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建筑科学

皮特难题:喷泡沫后漏气更大

随着时间的推移,进行了三次鼓风机门测试,发现漏气增加。这是一种与湿度有关的现象吗?

这个谜题始于重新安装屋顶的时候,承包商建议改善隔热性能。图片由房主提供。

这是一个时髦但很酷的小木结构房子,建于1987年:

佛蒙特州南部的一座乡村木结构房屋,漏气问题本应有所改善,但却变得更加严重。开始调查吧…

作为一个完整的大教堂木框架,屋顶甲板提供了结构和内部完成,所有的刚性屋顶隔热。

住宅的内部,展示了大教堂的天花板和外墙的v型槽板的内部饰面。
屋顶组件,显示刚性绝缘,毛皮条,和波纹金属屋顶板。图片由房主提供。

小动物推动了屋顶的改造

筑巢的老鼠和松鼠是问题所在。盖屋顶的人承诺会把这些小动物进入屋顶的所有地方都封闭起来,但他建议,当他们这样做的时候,房主应该加强屋顶的隔热层,因为它看起来和旧的屋顶覆层一样破旧。

保温工作包括拆除屋顶周边的所有刚性保温材料,然后使用喷雾泡沫填充周边和整个屋顶,直到新的两倍枕木的深度(见页面顶部的图像)。

绝缘子在安装喷雾泡沫绝缘之前和之后都进行了吹风机门测试,希望如果房屋收紧10%或更多,就能获得Efficiency Vermont的回扣。

初始鼓风机门试验结果:(9-27-18): 998 cfm50。

问题是,屋顶改造完成后,这栋建筑的漏水更严重了。

“后”风机门试验:(10-16-18): 1130 cfm50。

水渍把我带进来了

一年多后,我被叫去,因为房主在她的内饰外墙上发现了新的水渍。有很多,大部分都在,或附近,或连接到大教堂外墙和天花板的地方。

未完成的内部垂直T&G v型槽板显示水染色。
顶楼的管道追踪显示有水渍。

测量水分含量的时间

我在有水渍的地方测量了水分含量,但结果显示木材相当干燥。

大教堂天花板的顶部显示了屋梁,屋梁左侧有水染色,干燥得像骨头一样的水分含量(7.4% MC按重量计)。
在墙壁和天花板v型槽板连接处的水渍处测量7.0%的水分含量。

更多的背景信息

在这一点上,为了公平起见,这里是关于外墙组装的信息:

  1. 内部饰面是垂直1×6 v型槽未完成板
  2. 然后进行一些水平封堵和玻璃纤维绝缘
  3. 然后铺好结构护套(根据房主的意见,可以是OSB或胶合板)
  4. 板材良好的防水屏障(WRB;根据房主的说法)
  5. 也许不用护套,用雪松木瓦

你现在可能正在想我在2019年12月17日的想法:木材和v型槽屋顶平台从建筑内部延伸到建筑外部,尽管屋顶(包括周边)有空气密封,但天花板与外墙的连接处没有空气密封。由于墙壁和天花板上有v形沟槽,整个房子就像筛子一样漏水,但冬天的堆叠效应意味着这座三层楼高的房子会有更多的漏风。

用TEC DG1000测得叠加效应驱动的地下室负压。
用TEC DG1000测得的顶楼正压由冬季叠加效应驱动。

为什么大教堂天花板上的凝结物更明显/更近期?我的最佳猜测是:屋顶改造加强了某些空气泄漏途径,集中了冬季的冷凝物,和/或房主今年冬天的相对湿度比去年更高。

12月17日,我拍摄了一系列红外图像,然后进行了鼓风机门测试,并拍摄了第二组相同的红外照片,知道我们会看到大量的漏气,包括水渍所在的地方。

红外图像显示在教堂顶部,鼓风机门关闭。鲜红色是脊梁的钢吊架。
打开风机门的同一大教堂尖顶红外图像;鬼影显示漏气。
红外图像显示顶楼壁橱的管道通风口,鼓风机门关闭。
水暖通风管道红外图像,鼓风机门打开,虚影显示漏气。
红外图像顶楼窗头,鼓风机门关闭(你可以看到v型槽板上有水染色)。
红外图像显示顶楼窗口顶部,鼓风机门打开,显示漏气。
红外图像的脊梁在教堂天花板的低端,鼓风机门关闭。
红外图像脊梁下端,鼓风机门打开,虚影显示漏气。

然后真正的惊喜是3.理查德·道金斯风机门测试:(12-1719): 1335 cfm50

一个130 cfm50之间的跳跃和2nd测试,然后我的测试又跳了大约200 cfm50 ?我质问房主,去年房子可能发生了什么变化……什么都没有!

根据温度引起的空气密度变化修正鼓风机门结果

啊哈,测试是在9月、10月和12月进行的——我需要修正与温度有关的空气密度差异!(见TEC鼓风机门手册第17页

1测试9-27-18 @ 55°F: 998 cfm50 x 0.986 = 984 cfm50

2nd测试10-16-18 @ 38°F: 1130 cfm50 x 0.971 = 1097 cfm50

3.理查德·道金斯测试12-17-19 @ 27°F: 1335 cfm50 x 0.957 = 1278 cfm50

这些修正并没有真正改变三个测试之间的关系;测试1和测试2之间的%增长仍超过10%,测试1和测试3之间的%增长接近30%。

不是热的问题,是潮湿的问题

三个鼓风机门测试还有什么不同之处?我回想起2018年夏末/秋初,它击中了我:那是我们地区一段显著的、几乎连续的高露点温度时期的尾声。所以我搜索了天气历史,得到了这个:

测试(9-27-18)

绝缘子报告温度:55°F
拉特兰记录的天气数据:
-室外平均温度:57°F
平均露点温度:51°F
-室外相对湿度:约。80%
-室外空气含水量:56.5 grain /lb

测试(10-16-18)

绝缘子报告温度:38°F
拉特兰记录的天气数据:
室外平均温度:45°F
平均露点:29°F
-室外相对湿度:约。50%
-室外空气含水量:22.5粒/磅

建筑-赖特测试:(12-1719)

拉特兰记录的天气数据:
室外温度:27°F
-露点:27°F
-室外相对湿度:100%
-室外空气含水量:19.5粒/磅
-测量室内空气温度:68°F
-室内相对湿度:35%
-室内露点温度:39.4°F
-内部空气含水量:36.3粒/磅

哇,房子里的材料可能在2018年9月就充满了水分,2018年10月就变干了,2019年12月就完全干燥了。

木材收缩计算器

v型槽墙和屋面板宽度随含水率变化有多大?

根据木材收缩计算器

  • 东部白松1×6: 8% - 19% = 1/8英寸板宽变化
  • 东部铁杉1×6: 8% - 19% = 5/32英寸板宽度变化

也许,只是也许,这栋房子漏风的增加与外墙和天花板的宽度随含水量的变化有关:在2018年潮湿的夏秋完全膨胀,彼此紧密相连,到2019年冬天完全干燥,只有一个缺口。

怎么知道?

房主愿意让这个项目推迟到今年夏天,尤其是因为我们已经向她保证,虽然污渍很难看,但木材在循环——变湿变干——这更多是一个外观问题,而不是她认为的结构问题。

今年夏天,当木板更潮湿、更紧密时,我们将对房屋进行吹风机门测试,看看这是否对应于更紧密的气密性,特别是,更紧密的百分比。我们将对教堂天花板进行“点雾”,以确认/识别建筑周边天花板/屋顶平台的漏风通道。

真正的问题是我们如何密封这些天花板漏洞,因为无论我们用什么来密封它们,都需要容忍大量的木材移动,并且在室内和/或室外都是可见的。解决方案可能是一种高性能的硅酮液体密封胶,带支撑杆(为了耐用性和它的运动容忍度),如果房主无法处理硅酮密封胶珠和支撑杆,那么就用某种凹形装饰细节来隐藏密封胶。

如果你能想到气密性变化的其他解释,或者如果你也有气密性变化的谜团,请告诉我。

-Peter Yost是GBA的技术总监。他还是佛蒙特州Brattleboro一家咨询公司的创始人Building-Wright.他经常为新住宅和改造项目的设计和建造提供咨询。二十多年来,他一直在建造、研究、教学、写作和咨询高性能住宅,他被公认为NAHB年度教育家。你有建筑科学的难题吗?在这里联系皮特

所有照片由作者提供。

9日评论

  1. 专家成员
    彼得·恩格尔||# 1

    非常有趣的文章和一个困难的房子。我在甲板屋也遇到过类似的染色问题,但这些问题最终完全与重新盖屋顶工作期间绝缘材料的变化有关,这导致了护套底部的大量凝结。

    也许这个房子会是仲冬应用的候选者?

    1. 专家成员
      彼得·约斯特||# 3

      航母候选人:好主意,彼得。我也有同样的情况,所以我打电话给航空母舰总部询问情况。两个挑战:未完成的原始软木1 * 6 v槽墙面表面的真正吸收性,以及这些板的移动,一旦到位并固化,可能会超过20%的aeroarrier密封胶的收缩/膨胀。

      请继续关注。我会做这个项目的更新,因为我们继续,特别是与一个可能的解决方案,绝缘体提出。

    2. 基斯Gustafson||# 5

      我在1970年的甲板房(2 1/4英寸T&G, iso超过)住了10年,没有类似的潮湿问题。我想知道现有的iso是否应该被剥离(就像我们做的那样)
      它看起来缝隙很差,是单层的,这意味着即使在上面喷了泡沫之后,下面的缝隙仍然存在,并为边缘和T&G之间的空间提供了空气通道。
      我想我之前提到过,当我们拆除屋顶时,我在外墙的每个T&G接头上钻了1/4个洞,并在洞和缝隙中注入罐装喷雾泡沫。也许有用,也许没用,但我身上肯定没有水渍。

      回复:水分膨胀。整个房子都是木制的,不是吗,所以我认为扩展仅限于宽度和长度的差异。

  2. 泰勒Keniston||#2

    我们假设水凝结在哪个表面?新的喷雾泡沫?

    想知道水分在一年中的什么时候出现,是木头本身吸附,还是在其他表面聚集,这将是很有趣的。

    当墙壁缺乏一个明显的平面连接时,很难在屋顶和墙壁之间“建立联系”。

    1. 专家成员
      彼得·约斯特||# 4

      我们只知道在这一点上,凝结显示自己在内部完成。我希望通过雾化来连接内部和外部的孔,这样我们就可以尽可能多地了解路径,而不用把东西拆开。

  3. 布伦特Mellen||# 6

    Peter -谢谢你上传这篇文章。在过去的10多年里,我与效率VT项目一起对数百个VT家庭进行了鼓风机门前后的测试。我还观察到,在一些项目的测试后,测试结果更高。在绞尽脑汁、设置风扇和检查笔记之后,我也推断出这与建筑组件的水分含量有关。我问过同事,也找过发表过的报告,但除了其他人摸不着头脑和两篇80年代早期或中期的ORNL论文外,没有找到太多。所以我非常感谢你的账户,期待你的夏季吹风机门测试报告。一定要在露点温度非常高的类似时期之后进行测试。我在我的一个挠头器上尝试了同样的方法,我想我错过了它(太晚了),因为假期,日程安排冲突,等等。

    1. 专家成员
      彼得·约斯特||# 9

      很高兴收到你的来信,布伦特。正是我所希望的那种电子“联系”和“回复”。如果今年夏天我能在湿度最高的地方测试的话,我一定会更新的!我说如果,但客户几乎肯定想要跟进。

  4. 乔恩·波特||# 7

    嗨,彼得,如果你手边有信息,我有几个问题:

    *现有的泡沫保温板看起来像是箔面聚酰亚胺,(或者可能是酚醛?)-当损坏区域被移除时,演示线和内部箔面被移除的清洁程度如何?
    *新喷雾泡沫产品的实际名称是什么?我有兴趣看看制造商公布的D2126结果,如果有的话

    1. 专家成员
      彼得·约斯特||# 8

      你好,乔恩-

      我没有这些信息,但我会看看我是否能从绝缘体中得到它。他们是一家很好的当地公司,我过去曾与他们合作,并取得了良好的结果。

      我几乎可以肯定,现有的屋顶刚性绝缘材料是聚硅橡胶,而不是酚醛。

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