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建筑科学

油漆剥落,绝缘和蒸汽屏障的历史

20世纪30年代,当画家们反对给房屋涂隔热涂料时,建筑科学家们抓住了错误的解决方案

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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,早期的建筑科学家把这个问题的根源锁定在了错误的机制上,因此提出了错误的解决方案。这个错误的结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,早期的建筑科学家把这个问题的根源锁定在了错误的机制上,因此提出了错误的解决方案。这个错误的结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:来自比尔·罗斯的书《建筑中的水》

早在20世纪30年代,北美就出现了油漆剥落的现象。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出问题出在绝缘上。根据建筑科学家比尔·罗斯的说法,油漆工们猜测这个问题的发生是因为绝缘材料“吸水”,有些人拒绝给绝缘的房子刷漆。

我知道你在想什么。那些油漆工不想画隔热的建筑,因为当时建筑科学还没有发明出来,他们认为隔热的人操之过急。或者是因为画家们认为用绝缘材料填充洞洞是愚蠢的,而他们所需要的只是一些好的东西绝缘漆?话又说回来,也许我在这里只是草率下结论,正如事实证明,保温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·罗斯的著作,建筑物内的水,这是一个很好的资源。第三章,“水与建筑材料”,展示了由早期保温材料采用者的油漆剥落事件所激发的美国建筑科学研究的历史。

在这一章的第一页,罗斯概述了一套水分管理实践是如何在1937年到1942年期间发展起来的,这基本上就是我们从那以后处理建筑的方法。我将把他的6个要点简化为3个(因为我不打算在本文中深入分析概要文件):

  • 绝缘建筑可能会有水分问题,因为外部包层和护套保持较冷。
  • 来自室内空气的水蒸气通过墙壁扩散,并在冰冷的包层和护套中沉淀下来。
  • 蒸汽屏障是解决这个问题的方法。

这是一段迷人的历史,罗斯详细介绍了推动扩散和蒸汽阻挡理论的不同人物,他们写的论文,以及1952年冷凝会议的近两页纸。早期建筑科学研究的大人物有F.L.布朗、拉里V.提斯代尔、T.S.罗杰斯和弗兰克罗利。(有关提斯代尔、罗杰斯和罗利的更多信息,请参见我需要蒸汽缓速器吗?

这个故事中最有趣的部分是国家油漆和清漆协会如何参与进来并宣布“向水宣战”。下面的图2显示了他们在20世纪50年代早期出版的一本小册子的封面。这本写于冷战初期的小册子,像麦卡锡诋毁共产主义者一样诋毁水分。例如:

这三股水汽似乎很无辜:奶瓶里的牛奶,淋浴间的蒸汽,水壶里飘起的蒸汽。真的是这样吗?哦,不,他们不怀好意。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,但那时候的建筑专业人士和房主都在练习他们的躲避和掩护训练,只要有一丝水蒸气的迹象!

真正的罪犯能站起来吗?

那些早期的建筑科学家做了一些很好的研究,提高了我们对蒸汽扩散和其他建筑科学主题的认识。例如,Teesdale发现材料的湿润度与温度有关,这就是Rose所说的材料湿润度的基本规则:冷的材料往往是湿的,而热的材料往往是干的。

然而,他们在油漆剥落的原因上失败了。由Teesdale、Rogers和Rowley领导的该行业几乎完全专注于水分扩散和蒸汽屏障的需求。(这些人也给了我们通风的爬行空间但那是另一回事了。)早在1933年,布朗就说对了。是的,他提到扩散是墙体湿润和油漆剥落的一个机制,但他也指出“糟糕的木工工作或错误的设计”,罗斯引用了他的话。

也就是说,更大的问题是不合格的闪光细节,这让雨水进入建筑组件,并留在那里。在绝缘之前,由于材料湿润的基本规律,它并没有那么重要。没有隔热的墙保持温暖,因此更干燥。有了墙壁上的绝缘材料,覆层温度更低,这意味着它对不良闪光的容忍度更低。

另一个比蒸汽扩散更重要的因素是空气泄漏。空气通过墙壁上的漏洞携带的水蒸气比扩散允许的水蒸气多得多。Joseph Lstiburek博士在他在建筑科学公司网站上发表的最新文章“空气泄漏过去和现在都比蒸汽扩散更重要。情况没有改变。”这是一篇关于麦克白和蒸汽屏障的伟大文章,尽管乔充满了声音和愤怒,但他不是一个白痴。去读读吧。

这个故事的寓意是不要妄下结论。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教训:通常来说,建筑组件的干燥能力比防止蒸汽扩散润湿更重要。

关于这个话题,我想让Bill Rose最后说几句:“鉴于建筑问题中非常小的比例(根据作者的经验,最多只有1 - 5%)与水蒸气扩散导致的润湿有关,增强干燥潜力的论点就更加有力了。”

Allison贝尔斯她是一位演说家、作家、能源顾问、resnet认证的培训师,也是《能源先锋博客.你可以在推特上关注他@EnergyVanguard

16条评论

  1. 尼克•韦尔奇||# 1

    蒸汽损失和热量损失
    当温暖的内部蒸汽通过墙壁向外传播时,这是否会导致一些热量损失?这被量化了吗?因为我从来没有看到有人提起过它,我假设(或只是希望)它是微不足道的……但我还是很好奇。

  2. 专家成员
    Dana多赛特||#2

    热量以水蒸气的形式流失,当然……
    每磅水的汽化热约为940BTU,比最终被吸附在涂层上的热量高。考虑到通过水蒸气扩散传输的水的速率是多么的微小(即使是通过未粉刷的墙板或高烫的房罩),这是一个非常微小的热损失,小到无法用传统方法测量。

    你会把几个数量级的湿气/热量带出房子的通风空气。

    对博客文章的回应:

    “也就是说,更大的问题是糟糕的闪光细节,这让雨水进入建筑组件,然后留在那里。在绝缘之前,由于材料湿润的基本规律,它并没有那么重要。没有隔热的墙保持温暖,因此更干燥。墙壁上的隔热层更冷,这意味着它对不良闪光的容忍度更低。”

    20世纪早期或早期的木结构房屋通常没有任何类型的窗户闪光(!),因为它真的是没有必要的,除非是在屋檐/耙子悬挑非常有限的房子。在给老房子隔热之前,弄清楚这一切是很重要的。在一间到处都有18-24英寸悬挑的工匠平房上,这没有太大关系,但在披肩风格或希腊复兴风格的房子上,有时只有6英寸的悬挑,在适当的地方安装闪光确实很重要。

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

    Dana Dorsett的回复
    确实。不仅有些老房子没有闪光,有些房子也没有护套。为老房子隔热是一件棘手的事情,它需要从确定其水分管理系统的状态开始。

  4. 罗恩Keagle||# 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输送的蒸汽向外移动?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输送机制?对于这两种机制,最终的目的是阻止蒸汽进入墙壁,所以术语,“蒸汽屏障”可以很容易地指代两种蒸汽输送机制。

    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。如果你在第一时间阻止蒸汽进入墙壁,就没有必要让墙壁干燥。此外,它们还能在外面晾干,作为备用保障。

    也许早期的研究人员只是认为适当的工艺是既定的,并认为它将导致一个“蒸汽屏障”,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墙内。他们可能会认为,如果雨水真的进入了一堵墙,那将是一个单独的问题,应该直接解决;而不是要求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

    回复Ron Keagle
    读比尔·罗斯的书,建筑物内的水你会发现很明显,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,这导致了我们一直在经历的蒸汽屏障问题。

    事实上,自从他们的时代以来,情况变得更糟了,因为我们现在为更多的房子安装了空调。这就是为什么塑料在墙里面不起作用的原因。当你在家里用空调时,你必须能够让室内干燥。参见乔·斯提布里克的最新文章,麦克白有蒸汽屏障(双重,双重辛劳和麻烦)

  6. 约翰的墙壁||# 6

    内部蒸汽屏障?
    好吧,我明白了,你不想在空调房里的墙里面贴塑料,因为它不透气。那么,如何在空调住宅的外墙上完成浴室的内表面呢?目前的智慧表明,传统的滑板(甚至是绿板)是不好的,因为房间里的淋浴等产生的水分。“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。
    我的墙是砖饰面,1“气隙,30#毡纸,1/2”胶合板,5 1/2“开孔泡沫2x6木框架,然后1/2”干墙。

  7. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 7

    回应约翰·沃尔斯
    约翰,
    只要你说的不是瓷砖淋浴间或瓷砖浴缸周围,那么普通的防潮(绿色)石膏板墙在这个位置是可以的。

    如果你想要更防水的东西——我认为你不需要它,除非你的孩子溅水很多——你可以在你的墙壁上安装水泥背板,然后在墙壁上涂一层脱脂的石膏板泥或灰泥。

  8. 罗恩Keagle||# 8

    回复约翰·沃尔斯
    约翰,

    我从你的问题中看到了两个不同的问题。一个是内部表面承受水分的能力,另一个问题是内部表面的能力,以防止蒸汽扩散通过墙壁和冷凝时,它遇到的温度低于露点在鞘或墙腔内的某处。

    当你说到干墙的类型,问题是直接从洗澡水和高湿度湿。当你说到塑料薄膜蒸汽屏障,问题是蒸汽扩散通过墙壁和凝结在露点。

    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的冷凝;如果您忽略了不渗透的蒸汽屏障,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

    回复Ron Keagle
    罗恩,
    如果你想在夏天有空调的家里减少冬季蒸汽向外扩散,应该选择像MemBrain这样的智能蒸汽缓阻器,而不是聚乙烯。

  10. 约翰的墙壁||# 10

    浴室墙壁和天花板
    Martin和Ron,谢谢你们的回复。是的,我有两方面的担忧;但我主要担心的是夏季干墙背面的冷凝水。所以,它听起来像绿色板是一个很好的解决方案(蒸汽渗透性和一些抗霉菌)。我第二担心的是居住者溅起的水会导致干墙的恶化。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(水泥板到绿板-不同的厚度,没有锥度,不同的接缝复合材料,等等)?
    我有一些相关的问题:
    1)卫生间的其他部分是否需要/建议使用绿板,或者普通的滑板也可以?墙壁和天花板?(半空调阁楼——屋顶椽上的开放式单元喷雾泡沫)。
    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”滑轮)。
    3)水槽是否需要使用水泥板?洗衣机怎么样?——因为溅水或潜在的水管漏水。还是说这太过分了?
    4)干墙“底漆/密封剂”是否透气?我问了几个油漆代表,他们不做测试,也不敢猜。

  11. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 11

    回应约翰·沃尔斯
    约翰,
    只要两块板的厚度相同,就不难完成混凝土背板和石膏板之间的胶带连接。

    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铺上耐用的瓷砖。其他人则对干墙很满意。如果你决定安装瓷砖,我将贴绿板,甚至天花板(只要你的框架是中心16英寸或更近)。

    大多数涂料底漆都是透气性的,除非它们被特别地出售并贴上阻气涂料的标签。

  12. 约翰的墙壁||# 12

    没有瓷砖
    马丁,谢谢你的建议。
    一个澄清,请----我不会安装任何瓷砖(除了石板在淋浴墙-我将使用水泥板在那些墙)。浴缸和水槽将有一个石头顶部和一个短石头后面溅水(所以绿板应该是好的。)
    那么,在这种情况下,你还是更喜欢在房间的其余部分使用绿板,还是使用传统的滑板?我知道这是个判断,但我重视你的意见。如果这是你的,你会怎么做?
    当你说“甚至天花板”的时候,你包括淋浴间的天花板了吗(我本来打算天花板上不贴瓷砖的)?

  13. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 13

    回应约翰·沃尔斯
    约翰,
    我知道你不是在装瓷砖。我只是指出这是一个主观判断。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持续的期待。只有您可以决定要指定什么。

    我的浴室有绿板,我很满意。但你可能不会快乐。

    是的,我选择在浴室的天花板上安装绿板。

  14. 亚伦Gatzke||# 14

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

    我在我儿子的浴室就是这么做的,而且成本差距并不大。在5x9的浴室(浴缸除外)的墙壁和天花板上安装绿板需要额外支付60美元。因为要铺瓷砖,所以我们只在墙上铺水泥板。然而,浴缸外壳上方的天花板仍然是绿色的木板。

    供参考:我们有一个新房子,浴缸沿着外墙,建筑商只用了绿木板。不到5年,我不得不把它拆掉,用水泥板重做。我们生活在一个非常干燥和寒冷的气候(埃德蒙顿,阿尔伯塔,第七区),所以湿度很小,我们没有空调。然而,在那个时候,我们有一对十几岁的儿子和女儿,他们喜欢淋浴。

  15. 约翰的墙壁||# 15

    紫色的飞机吗?
    谢谢Martin等人的评论。
    对紫板有什么经验或意见吗?
    AG制造了一种“改进型”板(紫色),作为绿色板的升级产品销售。
    文献表明,它类似于绿板,但添加了化学物质,以减缓霉菌生长。

  16. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 16

    回应约翰·沃尔斯
    约翰,
    我对紫色板没有经验。

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