图片来源:能源先锋
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我最近调查了一个有喷雾泡沫隔热材料的阁楼，在那里我们观察到一个有趣的湿度模式。我们将数据记录器放置在阁楼的屋脊和地板附近，以及起居空间和室外。
下图显示了这四个地点的露点数据。真正有趣的部分是阁楼的最高点和最低点之间的巨大露点差异，如图中红色和绿色曲线所示。
现在让我们看看山脊和地面的数据在单独的图表中。下一张图显示的是阁楼地板，这次我把相对湿度也算进去了。正如你所看到的，湿度，通过露点和相对湿度(RH)来测量，白天室外变热时湿度上升，晚上变冷时湿度下降。但阁楼地板附近的湿度从未失控。露点和RH保持在70°F以下，峰值时(湿度峰值，而不是阁楼的峰值高度)保持在70%以下。
相比之下，阁楼山脊附近的湿度非常高。露点和RH接近90°F和90%。那太高了。在天气不好的日子里，当户外阳光充足时，RH每天大约有8小时保持在70%以上，超过4小时保持在80%以上。不是很好!
为什么会发生这种情况?
在过去三年的建筑科学夏令营中，这一直是Joe Lstiburek家后院讨论的话题。2014年，福斯特·莱昂斯、乔和我就这个问题谈了很多。事实上，福斯特一直在要求更好的解释，他也是乔最新文章的作者，乒乓水和化学工程师．
福斯特就是标题中提到的那位化学工程师。他喜欢谈论化学势，这是他解释发生了什么的一部分。如果你想要更详细的解释，包括吸附等温线和变压吸附的讨论，去读乔的文章。我将在这里给出一个更简单的版本。
实际情况是，湿气会进入阁楼。这可能是因为做饭、洗澡和在水下呼吸。可能是潮湿的爬行空间造成的。它可能来自某种神秘的来源。在这个房子的生活空间，空调和除湿机处理水分负荷，保持湿度在控制之下。在阁楼上，没有任何东西可以去除水蒸气。
晚上，屋顶变凉了。凉爽的OSB屋顶甲板为水蒸气提供了避难所。木材是吸湿的，这意味着它是一种多孔材料，可以从空气中吸出水蒸气，并将其储存在表面和孔隙中。温度越低，它能储存的东西就越多。
所以整个晚上，屋顶平台都在冷却和储存水分。当第二天太阳出来，开始加热室外空气，辐射到屋顶上，屋顶甲板变暖，把湿气赶出去。
当水蒸气离开喷雾泡沫时，它增加了泡沫附近空气层的相对湿度。因为水蒸气比干空气(主要是氮和氧)轻，这层空气可以在阁楼向上移动。结果是山脊的湿度比地面高。Lstiburek称之为乒乓效应。水蒸气通过日常循环的方式，砰砰砰地到达山脊。
另一件事可能也是推动人口向上迁移的原因。几年前，比尔·罗斯在被动式房屋会议上谈到了这个问题，我认为这很有道理。屋顶的山脊比屋顶较低的部分暴露在夜空中更多。这可能导致它比屋顶较低的部分更冷。较低的温度可以帮助它吸收更多的水蒸气。
开孔泡沫喷雾的作用
开孔喷雾泡沫绝缘材料不能储存水分。这只是一个途径。它具有相对较高的蒸汽渗透性(~3 perms)，允许水蒸气在夜间迁移到屋顶甲板，在白天返回到阁楼的空气中。是木质装饰储存了水分。
右边的照片显示了同一栋房子里一个生锈的OSB夹子。他们把泡沫拆除了，并在这里重新安装了(因为第一次安装时安装的比例不对)，我有机会到了那里，检查了屋顶甲板。我看到很多生锈的钉子和OSB夹子。我还看到钉子和夹子没有生锈的地方。
但这里的腐蚀表明湿气确实通过泡沫转移到了屋顶甲板上。至少大部分证据都指向这个方向。在几年前的一篇文章中，我写了Joe Lstiburek对屋顶上不同衬垫的研究，以及他如何证明屋顶甲板上的水分不是来自上面。上面的湿度数据表明下面有充足的水分。结论很简单。水分是从下面来的。
解决方案是什么?
那么，如何解决这个问题，或者更好的方法是预防它呢?好吧，让我们先看看预防。如果问题是湿气通过相对渗透性较高的泡沫转移，你可以降低它的渗透性。在开孔泡沫喷雾上加一个蒸汽缓速器。这在气候区5或更高的地方是需要的。或者你可以使用闭孔泡沫喷雾。这些选择可以减缓水分的迁移，防止问题的发生。
如果你不这样做，你就得减少阁楼里的水蒸气量。你可以直接用供气调节阁楼，把调节好的空气从房子吹到阁楼，把阁楼的空气排到室外，或者使用除湿机。
在他的文章中，Lstiburek提到他有一个代码提案。我刚和他谈过，他的建议通过了，所以这在2018年的国际住宅法典中是可以接受的。注意，它只适用于气候区1、2和3。
所有这一切的结果是开孔喷雾泡沫装置必须改变。你可以在阁楼上喷上开放式泡沫，把它关上，然后走开的日子已经过去了。我们现在知道这可能会引起问题。
Allison贝尔斯是一位演说家、作家、建筑科学顾问，也是《能源先锋的博客．看看他的深入课程，掌握建筑科学并在他的推特上关注他@EnergyVanguard．
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16条评论
佳佳,谢谢
艾莉森,
谢谢你的文章。看来乔·L的《浮力定律》又要玩老把戏了。
我有几个问题要问你:
1)我认为同样的问题也会出现在大教堂/拱形天花板上?
2)如果房主在开放式单元的顶部增加几英寸的ccSP，会发生什么?它会永远锁住水分，打乒乓直到屋顶腐烂吗?这是否意味着房主应该在一天晚些时候，在炎热、干燥、阳光充足的下午进行修补，这样蒸汽就能先从泡沫中排出?
3)你是否打算保留你的传感器，这样我们就可以看到房主添加ccSP后会发生什么?
4)怎样才能在对环境影响最小的情况下避免这个问题?也许在鞘上有几英寸的ccSP，然后是开放细胞或DP纤维素?
5)在新的建筑中，假设上面第一个问题的答案是肯定的，你认为仅仅用DP纤维素和智能蒸汽缓凝剂绝缘是安全的吗?还是你会推荐ccSP和DP纤维素的组合?
谢谢,
乔纳森
在GBA文章中，看起来3英寸的封闭单元，然后是空腔的其余部分的开放单元，在Zone5中可以防止蒸汽沉积在教堂天花板场景中的屋顶甲板上，在顶部没有连续刚性通道。这种概括正确吗?她的评分员想要12英寸椽的r56。不要另辟蹊径，而是接受建议。
保持OSB甲板温暖?
谢谢你,佳佳。乔关于乒乓球的文章昨天在我们公司引起了热烈的讨论。
在屋顶甲板上铺一层坚硬的泡沫能缓解这种情况吗?如果可能的话，乔能告诉我们应该有多厚吗?
如果阁楼里没有回归物，那么水分是如何被移走的呢?或者我们只是把它移来移去直到太阳升起?
回答Todd Eidson
托德,
Q。“在屋顶甲板上铺一层坚硬的泡沫能缓解这种情况吗?”如果可能的话，乔能告诉我们应该有多厚吗?”
A.屋顶护套上方的刚性泡沫在各方面都优于椽子之间的任何类型的喷雾泡沫。多年来，GBA一直提倡在护套上方安装刚性泡沫。有关屋顶护套以上刚性泡沫最低厚度要求的详细信息，请参阅以下两篇文章:
如何在屋顶护套顶部安装硬质泡沫
结合外部硬质泡沫与蓬松绝缘
Q。“如果阁楼里没有回收物，那么水分是如何被移走的呢?还是我们只是把它移来移去直到太阳升起?”
答:如果你通过安装送风器给阁楼加压，你希望阁楼的空气会通过天花板的裂缝被强迫进入下面的房间。只要熔炉或空气处理器持续吹风，理论上，经过调节的空气是循环的。
在阁楼上安装回风格栅是个好主意，除非建筑法规规定在有条件的阁楼上安装回风格栅是违法的(出于防火安全考虑)。关于这个问题的更多信息，请参见我的文章，无通风的空调阁楼湿度高．
阁楼管
谢谢你马丁。
1.如果我们看到夜间温度下降15-20度，那么这个装置运行的机会就会减少。那不是关键时刻吗?
2.我们是否需要在手册J、S&D中加入额外的管道?
3.额外的管道会如何影响我们的管道爆破测试结果?
回答Todd Eidson
托德,
Q。“如果我们看到夜间温度下降15-20度，那么这个装置运行的机会就会减少。那不是最关键的时刻吗?”
a .你说的是室内温度下降还是室外温度下降?我猜你说的是室外温度。
如果房子有一个密封的有空调的阁楼，阁楼的温度应该在5华氏度的楼下房间。
我不知道你说的"关键时刻"是什么意思我们正在谈论的现象——潮湿的屋顶覆盖层和有条件的阁楼的高室内相对湿度——是一个长期的问题，而不是“仅仅几个小时”的问题。需要降低阁楼的平均室内相对湿度，以便一切保持干燥。如果阁楼有强制通风设备，阁楼的平均相对湿度会比没有强制通风设备时低。
Q。“我们是否必须在手册J、s和D中加入额外的管道?”
答:如果你设计的房子有一个有空调的阁楼，如果你计划在阁楼安装一个强制空气寄存器，那么在你的手动J、S和D计算中包括阁楼是有意义的。也就是说，我不认为包括阁楼在内会对这些计算产生太大影响。
Q。“额外的管道会如何影响我们的管道爆破测试结果?”
答:答案取决于你的暖通空调承包商的技术。如果您的管道安装人员了解管道密封基础知识，并在所有管道接缝上使用乳胶，那么您将总是通过您的管道爆破测试，第一次飞行的颜色。如果你的承包商不知道如何密封管道接缝……那你就有麻烦了。
阁楼管
好了，我们的方向是设计一个机械系统，用一个非常特殊的额外管道来服务一个无人居住的空间。这个管道需要包括在我们的负荷计算中，尽管它没有回风，也没有任何与之相关的真正潜在负荷。这个管道必须密封得很紧，尽管它的整个目的实际上是把空气泄漏到阁楼。
多年来，我们都在努力把AHU的橱柜更紧，用乳胶漆密封，把管道靴密封，把格栅寄存器和罐装灯衬垫到石膏板天花板上，所有这些都是为了尽量减少泄漏到阁楼的水。现在，我们真的需要这个泄漏吗?
如果白天室外华氏95度，设定值是72度，逻辑上说，机组将运行。夜间室外温度降至70度时，机组运行的可能性就会降低。如果这是一种持续的现象，当阁楼上没有t-stat时，什么能让设备继续运行?我在艾莉森的文章里读到"整晚，屋顶平台都在冷却和储存水分"如果机组在夜间运行，湿气应保持悬浮状态而不被吸收。
该死的规则，为什么我们不直接在整个房子的天花板上切割假的格栅寄存器，让有空调的空气从被占用的空间进入阁楼?
回答Todd Eidson
托德,
如果你有一种“代码见鬼去吧”的态度，你是对的——你可以做任何你想做的事。任何鼓励空气在较低楼层和有条件的阁楼之间流通的方法都将有助于降低阁楼的相对湿度。
如果阁楼有一个与强制风管连接的送风寄存器，阁楼的空气在白天会被除湿，晚上阁楼中可以储存在护套中的水分就会减少。
如果空气没有穿过任何一个
如果空气没有穿过任何线圈，它是如何除湿的?
回答Todd Eidson
托德,
在夏天，当室内和室外的空气经常又热又湿的时候，你是对的——你需要一台空调或一台除湿机来降低室内空气的湿度。
在冬季，当室外温度通常较冷时，通过用室外空气通风可以降低(改善)室内相对湿度。
你点的什么?
平季吗?
在最近的EEBA会议上，两届会议的数据显示，在平季期间，室内湿度更高。这与我对夜间缺乏单元操作的担忧相呼应。我不明白为什么只有50立方英尺/1000平方英尺的空调强制空气可以给阁楼除湿，当设备根本不运行的时候有很长一段时间，而且没有返回的事实。理论我懂，但逻辑我不懂。如果设定值满足，就没有流动的空气。
季节性和每日时间窗口@ Todd
在秋季平肩季节，屋顶甲板上的残留湿度应该是相当小的，因为冷却季节已经过去了，所以即使室内平均湿度上升一点也不会有太大的影响。
在冬季，屋顶甲板会积累一些水分，尽管室内湿度较低，由于屋顶甲板的温度低得多。
阁楼的湿度水平在早春平肩季节会飙升，因为屋顶甲板会变暖，但至少会有一些加热负荷，以提供加热空气的稀释(假设供暖和空调使用相同的管道)。阁楼湿度达到峰值的时间与供暖负荷达到峰值的时间没有很好的相关性，但至少会有一些干燥/稀释的过程，因为至少有一些空气交换，抑制了乒乓球的湿度。
这确实是春季平肩季节的死亡地带，当很少或没有加热或冷却负荷时，每天的水分循环将达到峰值，但一旦有明显的冷却负荷，干燥应该会很快发生。屋面板温度峰值时，屋面板水分的最大驱出量，与冷负荷峰值时间有较好的相关性。顶楼水分峰值出现在AC的峰值占空比发生时，用干燥的空调空气取代了最大限度的潮湿空气。
回答Todd Eidson
托德,
从所有的报告来看，乔·斯提布里克的建议(在密封的阁楼里安装一个送风寄存器，连接到强制空气加热和冷却系统)是有效的。
也就是说，我们对这种现象还有很多不了解的地方。如果这种类型的阁楼让你紧张，你并不孤单。考虑到你的不安，你可能想在这个地方选择不同的方法而不是使用开孔泡沫喷雾。
谢谢马丁和达纳
希望我们不会很快发现，我们实际上需要另一套设备来处理这个问题。我们在2和3气候区都有建筑。这个问题可能会改变游戏规则。非常感谢您的回复。
莫莉。密歇根第五区，2003年回家，气球裱起来了。
五年前我们做了Icynene开放式细胞试验。我认为空气通过我们房间的挡板吸收了热量并将其转移到阁楼。墙壁更像一个大教堂风格的设置。我们有r38的玻璃纤维和12英寸的纤维素在阁楼本身。又过了一年或两年的凝结滴水下午秋千日，我们决定使用开放细胞冰烯完全封闭阁楼空间作为一个不通风的单元。我们拆掉了地板上的绝缘材料。
和大多数新房主一样，我们被告知“R21”实际上和r49是一样的，当你看价值回报时。icynene约6 - 8”。在屋顶甲板和3-4 "山墙末端
现在我们的阁楼在温暖的日子里湿度很高。有时65 - 70%。温度范围在5-10度，我们安装了一个自动的大尺寸除湿机，让空气流动和减少湿度。放上去。
理想的解决方案是，当我们在几年后重新安装屋顶时，在屋顶甲板上增加6英寸的polyiso。并在2x4墙壁上添加2英寸的外部刚性绝缘材料。
作为湿度问题的临时解决方案，我有什么选择?喷洒与泡沫包封闭细胞添加一个蒸汽屏障?添加硬质面板与接缝发泡在一起?在我们解决这个问题之前，欢迎提出任何建议。
莫莉,
我很遗憾听到你被一个无知或歪的喷雾泡沫安装器欺骗了。在这一点上，操作除湿机作为一个临时解决方案是一个很好的方法。你计划增加一个连续的外层硬质泡沫是一个很好的计划。
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