更多的建筑科学
到目前为止，我已经表演了Wingnut测试PSA磁带和地下室防水产品．最近，我开始研究屋顶通风的Wingnut测试，使用由2-by 2-by 2-by 2-by 1/2英寸OSB的夹层面板制成的画架（见上面的照片）。画架包括两个面板之间的通风空间和脊通风口。每个三明治面板由两层OSB组成，两层之间的空间。画架演示模拟一个面向一个方向的一个通风的大教堂屋顶腔，并且在相反方向上面向另一个面向180度。
坦率地说，我选择尝试模拟大教堂坐落对岭的原因是因为它是最容易构建的“画架”。
警告
记住，这是翼坚果测试。一些说明:
- 我是假设这种简单的画架模仿了更大的实际屋顶。
- 我刚刚开始做这个测试;有很多工作要做，改变将基于早期的结果。最初的测试结果可能导致测试方案的改变;我将从许多建筑和屋顶行业，包括脊排风口制造商的初步方法寻求意见。
- 到目前为止，我只测试了三个脊通风口;那里有很多更多。
- 我是不公布我测试过的两个山脊喷口的制造商的名字，因为我还不明白为什么结果是如此的不同，到目前为止，我还没有让两个制造商审查我的测试和结果。采取这种谨慎的做法似乎是公平的，尽管这可能不会让本博客的读者感到满意。
敬请关注;更多的测试和识别测试的脊通风口即将遵循。
一些关于屋顶通风的背景知识
正是比尔·罗斯(Bill Rose)和他的书《建筑中的水》(Water in Buildings)让我真正成为了一名建筑科学专家，并渴望以同样的方式进行测试。(想了解更多关于比尔·罗斯的信息，请看Martin Holladay的博客)。比尔和他的书鼓励我们所有人质疑建筑准则，比如1:150和1:300的屋顶通风规则。(有关阁楼通风的更多信息，请参阅“所有关于阁楼通风。”）
但是那些在屋顶通风图中描绘空气流动的箭头呢?其中一些图表很吸引人(见图片库中的图1)，而其他一些看起来更有创意——甚至可能是一厢情愿(见图片库中的图2)。
我们知道要让空气通过通风管道，我们需要三样东西:
- 一个洞
- 另一个洞
- 一种动力
对于驱动力，我们也有三个:
- 烟囱效应
- 风
- 机械（风扇）
我们将暂时留下机械驱动的空气流量（或扇子辅助通风）（尽管有很多关于动力车顶通风口的GBA内容，包括《阁楼上的粉丝》）.这让我们想象(或者甚至跟踪)风和烟囱效应如何在屋顶通风系统中创造空气流动。
但是，男孩，有很多变量考虑：阁楼通风的类型（坐落对脊或山墙到山墙），屋顶间距的影响，通风空间的深度，类型和颜色屋顶包层，驾驶堆栈效果的温度，风的方向和强度等
采用Wingnut方法对大教堂屋顶组件的拱至脊通风口进行测试
在过去的十年里，我一直是更好的建筑，更好的商业(B4)会议在威斯康辛河谷。这是一个很棒的会议。今年我有三个关于阁楼和屋顶的教育课程:“建筑科学与规范”;《管用的屋顶和阁楼》(roof and attic That Work);还有《不能用的屋顶和阁楼》
B4人群似乎很欣赏，甚至喜欢建造科学翼坚果测试，所以我做了一个我认为不错的屋顶排气演示，并把这个图表发给会议策划John Viner，以及GAF的一些屋顶专家(见图3)。
设置允许我很容易地更改:
- 屋顶通风空间深度(3/8 "，3/4 "，1 "，1.5 "，2 ");
- 屋顶坡度(18/12,12/12,5/12,3/12);
- 脊通风口类型;
- 驱动力(由“太阳能加热”驱动的堆栈效应——实际上是红外线加热灯——在a形屋顶的一侧)。
我测试了两个制造的山脊通风口和自制脊帽。自制的脊帽由一个完全打开的通风槽，由尾盖制成的迷你屋顶，迷你屋顶的每一侧宽6英寸，在OSB下面有1英寸厚的木块垫片在山脊上建立1英寸高的通风空间 - 与屋顶斜坡通风空间深度相同的深度（见画廊的图像＃5）。
测试包括：
- 加热调节屋顶的“南”一侧，用两个250瓦的红外灯（根据需要使用吹风机增强），直到表面达到90°F至100°F;
- 用数字红外温度计测量“屋顶”表面的温度;
- 烟雾棒测试包括一个计时器(以确定需要多长时间的烟雾排出)。
由于时间紧缩已准备好B4会议，因此以下测试在很大程度上是定性的;随后在更受控条件下进行测试将导致更一致的加热屋顶温度和准确的烟雾射出时间。
初步结果在我的地下室
由于是自己工作，我一开始并没有弄清楚如何定位灯，记录表面温度，以及如何操作烟棒。所以没有我的第一次测试的视频，那是用画架在18/12的间距下进行的，有一个1英寸的排气空间，和一个人造的脊排气(我将称为脊排气1-见图4)。
你得相信我的话:烟只是从底相对的屋顶坡。没有烟从人造的山脊通风口冒出来。什么?(如果你不相信我的话，可以看看这个页面上的三个视频中的第二个。)
接下来，我建造了一个自制无障碍的OSB岭通风口，我打电话给脊通风口2（见图像＃5），并重复测试。迅速吸烟，很容易出来前相反的斜坡，但不是加热的那一边——另一个意想不到的结果。(请看下面的视频。)
进入B4测试
在B4会议上，我们在三个会议结束时都进行了WTF (Wingnut Test Facility)屋顶通风测试。正如在我的地下室测试中所发生的，Ridge Vent 1的结果是没有烟从Ridge Vent出来，但大量的烟从屋顶架的另一侧的底部滚出来(见下面的视频)。
在上面的视频中，您可以看到吹风机用于增强（加速）演示屋顶的“南方”侧的加热。我的初步计划是使用吹风机来模拟屋顶通风 - 风的不同驱动力 - 但我们在我们可以证明驱动力之前没时间。
接下来，我们将脊通风口切换到另一个制造的屋顶通风口（我在地下室没有，而是在提供的B4上展出的主要屋顶产品制造商），这座山脊通风口很好 - 几乎就像典型的箭头．我将调用此通风脊通风口3（参见下面的视频）。
我的基础测试和B4会议上的测试结果非常相似。
- 山脊通风口1 -一个流行的制造山脊通风口-没有任何烟离开山脊;相反，浓烟从另一边的底部滚滚而出。
- 山脊排气口3 -另一个流行的制造山脊排气口-有现成的烟退出山脊排气口，很像图#1所描述的。
- 畅通无阻的自制山脊通风口(山脊通风口2)让大部分烟雾从对面的山脊通风口滚滚而出。
- 切割昆虫筛查“纱布”在山脊通风口1的情况下很少，如果有什么可以改善在山脊通风口缺乏烟雾。
- 边坡问题;坡度越陡，屋顶上的烟飘得越快。
- 通风空间的深度很重要;通风空间越深，烟雾从屋顶组件中移动得越快。
画廊中的图像＃6显示了演示中脊通孔的录音端;我们拍摄了每个脊通风口的开放端，以便空气和烟雾从这些意外的开口逃脱。
向前
它肯定看起来好像我们需要更多地了解箭头应该如何为Soffit-to Ridge发泄大教堂屋顶组件绘制了更多关于箭头的更多信息。
我不知道为什么这两个制造的屋顶通风口表现得如此不同，我希望与山脊发泄制造商合作以更好地理解原因。
我期待更多的屋顶通风测试。我认为我最初的地下室测试和B4会议测试应该激发更多的工作，特别是:
- 测试更多制造的山脊喷口。
- 更确切地说，利用了多少热量和加热屋顶坡的所得到的温度。
- 测量在组件底部开始的烟雾之间的每个测试的实际时间（在“拱门”或“eave”）中，无论烟雾出口。
在我的下一个GBA博客中保持更多结果，并随时对自己的见解来称重 - 也许甚至是您自己的Wingnut测试。
Peter Yost是GBA的技术总监。他也是佛蒙特州伯瑞特波罗市一家咨询公司的创始人，名叫建筑赖特．他经常为新住宅和改造项目的设计和施工提供咨询。二十多年来，他一直从事高性能住宅的建造、研究、教学、写作和咨询工作，并被公认为NAHB年度教育家。你有建筑科学谜题吗?在这里联系皮特．
![我不知道这些箭头的驱动力是什么。(图片来源:http://eduweb-an.com/flat-roof-vents/flat-roof-vents-nice-roof-shingles-duro-last-roofing]](https://s3.amazonaws.com/greenbuildingadvisor.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2019/02/20062852/Yost-image-2-resized1-700x705.jpg){kind=link}
39岁的评论
非常酷。我特别喜欢从北坡屋顶的底部和自制的山脊通风口的远端冒出的烟。一旦它发生了，这是完全有意义的，但它肯定是一个意想不到的结果，因为它不是沿着我们经常看到的箭头。我猜空气没有阅读安装手册。
我也喜欢你比我们大多数人更多地使用你的运动器材(北欧赛道的部分)。
有趣!
我想知道是否有一种方法来量化通过瓶盖本身的流动阻力。换句话说，把它从驱动机制中解耦。对风帽进行一种风机门测试。理想情况下，可以通过改变压力/流量来获得不同条件下的数据。我怀疑部分原因是摩擦/不同的流动模式(在层流和湍流的频谱上)造成的阻力。在这方面，高压测试可能会使竞争环境趋于平衡。所以做低流量/低压力测试可能是关键。
这显然不会告诉我们关于实际驱动力的大多数情况，也不会如何在改变驱动力方面发挥动态作用，但它似乎可以提供基线性能量化。
驱动力的动力似乎很复杂，几乎是无穷无尽的变化。我认为一些因素在现实世界中扮演着重要的角色(如果不是全部的话，你已经提到了大部分):
——排气孔的长度、宽度和厚度;
- 在屋顶上移动（使用脊通风口/挡板的压力差分和动态流量相互作用）;
-进气口区域的空气流动(垂直墙的影响以及与此墙相关的拱腹通风口的位置)
温度梯度从屋顶外部到通风槽底部，以及从屋檐到山脊的垂直变化。天气、屋顶坡度/方向和材料似乎都与此有关。
我也经常好奇，连续的斜槽(就像教堂里的那样)与寒冷的阁楼有多少不同，在那里斜槽的尽头刚好过了保温毯。流动边界是非常不同的。
谢谢你的想法和评论，泰勒。
当然有很多东西需要研究，我想确定如果——如果答案是肯定的——如何完成“台式”或“wingnut”测试。
为此，当我在国际建筑商展(International Builders Show)时，我去了每一个与屋顶相关的展位，谈论Wingnut的测试和博客，并获得了一些很棒的线索:
1.Benjamin Obdyke的George Caruso有扎实的建筑科学背景，他和我将在下周讨论测试和排气问题。
2.不止一家山脊通风管制造商有“熏制室”演示(如Air vent Inc.)，主要讨论通风管中的风和空气运动，而不是我最初关注的加热的“南”顶板作为空气流动的驱动。
接下来还有更多内容，感谢大家分享关于驱动力和如何模拟它们的想法。
在我的阁楼通风的文章我引用了研究员杰夫·戈登(Jeff Gordon)的话。(Jeff说的是阁楼通风，不是大教堂天花板通风，但他的话仍然很有趣)。我写:
“According to Gordon, on a windy day, your attic will be ventilated; when the wind isn’t blowing, don’t expect much ventilation. Gordon wrote, 'What pressures drive attic ventilation? Wind – and that is about it. [There is] little stack effect in the attic – they aren’t very tall. [There] shouldn’t be any induced pressures from mechanical systems (we don’t want duct leakage in the attic). Attic ventilation provides air flow only to the extent that the wind blows.'”
我会尊重那些真正做过研究的人，但根据我在阁楼屋顶工作的经验，即使在天气静止的时候，山脊的通风口也会排气。排出的空气比周围环境的温度要高得多，这让我认为更有可能是温度的差异而不是压力的差异，推动了运动。
如果风(或压力差异)是驱动通风的因素，那么为什么低坡屋顶的通风效果如此之差，而且与陡峭的屋顶相比，它们会遇到同样的问题?
坡度也影响高度(从底面到山脊)和改变风的影响。据我回忆(找不到参考资料)，北侧(通常没有阳光加热)和南侧屋顶的性能没有太大的区别。当然，太阳能并不是唯一的热源。
我不相信在平静的日子里，堆栈效应不会产生效果……
但另一个可能与低坡度有关的因素是伯努利效应的减弱。较低的斜坡在一定程度上降低了山脊处的负压。就像飞机的机翼——顶部的路径越长，压力就越低。
如果阁楼内的空气确实暖和得多，那么它的气压就会更高。(假设体积V不变，压力P与温度t成正比)所以阁楼里的空气会逸出来平衡内外的压力。记住化学和物理课上的气体方程。
由于最近双子城降雪量大，又没有风，几乎所有的屋顶通风口、山脊或其他地方都被雪覆盖。这有助于冰坝的形成，因为阁楼区域实际上是一个冰屋。雪已经非常轻，并具有良好的绝缘性能。我强烈支持通风屋顶组件，适当的r值和细致的空气密封需要结合。
您提出的是在这种情况下维持（或优选地增加）屋顶冷却气流？
乔恩,
我说的是，有时通风的屋顶没有通风，因为屋顶上的雪负载。在这种情况下，一个非常隔热和空气密封的阁楼可以发挥作用，而边缘的阁楼则不能。
我同意马丁 - 风是主要的推动力，所以这就是我集中注意的。
在我看来，有许多重要的变量，如“2”的排气口会很好，3/4“不会”是可怕的不准确的近似。
两个球迷在我想要的地方和何时何地和何时何地移动空气（排气和空气处理器）。粉丝也常用于将水分移出爬行空间，提供通风，凉爽的居住者，凉爽的设备等。尚不清楚为什么厌恶风扇正确应用于屋顶。非常可预测，可巧妙地控制，它们不必消耗显着的功率（例如太阳能）或产生负副作用（它们可以具有诸如抵消内部堆栈效果压力的积极效果）。
乔恩,
使用风扇进行屋顶通风有几个缺点:
1.它们需要持续使用电力来运转。
2.它们需要电工的帮助来安装。
3.当风扇坏了或停止工作时，谁会注意到?
4.如果尺寸不当，阁楼粉丝可以减压房屋并导致后置。（我们可以信任安装人员不要超大粉丝吗？让我仔细考虑一下，使用炉子类比......）
然而，有时你建议在爬行空间安装一个排气风扇-同样的问题适用。
乔恩,
你是对的，同样的问题也适用于爬行空间的粉丝。然而，当我提到它们时，我只是在重复密封爬行空间的代码需求。(建筑规范要求密封的爬行空间要么用强制空气加热和冷却系统加压，要么用排气风扇减压。)
没有代码要求使用风扇通风口阁楼。
如果这个问题得到了回答，我深表歉意，也许这超出了翼螺母测试的范围(这是非常酷的)，但我更好奇的是大教堂天花板通风口的“为什么”，而不是“如何”。
根据我对这个地点的理解，在没有通风的屋顶上积聚的热量不会对屋顶材料造成有害的影响，我不明白为什么一个有通风但没有功能的组件会有如此大的不同。
虽然我不太关心烹饪，但我想我很关心烘干。在屋顶覆盖物下面有一个通道，在那里木材的水分可以消散，似乎有利于防止腐烂和霉病。根据热力学第二定律，我可以想象，即使没有很多主动的脊底流动，这种干燥也可以发生得相当好。
这有意义吗?
-麦克斯
马克斯,
雨幕或通风通道的干燥机制不是扩散——它被称为“通风干燥”，你肯定需要空气流动。空气流动越多，干燥越快(当然，只要室外空气不是太潮湿)。
如果你把湿毛巾放在一加仑的玻璃瓶底部，然后拧上盖子，湿毛巾不会变干。如果你把一块湿毛巾放在一段末端开口的PVC管道中间，毛巾会因为空气流动而变干。
明白了。但是如果PVC管是水平的，即没有堆叠效果，并且没有风，毛巾还是会干的，对吗?
弗拉斯卡/最大，
如果PVC管是水平的，没有堆叠效应和零风，毛巾将会干燥(或与周围空气的水分含量达到平衡)——最终。
如果加装机械风扇，或堆叠效应流量大，或风量好，就会干得更快。干燥速率取决于空气流速。
如果我们把毛巾和PVC管道移开，回到大教堂天花板上方的屋顶覆盖物的情况下，干燥速度很重要。有一件事是肯定的:如果你想避免包皮腐烂，你的干燥速度必须超过你的湿润速度。如果外壳由于渗漏而变得有点湿，你需要一个坚固的通风通道连接到底部通风孔和山脊通风孔——因为高干燥速率比慢干燥速率好。
这里已经提升的另一个机制可能导致（几乎）密封的腔体如墙壁的干燥，以及护套和屋顶材料之间具有非常小的间隙的屋顶，是差分气压。一个有趣的翼螺母测试可能是服用三个大罐，每次加入相同量的水，没有盖子，盖子中有一个小孔，第三个密封。
然后把它暴露在抖风和显著的温度变化中。
这样的空腔也有助于湿润(取决于它们从哪里吸入空气)。
乔恩,
那不就违背了实验的目的了吗?正如我所记得的，气压差作为一种干燥或湿润机制被提出的有用的背景是外墙，那里的空气屏障是向外的，地下室有薄的洞在底层，屋顶有网状毛细血管破裂在屋顶下。这个想法是为了观察气压变化在孤立于温度变化和风暴的环境中产生的影响。
我相信所有这些数据都是有用的。
Peter对“气流通过”很感兴趣，但是“气流进来然后回来”有时也会移动大量的水分(甚至是通过一个洞)。这个动作是由周围的压力(可以称为大气压)驱动的空腔压差(很快重新平衡)。在实际情况中，有很多东西会改变这两种压力，而其中大部分的压力会在罐子里消失。
我不想赘述这一点，但在这个例子中——比如说——在地下室地板下使用一个酒窝垫，有什么东西会导致压力差来帮助干燥，而这在罐子测试中是没有的?
如果我误解了你的评论，请让我知道，但我不认为大气气压的变化(即高压vs低压天气变化)会影响建筑空腔中的气流和干燥。具体来说，大气压力的变化比建筑物中的变化要高几个数量级:假设海平面气压的变化从970mb到1040mb，即97,000到104,000帕斯卡(!)，或约7000帕斯卡的三角洲。如果我的楼里有什么地方想要容纳7000帕斯卡，我就会快速逃跑。：）
当然，空气中的气压就像水低于水的海压 - 一切都被包裹在其中，所以没有差异，除非你有一个密封的血管（例如，潜水铃声）来产生差异。
有趣的是，大气气压差确实会在地下洞穴等几何形状中产生气流。我认为这是一个小的开口，大的体积，和洞穴壁的大量摩擦，这导致了存储/电容。结果，随着大气压力的变化，风进出洞口。见下面在宝石洞国家纪念碑展示的期刊论文。
“
罗斯说:“我们的研究表明，热浮力在用室外空气稀释阁楼空气方面的作用可以忽略不计。”
这就需要重新考虑阁楼通风口的设计和位置。例如，一些山脊通风口可以让空气从一边吹进来，从另一边吹出去，而不需要从阁楼吸取很多空气。罗斯认为，带有挡板的山脊通风口可以产生更好的吸力，把空气抽出去。
——这篇文章发表在1993年12月30日的《能源建设者》杂志上
©版权所有1993 Iris Communications, Inc.
“
所以(至少)评估山脊喷口有两个标准:
1）流量有多少阻力（无论发动机如何？）
2）它对发动机有多少功率（即它有效地创建/位于低压区域）
它阻挡不需要的(雪、雨等)效果如何?
这是三个。
爱它!这就是旧的有毒香烟铅笔与TiO2....没有热量。
完全同意，大红色箭头通常太大了，在一年的大部分时间都指向错误的方向，比如2016年多伦多SAB杂志奖得主描绘的空气流动。
格雷格,
我的房子有一个屋顶灯笼，可操作的窗户。在夏天在夏天的一个炎热的一天之后，如果我在一楼打开一个窗户和灯笼的窗户，我可以很快迅速排出房子里的热空气，并用冰冷的傍晚空气替换它。这有效是否是风或仍然的。我所需要的只是一个温差。
马尔科姆,
很高兴看到您使用这种经过时间考验的技术。多年来建造的谷仓有一个“圆顶”，用于从底部到顶部移动空气。夏天的时候，我确实把干草堆在谷仓的干草棚里，但那里仍然很热，与周围环境相比并不凉快。
https://en.wikipedia.org/wiki/Cupola
道格,
效果非常好。但也许是因为我敢打赌，我生活在少数几个小气候地区之一，那里所有的因素都能让它发挥作用。一个在炎热的一天之后很快冷却下来的地方，夏季湿度很少。
我并不想反驳格雷格对他贴出来的插图的评论。我很少有时间去看建筑师的图纸，其中包括显示气流的奇特箭头。还记得几年前，一系列“自然通风”的高层建筑是基于白蚁丘的通风而提出的吗?
https://inhabitat.com/building-modelled-on-termites-eastgate-centre-in-zimbabwe/?variation=c
马尔科姆,
我喜欢开着的窗户，也喜欢旁边的人，但这是地理因素。我完全同意堆叠效应或多或少地体现了红色箭头所示的情况一年中有那么几天你可能会从它中受益除非你生活在干燥，更温和的气候中。
我对红色箭头的不满是，在你花钱调节室内空气的季节。夏季空调，冬季供暖。如果你依靠烟囱效应来进行夏季通风——比如在夜间，外面比较凉爽——可能不会有很多动力(小红箭头!)，如果你在白天用空调吹干房子，房子会变得更凉爽，但可能会有更多的湿度。下一个炎热的日子，空调将不得不再次将潜在的负载拉出来。在寒冷的冬天，这种策略会浪费室内的热量和湿度。
大红色箭头也意味着主路径(大红色箭头)通风过度，任何不在路径上的房间都可能通风不足。但是，你可能是幸运的得天独厚的气候，在这种情况下，我现在很嫉妒。今天早上骑车上班真冷。
这里需要考虑的一件事（并且在一些评论中丢失）是，建立了实验，不要模拟阁楼。相反，作者试图在没有阁楼时模拟气隙。这与典型的阁楼非常不同。
我真的很感激在这串想法和问题-谢谢!
正如我在博客中所述，我从测试从拱到脊的教堂屋顶组件的空气运动开始，因为它是最容易建造的。我确实想看看我/我们是否能开发一个有用的翼坚果测试方法，用于其他阁楼/屋顶配置。
我很想知道模拟一个室内温度为70度，室外温度从5度到80度的家庭会有什么影响。想知道这是否可以通过一个简单的盒子(模拟房子)来实现，这个盒子是温度控制的，在一个环境室中有一个固定的教堂屋顶?
彼得，你可能会发现差压传感器对你的测试很有用。几个例子:
https://www.digikey.com/product-detail/en/nxp-usa-inc/mp3v5010dp/mp3v5010dp-nd/2186183
和
https://www.digikey.com/product-detail/en/amphenol-all-sensors-corporation/1-INCH-D-4V/442-1012-ND/503147
第一个是便宜的，但第二个有更好的分辨率非常低的压力(1“H2O满量程)，这可能更适合您的应用这里。这些传感器只是电压输出，所以你可以用电压表来读取它们的读数，不需要花哨的电子设备。你可以用乙烯基管把传感器端口延伸到你想测量的各个地方(比如山脊排气口的内部和外部)，然后得到真实的压力差测量，如堆叠效应。
你可能只用几块电池就能给它们供电。在过去，我曾使用其中一些传感器的绝对(无差速)版本设计过气压传感器。它们很容易操作。
顺便说一句，我喜欢地下室测试！这是经常制造突破的工作。
账单
嗨,比尔,
刚刚通过我的前两轮Wingnut屋顶通风测试并重读这一评论。
我想使用压力(在接下来的博客将在一些真正创新的测试,比尔很长一段时间前)但担心空气的影响将是充满了“大雾”(丙三醇化合物,有点“油性”)我非常昂贵Retrotec或TEC数字压力表。
你举起的仪表似乎测量比我们竖起屋顶装配更大的压差方式？在账单的工作中，所有压力均小于10 pa（1 psi中有6894.76 pa）。
我是否错过了你在上面的仪表的规格中的东西？
谢谢——彼得
压力计放在塑料袋里应该没问题。
本文中嵌入的视频不再有效。有机会更新链接吗?
谢谢你让我们知道CL。我会看看我是否尽快重新加载它们。
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