夏威夷的建筑科学之谜
阿罗哈，
我怀着极大的兴趣阅读了Martin Holliday最近的博客文章“夏季凝聚在大教堂天花板的峰附近”(09/28/18)及其引发的评论。我在毛伊岛的一栋小房子也遇到了类似的问题。IECC毫无帮助地将整个夏威夷州归入气候区1-A(湿热)。但房子所在地区的年降雨量仅高于15″。使用Koppen气候分类，该地区更恰当地描述为“as”(热带稀树草原干燥)。
屋顶/天花板施工：
房子由三个连接的亭子组成，比另外两个更大。亭子有金字塔，横跨缝的金属屋顶，相对陡峭的8个间距。屋顶的峰值是在较大的展馆的较小展厅的17'-9“，19'-2”。屋顶三明治由5 1/8“x 12”胶水臀部椽子和3 1/8“x 9”的胶水插座椽子在3'-3“o.c。这些与大型定制钢支架相连。屋顶甲板是2x T＆G阿拉斯加黄雪松。所有这些都可以从下面看见并形成天花板处理。在T＆G上方是3英寸的刚性绝缘（ThermacheAll-3），R值为20.3和箔片的两侧。虽然制造商建议将本产品安装为连续工作表，但它安装在侧面2x4s，形成3 1/2“腔。绝缘体紧紧地靠到2x4s。 One half inch plywood is attached on top of the 2x4s creating an unvented 1/2″ air gap above the rigid insulation (a code requirement?). Above the plywood is a layer of roofing felt and a standing seam metal roof. The roof color is medium brown.
现象:
在这三个亭子里，都有水从天花板上滴下来。屋顶已经检查了一遍又一遍，看有没有漏水。在t&g甲板上密封干燥。水滴一般在早上10点左右开始，太阳下山时就会干了。在我们能观察到的各种情况下，晴天、阴天、干燥天、潮湿天、开空调、关空调、开窗户、关窗户、开吊扇、关吊扇，都会出现滴水现象。我们在较大的展馆里安装了除湿机，将室内湿度降至40%。天花板还在滴水。我们已经检查了天花板的底部，没有发现任何形式的霉菌，生锈，干腐或水损坏的天花板组件。rosen纸在地板上我们有录音下来,发现滴是最强烈的中心的天花板和最长的杰克椽子之间的连接和臀部椽子不仅有金属连接器还在角落里热,潮湿的空气可以收集。凝结肯定是在金属支架上形成的，我们有它的照片，但它也在天花板顶端的t&g上形成，在木板边缘形成珠状。 The gaps between the boards at the apex of the ceiling are noticeably tighter than lower down indicating a higher moisture content in the wood.
仪器：
我们对天花板进行了测量，并对地面温度进行了现场读数。通常情况下，我们发现空间下部的空气温度为82度(没有空调)，顶部的空气温度为90度。吊顶表面最高点位温度为90度。支架的现场温度是82度。下面除湿机运行时的相对湿度为40%。在顶点是60%。我只是用近似值来推导这些条件下的露点。下面的露点是60度+/-这似乎是正确的。但是在顶点的露点应该是75度+/-这对于我们正在得到的读数来说太低了。也许我们的测量设备有问题。 In any case it is clear that surfaces at the apex are below the dew point of the surrounding air. it is also pretty clear that there is considerable air stratification both as to temperature and water vapor content.
我们该怎么办?
在相同的性质上有其他结构具有相同的屋顶形状和材料，但它们的构造方式不同。它们具有带通风阁楼和标准桁架建筑的平板电池。常设缝屋顶坐在1/2“胶合板上的屋顶感觉。绝缘在天花板上方的阁楼。我们计划在屋顶的下侧添加更多。阁楼没有任何水侵入或凝结的迹象，即使排气仅在桁架之间堵塞。臀部或高峰时没有通风。
目前，我们最有希望的解决方案是在所有三个展馆的屋顶和起居空间之间引入一个阁楼。阁楼将被配置成以低于屋顶坡度的角度倾斜天花板，可能是12分之4。天花板将由一层胶带石膏板和一层雪松t&g饰面组成。我们将在千斤顶椽之间的现有障碍物上钻洞，并在后面用铜屏风遮挡。我们会在顶端提供一个排气口，它可以是被动的，也可以是动力的。当然，我们将在新的阁楼上增加额外的绝缘，使总的r值达到r 30或40。r20.3是完全不充分的。
这是工作吗？
还有其他我们应该做的事情吗？取下刚性绝缘？重新安装它没有空气隙（提升R至24）。制造商推荐使用2x4S重新安装它？显然在安装架空时，甚至不需要胶合板钉状表面。我们应该通过用封闭的泡沫绝缘喷射它们来热隔离金属支架（如啤酒可以的热套筒）？
或者我们需要撕掉整个屋顶结构并重新开始吗？
欢迎您提出任何建议。
Mahalo !
苏珊
回复
在你提到的线程中，很多人都加入了猜测，但我不确定我们得出任何结论。我也不确定我们知道你的问题的答案。分层肯定是其中的一部分。水分浮力可能是部分，但可能不是。与从上方或下方的辐射冷却相同。您是否尝试过在峰值中安装天花板？我认为你的测量中最不寻常的部分是峰值中的空气的露天远高于下面的房间。那种情况表明水分甚至比空气更加分层。将潮湿的空气从峰值循环并将其混合到房间可能是一个解决方案，并且比阁楼的想法更便宜。这也是一个易于运行的测试。 Plus you get the bonus of the cooling breeze. If you're already running ceiling fans, then nevermind.
谢谢!
我们在运行粉丝。但是它们不在天花板的中心。很难在这个地方安装风扇，因为笨重的钢支架将4个胶合材料的臀梁固定在一起。但我倾向于同意。我的感觉是，在这个位置的风扇，向后运行(即直接向上)可能有机会工作。我们看看能不能做个测试。问题将是找到一种支持风扇的方法。另一个问题是，我非常喜欢在停电时仍然有效的解决方案。
>温度和水蒸气含量均有相当大的空气分层。我们该怎么办?
温度分层有助于（降低％RH），水蒸气分层损伤。倾斜的天花板增加分层。
一种易于尝试选择是分散/稀释/去分层蒸气。即，使用吹向（不远离）该区域的风扇将80-90F露点空气与干燥器混合，〜55F从下面的露点空气。
你也可以看看湿气是从哪里来的。一旦混合，就不会发生分层——所以你有一个温暖、潮湿(可能是90+F和~100% RH)的水分来源提供峰值(没有混合)。一个可能的例子是被太阳加热的湿墙。它不是外面的空气(露点太低，低于70华氏度，你有冷凝在82华氏度)。
编辑:我打字太慢了。
苏珊，
如果你想要一个不需要电力的解决方案，如果你愿意做实验，我会这么做:在天花板的顶端下建造一个3英尺乘3英尺的水平天花板，这样大部分天花板都是倾斜的。建造这个新的水平天花板要小心使用多层硬泡沫，用胶带或罐装喷雾泡沫仔细密封。完成的(可见的)天花板可以是石膏板或木板——你自己选择。
值得一试。
谢谢Martin和Jon的建议！
我们将在不同的展馆进行两个实验，一个是直接在天花板顶端吹气的效果，另一个是直接在冷凝面下方安装一个固体绝缘的平面天花板。将报告结果。
你显然可以看到发生了什么，金属支架上的凝结。夜间较冷的空气使金属冷却了一夜，然后早晨的温暖潮湿的空气进入并凝结在较冷的金属上，积累然后滴落下来。马丁的想法天花板的顶端应该工作,但是我现在只会让天花板临时您可以监视位置是否仍然冷凝滴水和确定是否需要某种类型的小口就像任何其他隐藏区域。如果问题继续，也许先在支架周围喷洒泡沫可能会有所帮助，或者用泡沫测试一个顶端支架，让它开着观察。
如果汤姆的理论是正确的，一个简单的解决办法可能是把一些口袋磨成一块硬泡沫，然后用泡沫盖住支架。即使是一些R3-ish 1/2 "泡沫可能就足够了，因为你只需要一点点的热隔离，以防止在这种情况下凝结形成。将泡沫涂成与天花板相匹配的颜色，它将看起来像一个建筑细节。
比尔
嗨,苏珊,
如果能给这个谜题配上图像就太好了。
它肯定听起来像温暖，泡沫，较低密度的空气在露天或低于露天室时抬起屋顶组件和击中表面。当然听起来像夜空辐射就是问题的司机。
我使用一款名为PsyCalc的手机应用程序来快速获取准确的温度/RH/DP关系。我认为你可以在Android手机上免费获得这款应用，但在iPhone上要花7.99美元:https://itunes.apple.com/us/app/psycalc/id420172439?mt=8．
彼得
谢谢大家。
我附上了几张照片。我不知道如何将图像和描述交织在一起，所以我希望这行得通。
1.第一款图像是较大展馆的天花板（屋顶的下侧）。您可以看到深屋顶梁如何在它们见面的逆袋中创建逆袋。在照片中，北部是向下和向左。
2.第二幅图是顶端下的罗森纸，显示了大约一周的水滴量。你可以看到水滴是如何在金属支架下收集的，也沿着顶端的t&g接头。在这张照片里，北面是向上的，西面是向左的。注意，这张照片切断了东南和西南括号下的水滴集，但它们仍然存在，看起来非常像东北和西北括号下的水滴集。
3.第三个是中心支架的特写。你可以看到冷凝流在支架上，并沿着t&g板向上串珠。这幅图是朝南，朝西。
4.第四幅是顶点的热像图。地表温度变化从华氏82度(紫色)到华氏90度(橙色)。黄色区域可能更热，但我们很难得到准确的读数。我怀疑隔热层上可能有缝隙，但很难检查这个区域。北往下，西往左。第三和第四张照片是在一天的同一时间拍摄的，大约是下午3:15，天气晴朗，气温82度。房间底部的相对湿度为40%。顶点还没有测量，所以我不知道顶点的空气温度或湿度，但在类似条件下，后来的读数显示90度和60%的湿度。在相反的口袋里，两者的价格可能更高。
再看几张屋顶的照片。我们从一个较小的屋顶的一个象限拆除了站立的接缝金属，然后继续前进。
1.第一张图片显示了屋顶毛毡和胶合板钉面。
2.第二个是刚性绝缘(Thermasheath-3)。
3.第三张是t&g板。
一切都干燥，但董事会确实在关节上表现出一些变色，也许来自过去的水分向上移动？
4.第四幅图显示了完好无损的屋顶。
Mahalo全部，
我完全同意临时。一切都是一个实验。我拉面了解将括号绝缘到承包商的想法，我认为他以为我是一个小坚果。这是一个简单的实验，如果它是暂时的，我们可以拆卸以确保支架仍然在绝缘体内部不出汗。如果我们封闭整个底线（我们可能想要为美学做）我们可以a）添加一些通风和b）增加更多的绝缘。R-20首先不足，尽可能从热量图像看，我们有显着的热点。
是仅在那些金属支架上形成的冷凝吗？如果是这样，它只在带有垂直螺栓进入屋顶组件的支架上，或者是它们的所有（一些支架似乎都透过房间内的螺栓连接到屋顶上的螺栓）。
如果只有螺栓进入屋顶的括号是一个问题，我怀疑螺栓的导热系数是问题。这是一个热桥接问题，可以用一些策略性地放置的刚性泡沫来解决，或者可能在屋顶的顶部上的一些喷雾泡沫上的那些螺栓的“另一端”。
如果所有的支架都显示出凝结，我怀疑光束本身就是热桥，或者可能是热质量问题，保持一个较低的温度足够长时间，使空气升温，形成露水(类似于室外的晨露)。这将是一个更复杂的问题。
比尔
谢谢法案，
支架完全在房间内，在t&g下面。支架与组件上部之间没有连接。螺栓只能横向穿过屋梁。在第一张照片中可以看到的五组支架上都有冷凝现象。它也发生在天花板正中央的t&g上。还有四组支架，在髋部较低的位置连接着另一组千斤顶椽。在这些较低的支架上没有冷凝。
我怀疑，然而，有一个2x4(或多个2x4)运行在臀部的上侧的t&g和绝缘的缝隙那里。绝缘没有按照制造商的说明安装。这些说明说要用连续的纸和胶带安装。该安装使用2x4s在他们的两侧创建3 1/2“深的空腔中放置3”绝缘。这留下了1/2“空气间隙之间的绝缘和胶合板钉表面为standing接缝金属。我敢打赌，这是因为在构建时出现了一些代码问题。这种安装方式必然会在髋部留下一些绝缘缝隙。这里肯定有某种桥梁在起作用。这在下午3:15拍摄的热成像图像上清晰地显示出来，显示在髋关节具有最高的表面温度。我要在凌晨3点15分再拍一张热成像图。 It will be interesting to see if this reverses.
每次测量到目前为止都显示出支架（和车顶梁）与房间的下部的环境空气具有相同的温度。这是表现出巨大变化的T＆G。即便如此，没有什么可以将其描述为寒冷。这只是炎热和炎热。至少在白天。但显然它足够冷，以便凝结。
苏珊，有那些照片，我会说是一些热桥接。热量肯定会穿过梁顶部附近的间隙。我会等你看你的热水瓶。可能是一些差的绝缘错误，或木材收缩，让凉爽的夜间空气进入峰值冷却那些上括号的峰值......正如最炙手可热的空气逃脱/进入......
所以你可能只需要在T＆G和梁之间密封...... ??
出于好奇，请问山顶外面的细节是什么?
夏威夷绝缘和密封的做法是…不广泛。这是一个你可以在露天凉亭里舒适地生活的地方。20世纪中期和早期的房屋通常采用“单层墙”框架，基本上是3/4英寸的木板和木条结构框架，没有绝缘或石膏板、钉钉或护套或任何其他形式的内部或外部包层。在过去的几十年里，人们成功地尝试将其升级为“双层墙”，即2x4的美国大陆棒状框架标准。
我的意思是说：我们不能真正假设我们在美国常常在美国常常的任何正常施工方法（夏威夷的基础潮湿或排水是什么样的？我不知道;甚至是基础类型在课堂上的基础？），并且可能比屋顶更具广泛的室内室外气流。虽然你有热摄像头，从外面射门，射击天花板，射门，射击墙壁，地板，一切。然后在下午再次这样做。
它将有助于拥有室内室，室内天花板和室外空气的RH＆Temp。每6个小时都会有助于测量那些。
考虑到*时间*，如果你的房子确实有任何像样的密封，我也会查看具体是什么阳光在家里上午10点左右。检查在那些窗户上安装遮阳织物是否能解决这个问题。将水蒸发到空气中需要能量，这样水才能被输送到椽子上并凝结——如果是阳光提供能量，那么你就有了一个很大的线索，知道水是从哪里来的。通常情况下，在密封良好、防水良好的房子里，我们会猜测淋浴和做饭的情况，但每天上午10点到傍晚都是可疑的，这与我所预期的晴空夜间辐射冷却的情况相反。
苏珊
你对你的屋顶漏水的情况有过结论吗?
谢谢你！
雅各