我回来了，这是关于各种建筑诊断工具和技术的系列文章的第四篇，我在工作中使用这些工具和技术来探测建筑中的问题。你可以看到第一部分:空气，第二部分:热量,第3部分:温度、湿度和暖通空调系统在阅读这篇文章之前，如果你愿意的话。在第4部分中，我们将讨论水和水分问题。

水，建筑，以及偏转的重要性

水和湿度问题是造成建筑物损坏和耐久性问题的最常见原因。在这一类别中，最具破坏性的是液态水，通常以降水(雨)或地下水的形式存在。其次是漏风，以及与之相关的空气输送的水分——比如墙壁和屋顶内部的冷凝物。排在第三位的是水汽问题，比如被浸湿的储层包层当面对太阳能驱动的湿气时．

回到建筑物的防雨，我们经常提到防雨的三个“D”:

1. 偏差:在水进一步渗入并造成破坏之前，首先要让水远离建筑物的表面。
2. 排水、贮存或排除:机制取决于程序集类型:
   • 排水:现代排水墙(如外墙和壁板、砖饰面、防雨屏组件等)期望水通过墙的外部，然后由水控制层或排水平面处理。然后，水可以通过隐藏的防水材料(如房屋保鲜膜和闪光)系统排出组件。
   • 储存:大型砌体墙，如实心多线砖和cmu上的灰泥，没有单独的排水层。它们吸收雨水，安全储存水，然后在更有利的条件下干燥。
   • 排除性:“完美的屏障”组件，如玻璃幕墙、绝缘金属板和单层膜屋顶，依赖于组件外部的水密层。如果水通过这一层，就会发生泄漏。
3. 干燥:一旦水进入组件，它能通过干燥或蒸发逸出吗?

如果你想深入了解这篇文章，请点击查看约翰·斯特劳布的《建筑科学文摘关于这个话题。

通常缺乏对偏转的重视，或者从一开始就不让雨水进入建筑物。偏转的例子如图1所示，下面的悬垂使水远离墙壁，滴漏边缘和闪光从墙壁上脱落水(减少径流损害)，详细设计或景观美化减少在等级上的溅回损害。

图1:住宅墙体中的雨水偏转概念
这些都是历史上被纳入建筑的细节，但不幸的是，由于美学原因，有时会被省略。想想那些没有屋顶的现代房屋设计。我曾遇到过一些建筑师的反对意见，他们不想让一排闪光打断他们完美的平面。当然，我们可以省略它们，但你最终会留下流口水、水渍和变质的包层。

水偏转实践

水偏转问题的一个常见的例子是缺乏踢出闪光，以保持屋顶径流从相邻的侧壁。图2显示了向下倾斜的屋顶终止于墙壁中间的情况。仔细观察(图3)，你可以看到砖混接缝上长着苔藓——这不是水问题的好迹象。

图2:Roof-to-wall接口

图3:灰泥接缝有苔藓

我们打开一块砖，撕开房屋保鲜膜(图4)，OSB护套显示出由于长期暴露在潮湿环境中而受损的迹象——你可以用手将其表面的线拉下来(图5)。房屋保鲜膜本身并没有泄漏——它只是超出了这个组件在不降解的情况下所能承受的水分。

图4:OSB后面的房子

图5:的OSB链;hand-removable

当然，答案是，这种几何结构需要一个踢出闪光(图6)，以使集中的屋顶径流远离脆弱的墙体表面。图7显示了制造钣金踢出闪光的一些关键尺寸，或者您可以购买商业制造踢出闪光．

图6:灰泥建筑中的踢出闪光

图7:踢出闪烁的关键尺寸

当风驱动的雨击中建筑物时，尤其是高层建筑时，其模式是非常独特的。我的老板乔(Joe)把这称为“建筑与地面和天空的接触。”最严重的水沉积发生在建筑物的顶部边缘和角落(图8)，这是由于风在这些建筑物周围移动雨水的方式。此外，由于溅回和地下水问题，水集中在地面。

窗户增加了更多的风险:玻璃不吸水，所以大部分由风引起的雨水从窗户表面流到下面的墙上，特别是在角落(图9)。这些污渍通常被称为“胡子渍”。这意味着窗台的细节对于转移建筑表面的水浓度至关重要。

如果你在暴雨开始时在城里散步，你可以看到这些确切的图案形成在显示湿润的建筑物上，如混凝土表面(图10)或被用红外摄像机观察窗户径流．

图8:水沉积模式:屋顶和等级

图9:水沉积模式:加窗径流

图10:高层建筑的水沉积模式

窗台和滴水边缘

考虑到窗口滴漏边缘的重要性，在施工过程中测试它们是值得的——如果您能及时捕获它们的话。只需要一个水瓶，你就可以演示它们是否倾斜了，将水引向建筑物(图11和图12)，或者倾斜正确，将水从表面流出(图13和图14)。

图11:对坡度最小的窗台进行试水

图12:对坡度最小的窗台进行试水

图13:试水斜坡可接受的窗台

图14:试水斜坡可接受的窗台

此外，这种类型的基本测试证明了窗口滴漏边缘的有效性。如果水滴边缘被紧推到下面的墙壁(图15)，水的表面张力将“包裹”它的边缘，它将最终在墙壁上，而不是被水滴带走(图16)。您可以对闪光进行相同类型的测试:是穿墙闪光或窗头闪光使水从墙壁流出，还是注水系统/漏斗?

图15:水滴边缘贴在墙上

图16:径流溢出到下面的墙壁上

滴漏边缘几何形状的基本指导如图17所示:需要至少超出下面墙壁1/2英寸的投影。更多的投射是更好的——例如，RDH的Jonathan Smegal发现13 /4英寸的投影比3/4英寸的投影效果更好．他还证明，将滴水边缘向外(而不是垂直向下)可以改善滴水的脱落，因为边缘的清晰度更高(无边vs有边的金属板)。

图17:窗台滴边必须从下面的墙至少1/2英寸，以有效地排水

水分米

我在我的调查包里放了两个湿度计。

一个是德尔姆霍斯特BD-10针基湿度计(图18);它有两个针，或探针，你刺进木材，它通过电阻测量来确定水分含量。一般用于木制品，也可用于石膏板。

另一个是Tramex湿度计(图19)。这是一个基于电容的仪表。它有两个与基材接触的橡胶垫，电响应指示表面的水分含量。用于木材、石膏板和砖石材料;其他版本是专门为混凝土表面测量。木材水分含量(MC)的测量范围为0-30%，非木材材料的测量范围为0- 100。如果你在成品表面工作，这个仪表也有不留下针孔的优势。

图18:带探头的德尔姆霍斯特仪表

图19:Tramex湿气相遇

木材MC是按重量百分比来报告的。就上下文而言，一些一般准则如下:

• 20%以下MC:环境安全，无霉菌滋生风险
• 主持人:25 - 30%根据BSC的长期监测项目，霉菌生长范围很大，但通常可以季节性存活而不受损害
• 28% + MC:腐烂真菌可以生长

另外，不要忘记考虑高MC发生时的温度。例如，墙体护套MC冬季增加，夏季减少，但当护套冻固时，霉菌无法生长。接下来的问题是:在温度升高到足以让霉菌生长之前，护套是否能足够快地干燥?

通常情况下，你几乎不需要湿度计来判断是否有问题——木材摸起来是湿的，你还能看到其他痛苦的迹象。例如，图20展示了一个测试小屋，我们展示了从砖饰面向内的湿气驱动:砖被雨水浸湿，太阳出来，将湿气推入墙体框架腔内，冷凝在内部聚乙烯上，并向下流到窗台板，浸湿内侧面板。MC测量(图21)超过了30%——我们开玩笑说，MC是由针击中刻度顶端的钉子的力度来判断的。

图20:用水浸泡过的窗台板

图21:仪表在窗台板内部

类似地，如果你的屋顶护套上长有白色和棕色的黏性霉菌，你就知道你有一个大问题(图22)——同样，湿度计是固定的(图23)。虽然潮湿的问题看起来很明显，但通过这些测量可以让你知道——例如，屋顶在夏天是干燥的，但在一年中的其他时候明显是潮湿的。

图22:通风不良的大教堂屋顶真菌

图23:屋顶护套的Delmhorst仪表

Tramex流量计是我进行任何砌体测量的首选。但混凝土可以毫无问题地保持潮湿——我们用混凝土建造地基、桥梁和码头。这就提出了一个问题:对混凝土来说多湿才算太湿?

我的答案不是一个绝对数字，而是更多地使用0到100的相对比例来寻找模式。只是墙的一部分变湿了吗，如果是的话，为什么会发生这种情况，我们能防止吗?

例如，在图24中，业主抱怨地基潮湿问题，这可以从室内油漆起泡处看出。墙的MC地图(图25)显示了一些非常清晰的模式:只有墙的下层部分受到影响，最严重的问题在墙的底部和角落附近。这一切都与地下水渗入地下墙体一致，并可能通过空心CMU块芯流入底部。

图24:Tramex湿度计测量CMU地下室墙壁

图25:CMU地下室墙体水分图

最后，小心任何金属嵌入你测量的仪表-它会引发高湿度假警报。例如，金属干墙角落的珠子会显示为湿点。

案例研究:木板地板潮湿与木枕木

各种湿度计的另一个用途是调查板料的湿气。混凝土从浇注的那天起就储存了大量的水，并慢慢变干。如果水分处理不当，你就会遇到麻烦。

其中一个例子是对东北部一座有4年历史的木结构多功能建筑(办公室和住宅)的调查。这一工作是由于在地面上的石板上出现了严重的地板腐烂。最后的地板是橡胶衬底地毯瓷砖，粘附在研华OSB地板上。移开地毯瓷砖后发现问题区域有黑色染色(图26)。地下室使用了相同的地板和地毯瓷砖，没有潮湿问题或黑色染色(图27)。

图26:铺在地板上的地毯瓷砖下的地板变色

图27:地下室地板完好无损(无变色)

当拆除一间办公室的地板时，我们发现黑色的图案与地毯瓷砖的布局完全匹配——你可以辨认出每一个接缝(图28和图29)。

图28:变色与地毯瓷砖图案相匹配

图29:接缝处不易变色

当他们拆除地板时(图30)，我们发现地板大面积损坏，木板上的水平枕木水分含量高(图31)。典型的底层MC在18-25%范围内;顶部和底部都有明显的损坏，但底部更潮湿。

图30:楼板上楼板的拆卸

图31:地坪的Tramex测量

该问题主要是由于混凝土楼板施工受潮和轨枕及底楼板系统的设计造成的。橡胶衬底的地毯瓷砖是不透气的;他们把湿气锁在组件内。这种水分积聚在地板和枕木，导致腐烂损坏。网格图案是由橡胶地毯瓷砖接缝处的少量干燥造成的。该组件的建造与地板制造商的指示相反，该指示要求在地板顶部，枕木下面安装聚乙烯蒸汽屏障。

我们建议的补救措施是拆除轨枕和底层地板组件，并重新铺设一层，以控制板坯的水分排放。建议在楼板上涂环氧漆以控制水分，同时不受潮湿楼板的影响。

案例研究:混凝土板上的火罐地板

另一个案例研究是一个新建的房子，底层地板上有条形木地板、枕木和辐射地板混凝土板。施工快结束时，整个底层开始下陷。再一次，这是一个板坯水分问题:除了施工湿度外，在建筑干燥之前，板坯还受到了雨雪天气的影响。即使石板已经干燥了四个月，这个问题还是发生了。

地板行业常用的一种测试方法是氯化钙“穹顶测试”(ASTM F1869)，以判断地板是否足够干燥。它包括将一个塑料圆顶贴在地板上，覆盖一杯氯化钙;吸附剂氯化钙的增湿量可作为板坯水分排放的指标。然而，它可能会给出不稳定的结果:以前的地板覆盖物和温度差异都会影响测量结果。

许多行业已经转向测量板坯内部相对湿度，使用在板坯上钻孔(ASTM F2170)。我们在这个项目中做了一个快速的现场测试版本(图32)-完整的测试包括将探针放置72小时。当我们向平板底部钻孔时(图33)，我们发现那里仍然有一个主要的水汽库——95% RH, 15分钟后仍在向上蠕动。

图32:板坯内部T/RH测量

图33:在板坯下部钻孔

要解决这些板坯问题，我们可以选择干燥板坯——这可能需要等待很长时间——或者将板坯中的水分控制住，这样它就不会损坏其他任何东西。我的老板乔谈到了这个问题——用木地板代替混凝土板这一列．

一种选择是在板坯上部涂上环氧涂层，这种涂层可以处理板坯的水分而不被吹走，如图34所示。

图34:绝缘湿板覆盖环氧涂料，用于蒸汽控制

另一种解决方案是建立湿板的上层与气隙膜或酒窝垫、绝缘和浮动底板(图35)。气隙膜的作用是空气和蒸汽屏障，并包含水分。当板坯的水分蒸发到气隙中，空气将变得饱和/潮湿，当条件达到平衡时，这将阻止板坯的蒸发。

图35:顶部板与顶部的酒窝垫，绝缘，和底层地板

水+空气(窗口测试)

在进行窗户漏水检测时，空气和水是建筑性能的结合。测试包括向窗户外部喷水(图36)，同时使用一个透明的密封室从内部给窗户开口减压(图37)，模拟风驱动雨的效果。正式来说，这是ASTM E1105测试，是AAMA 502测试(“新安装开窗产品现场测试自愿规范”)的一部分，这项工作由专门从事这项工作的测试公司完成。这些测试通常在新的商业建筑或翻修中作为建筑调试或质量控制步骤运行。

图36:窗户试验喷淋架

图37:减压装置

这些测试可能是非常严重的负载:如果一个窗口通过了，它就不太可能在服务中泄漏。具体来说，一个典型的窗口测试压力可能是每平方英尺3.5到5磅(PSF)，相当于170到240帕斯卡。当停滞压力与等效风速绘制图(图38)时，您可以看到它大致相当于恒定的25-35英里/小时的风击中窗户。持续的倾盆大雨加上持续的大风(不是阵风)是相当严重和罕见的风暴。

图38:滞压(帕斯卡)与风速(英里)图

案例研究:窗户泄漏诊断和检测

许多漏水的窗户即使没有压差也会让水进来，但我们可以使用上面的概念来模拟风驱动的雨。风力带动的雨水会把水推到山坡上，冲过堤坝。

例如，我们被要求诊断泄漏的窗户，但只有当现场有来自特定方向的风驱动雨时(图39)。窗户自安装以来一直在漏水，问题通常表现为窗户底部角落的干墙冒泡(图40)，那里的漏水倾向于向下流动。

图39:有窗户漏水问题的住宅

图40:底部窗角损坏

但在窗框、上下窗单元之间的接合处也发现了干墙问题(图41和图42)。隔热窗因漏水而臭名昭著。

图41:窗户合在一起

图42:毛边接头边柱损坏

为了模拟由风驱动的雨，我们向窗户外面喷水(图43)，同时将建筑物降压到-50帕斯卡，大约相当于20英里/小时的风(图44)。喷洒的目的是在表面形成一层水膜——不一定要用力量把水喷到开口里。

图43:喷水试验窗

图44:喷涂时减压

在5分钟内，我们看到水从水平接合处流入(图45)。我们还用氯化钴水指示纸条演示了泄漏(图46)——颜色的变化通常用于在图片中演示湿润，其中清水可能不明显。

图45:接缝处漏水

图46:氯化钴水指示纸

此外，推上窗口底部的乙烯基挤出物使水从接合处渗出(图47);将水指示纸插入接头也证实了这一点(图48)。在仔细观察窗户设计后，水在窗户干燥的一侧(垫圈内侧)——水回到这里表明事情已经失败了。

图47:水推乙烯基接头

图48:探针接头的指示纸

另一个方便的工具是喷水瓶:它可以直接将水注入可疑的关节(图49)，而不是试图用水覆盖整个窗户，并希望击中正确的位置。我们怀疑，当雨水被推过舷外鳍垫片时，雨水会直接渗漏进来，这一点也得到了水指示纸的证实(图50)。

图49:水喷瓶注射

图50:注水漏水

水+热(伴水)

我们还可以使用红外摄像机来寻找漏水的地方(我们在上一篇文章中简要地谈到了这个话题第2部分)。漏水通常出现在较冷的区域，无论是由于冷水温度(例如雨水)，蒸发水的冷却效果，还是水的热质量。红外摄像机使图51中的屋顶/天花板泄漏明显;其原因是窗框盖板与EPDM屋面膜之间的闪光连接不良。

图51:屋顶/顶棚漏水处采用开口喷塑泡沫隔热;EPDM屋面墙接头

案例分析:阳台玻璃栏杆水可视化

作为最后一个案例研究，我们被叫到西海岸去查看阳台栏杆细节，该细节导致下面的灰泥墙出现滴水、染色和裂缝(图52和图53)。

图52:带玻璃栏杆的阳台

图53:漏入灰泥拱腹

阳台是倾斜的，以便从边缘排水(图54)，玻璃栏杆的底部连接到墙壁的垂直表面，阳台周围有一个凹槽(图55)-我知道这是一个很难清洁的水槽，用来填充原油-但我没有设计它。

根据损坏的模式，很快就清楚了，问题区域没有正确地排水:水淤塞在灰泥中，而不是自由地滴到下面的甲板上。

图54:水从阳台上流出

图55:玻璃栏杆连接

你可以从这些照片中看出，我当时在一个沉闷、寒冷、下着毛毛雨的日子——这使得用红外摄像机很难展示水流模式——一切都已经又冷又湿了。我本可以跑去超市买些食用色素，但我不认为客户会喜欢他的豪宅里到处都是紫色的污渍。

答案是:用水槽里的热水灌满我的喷水瓶，让它从边上流下来。部分阳台允许自由排水(图56)。这些图案还表明，水包裹在腹背的底部，而不是滴落在外。但在阳台的其他部分，没有水出来——都被玻璃栏杆细节挡住了，导致灰泥损坏(图57)。

图56:带排水缺口的正确排水玻璃栏杆的视觉和红外图像

图57:排水错误的玻璃栏杆的视觉和红外图像-没有缝隙

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kohta Ueno是建筑科技公司．图片和插图由作者提供。