友好界面，在一系列正在进行的项目上测试。
Wufi能够在多年来模拟建筑材料中的水分积累和耗散。该软件产生曲线图以指示组件内的温度和相对湿度是否可能在模拟期间达到危险的模具发芽或腐烂水平。
我预算了一周的时间来学习软件和四周来测试各种组件，以及我的成果的剩余时间由同事和建筑信封专业审查。
我在八个不同的项目上测试了组件，结果不同。不同的，因为该工具本身并不难使用，但我在学习软件后花了几个意外的几周，试图了解模型输出告诉我的东西。
事实上，像Wufi Pro这样一个复杂的工具的具有挑战性的部分没有得到模拟来运行，它是了解如何阅读输出，并在可以信任时学习。我的三件课程建模是以下内容：
- 你最好对建设科学感兴趣。您将读取和扩展您的背景知识相当有点能够理解变量。
- 除了选择基本材料以创建墙壁或屋顶组件，还有更多。其他关键建模考虑因素包括在组装中的键层处的额外热量和湿度载荷，以考虑渗透，并正确设置室内和室外气候变量。
- 你想要磨练解释结果的艺术。解释结果的一种方法是通过将Wufi产生的水分曲线与Ashrae 160进行比较，将6.1节，最小化模具生长所需的条件。创建一个对设计团队有意义的图形报告是一项研究。我了解到，将图形放在团队面前并告诉它他们设计的墙没有有助于他们无法正常工作。毕竟，如果您在设计团队上，您可能正在做这项练习，以便您可以对什么建立持久的建议将工作。
项目工作流程的模拟案例研究
我对使用模拟软件的结论最好通过两个案例研究来总结。首先是一个墙壁组装，用于改造明尼苏达州的单层绝缘混凝土砌块结构进入商业办公空间。
装修需要添加外部绝缘，并且设计呼吁新的金属面板包层并在内部绘制暴露的混凝土块。设计团队选择了一种流体施加的空气和蒸气不透水膜，施加到混凝土砌块壁的外部侧面，然后将4英寸的矿物板和金属板包层覆盖，热破碎的剪辑。
我在Wufi建立了组件，并在Wufi数据库中运行了许多不同方向和代理材料的不同方案。我发现了一种令人震惊的模式：在冬天，天气屏障内的水分水平攀升至触发模具的接近危险水平，并且根据我分配到混凝土块的物业，大会越来越湿润而不是随时间干燥。
在控制计算错误（软件）和建模错误（我的）后，我确定了这个问题实际上是真实的：如果墙壁被设计为设计，气密膜将导致问题。我测试了许多膜渗透性，发现气密，但蒸气 -透水膜在模拟中没有相同的故障。
我的调查结果由建筑信封顾问得到证实，因此我们将我们的规范转换为蒸气性产品。它觉得研究项目的胜利，整个设计团队能够从调查结果中学习。但是，并非所有测试用例都证明是有用的。
第二个例子是一个拟议的屋顶组件，用于新的公寓大楼，也在明尼苏达州。屋顶是一个木桁架系统，支撑胶合板护套，锥形多异氰脲酸酯绝缘板和水密屋顶膜。在桁架之间，为了满足消防码，屋顶腔将用吹纤维素填充，通过防火蒸汽屏障和天花板完成涂漆石膏板。
简短的版本是很少我的40 +变化WUFI模型显示良好的结果这个屋顶,尽管这是一种常见的多户家庭的屋顶结构,和多个政党包括建筑信封顾问向我们的团队,如果我们用这种屋顶,它可以执行令人满意。
该模型在告诉我的冲突以及多么经验和顾问所说的是令人沮丧的。它是建模错误还是计算错误？或者实际上是准确的模拟，建筑业在这些类型的屋顶设计中忽略了一些关键的东西？只有法医调查只能说明。
根据业主以前的经验，这个屋顶可能会按计划建造，尽管团队现在正在考虑替代方案。
模拟和管理期望的局限性
第二个案例研究是关于实践建筑师的潜在限制及其摩托车使用热量和水分建模的潜在限制，以预测特定组装是否将持续。当您的装配似乎在模拟中失败时，当前的仿真工具不会告诉您为什么它失败或如何提高您的设计。仿真涉及具有大量变量的棘手的软件。为了获得它需要几天的时间，但要擅长需要数周或几个月的实践，这可能很难与项目进度和预算进行调和。
更重要的是，一些专家注意到，WUFI等工具只能在墙壁或屋顶的假设中心的一维点测试蒸汽驱动和散装水。由于它不能考虑房间内空气的对流等变量，或者在角落的空气和水分的行为，影响性能和失败的关键因素可以在模拟方法中掩盖。
也就是说，即使没有深刻的专业知识，一些热量和水分建模可能是有益的，只要您了解限制。以下是与Wufi Pro建模的一些合理（和不合理的）预期：
- 它有助于对给定场景中的不同程序集进行基本比较，并确定其中一些程序集是否可能比其他程序集更好。换句话说，它将告诉设计团队一些有关相对性能的东西，而不是预测组装的绝对成功或失败。它不会告诉你这是一堵“好墙”还是“坏墙”，但它会让你做出更多的解释:“假设结构符合设计意图，在这种气候下，这个组装可能是一堵更好或更差的墙。”
- 它将提供对可能最有问题或易于潮湿的层数的理解，这样您就可以确保您的细节被正确绘制以适应。
实用建筑科学
模拟不是了解信封设计性能的唯一方法。如果您的终极目标是设计将在十年后持续十年的项目和组件，并满足AIA 2030致力于2030年仅设计网零能量建筑，更好的方法是为员工记录一些月数学时了解建筑科学原则，软件工具旨在首先测试。
在您的办事处继续教育中优先考虑构建科学。例如，您知道水分子小于空气分子吗？这意味着气象屏障可以是空气密封的，但是透湿的湿气，首先可能是违反直觉的概念。您是否知道通过间隙或在外部覆盖的细节中吹过的空气湿度 - 或者在炉子或淋浴之上设计不良的通风口 - 可以在一天中携带一百次水分，而不是弥漫的一天通过膜？
开发基本原则而不是标准墙
研究项目的一个关键观察是为每个项目设计一个完全独特的墙面部分是没有必要的或最佳做法。不同的审美司机和天气状况可能导致设计团队为不同项目的墙壁和屋顶选择不同的材料，但外壳设计仍然可以遵循测量的高级原则，冷热，冷，水分管理需求。当地的气候。
在这项研究之后，我的项目的第二部分将包括开发一套坚固的典型墙体、屋顶和地板组件，作为我们在不同气候下工作的起点。可以自定义这些基本程序集，以便在许多不同的项目中使用。没有必要重新模拟每个建筑的每面墙。
如有疑问，聘请建筑箱顾问值得审查并帮助您了解设计的潜在弱点。我们将聘请值得信赖的顾问来审查我们在开发典型装配模板方面的工作。在一个具有独特条件的项目中，随便潜入模拟，武装您定期刷新的建筑科学知识。
但最终，如果你有任何疑问，你可能会在时间上省钱，花费花费花费花费花费令你信任顾问或第二种意见的两名顾问来令人困惑的令人困惑的结果，告诉你是否是信封的信封你设计将按预期执行以及如何改进。
Simona Fischer是一家可持续设计的专家MSR。她拥有建筑硕士学位，以及建筑中可持续设计的硕士学位。
10评论
关闭Wufi结果与现实之间的差距是重要的需求。
>模具…不透气的薄膜会产生问题……
恭喜超越“与外部绝缘，内部蒸汽不会浓缩，所以这是一个很好的墙”。
>很少有我的40多种变体的这种武器模型表现出与这个屋顶的有利结果
对于这两种情况来说，了解更多细节（精确的设计，气候等）以及Wufi所示的问题将是有趣的。
“在冬季，天气屏障内的水分水平攀升至触发模具的接近危险水平，并且根据我分配到混凝土块的物业，大会越来越湿润而不是随时间烘干。”
不透水的气象屏障模拟的是会被霉菌破坏的东西吗?
混凝土可以承受相当高的湿度而不受损坏，但在某些点上，蒸汽压力可能会导致内部的油漆失败，如果不够透水。
西蒙纳，
感谢你的这篇文章。我的理解是:当WUFI结果符合使用该软件的人的期望时，用户惊呼:“WUFI是一个多么棒的工具啊!”
当WUFI结果与用户的期望不匹配时，用户说：“我的输入必须是错误的，因此在获得所需的结果之前调整输入。
一些工具！
SIMONA - 感谢这篇文章并分享您的经历。但我有几个我绝对需要推回的物品。As background--I've been working for Building Science Corporation (i.e., Joe Lstiburek Inc.) since the 1990s, and have been beating my head against WUFI since the early 2000s, including a chunk of time working with John Straube and Chris Schumacher (now with RDH).
当有人告诉我“完美墙”时，在明尼苏达气候中显示出危险的水分积累，内部条件不是冰柜的存储区，它让我刮伤了我的头。更多关于完美的墙壁（全部外部保温）：
BSI-001：完美的墙壁
https://buildingscience.com/documents/innights/bsi-001-the-perfect-wall.
当人们问我“你是否对完美的墙壁进行了湿热分析”时，我通常的回答是，这有点像让物理学家演示圆形车轮的工作原理。这已经被现场经验和基本原理证明了，虽然可能很有趣。
我想知道你面临的一个问题是你使用的是ASHRAE标准160第6.1节标准。研究界已经知道这一点有一段时间了:使用这些标准会告诉你，在该领域(即现实)工作良好的墙不符合ASHRAE标准。史蒂文·温特(Steven Winter)的洛伊斯·阿雷纳(Lois Arena)和森林产品实验室(Forest Products Laboratories)的塞缪尔·格拉斯(Samuel Glass)等人一直在与这一斗争。下面是山姆就这个话题做的演讲:
https://web.ornl.gov/sci/buildings/2016/docs/presentations/workshops/workshop-5 / workshop5_glass_pt1.pdf.
相反，ASTM目前正在远离标准160-2009中使用的模具标准，并切换到欧洲viitanen模具指数。这是纸山姆在这一拟议的变化中放在一起（我是同志，但索赔最小的信用）：
与现场观测的比较分析ASHRAE标准160中的模液生长标准
https://www.researchgate.net/publication/320352326_analysis_of_improved_criteria_for_mold_growth_in_ashrae_standard_160_by_comparison_with_field_observations.
此外，对于完整性，这里的Joe目前对Wufi的目前的想法 - 网页包括两个建筑物（DOE资助的）文件的链接，我们如何建议调整WUFI投入以提供更有用的结果。
BSI-089: WUFI* -找错对象了?
https://buildingscience.com/documents/building-science-insights-newsletters/bsi-089-wufi%ee2%80%94barking-wrong-tree.
最后 - 有一个问题：“例如，你知道水分子小于空气分子吗？这意味着气象屏障可以是空气密封的，但是透水，透湿，可能首先逆行的概念。”
我想知道这是否可能是对其他一些现象的误解。空气屏障/防水屏障，但蒸气开放材料（即，思想家庭包衣）功能，因为*液体*水形成不能通过微观孔的分子（25至75个）的簇。看到这一栏，乔指的是篮球和高尔夫球：
BSI-066：孔和泄漏
https://buildingscience.com/documents/insights/bsi-066-holes-dours.
所以液态水停止了，但是水蒸汽(单个分子)可以通过。那么空气(N2/O2)呢?记住——像室内包装这样的材料的空气渗透性是可测量的非零……但可以将气流降低到足够低的水平，使其符合空气屏障材料的要求(低于0.02 l/(s-m2)@75 Pa)。所以任何通过的空气分子，都无关紧要。
科塔，
谢谢你非常彻底的评论。
如果有任何GBA读者对ASHRAE 160描述室内条件的方法如何导致Lois Arena和Pallavi Mantha的WUFI建模练习的更多信息感兴趣，请参阅我的文章，“WUFI快把我逼疯了。”
使用WUFI *和*经验创建更多保守设计（即，支持它）是有道理的。看到“同样的成本”是很常见的，我可以做X或Y.两者都据报道工作，但哪个更好？“。
上面的情况1有趣的是，它类似于LSTIBUREK的“我们知道如何构造的最佳墙” - 这指定了一个I类汽室延迟器。显然Wufi模拟和强烈的推荐在这里不同意。很想看到一个解释。
如果“始终准确”是一个要求，最令人规定的，基于体验的设计将很久以前就会被抛出。
在其他地方，我已经详细阐述了我认为WUFI等工具正在发生的事情。这里有更深层次的东西-非常有必要了解复杂现象，与计算的神圣性的文化信仰相结合。当我们用精心制作的信封建造高性能建筑物并使用智能膜等产品时，问题不应该是“它会工作？”，而是“我们如何设计这一点，使其与失败相当远离失败？”。在右手中，Wufi等工具可以轻松而明确地回答后一种问题。但是，作为Simona，Kohta和Martin的优点表明，也指出，以及过度依赖顾问，也可以让我们对中基础建设科学原则的理解视而不见每一个人在建筑业。
Trans / Jonathan，
感谢您的观察。这些天用GPS技术发生类似的过程。人们在一个陌生的城市盯着他们的手机盯着他们，告诉他们右转，何时左转。在这样做一周之后，他们仍然迷失在他们正在访问的新城市。
一个老式的游客环顾四周，而且在一天或两人掌握了主要街道，可以自己驾驭。
直到他们遇到一个不寻常的情况（说出交通堵塞或事故）。然后他们希望他们使用了现代技术。
还有“我一直在使用这条路线一周，没有意识到有更短/更快的路线”。
我通常会建议使用像你描述的天花板屋顶装配一样，因为它听起来不像至少有1个蒸汽扩散干燥方向的规定 - 这与木头和吹纤维素相结合，增加了潜在的糟糕情景。
虽然伟大的文章。
了解基础科学和建立的建筑实践比学习新的电脑工具更有价值，有益......但新的电脑工具可以帮助我们。
谢谢
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