非渗透性空气屏障(涂液或自粘片)的原理基于若干因素。其中最引人注目的是法规要求在许多气候区使用外部连续绝缘。然而,建筑用途和看似不太可能的气候地区也可能使用非渗透性空气屏障。后一点可以通过使用湿热壁分析来实现。
绝缘
对于我们的气候区(5),IBC(规范)规定钢框架建筑的外部连续隔热(c.i.)最低为R-7.5。最常用的c.i.是挤压聚苯乙烯(XPS),典型的R-5.0在一英寸。为了实现最低7.5要求的代码,设计师自然选择1-1/2英寸XPS,这自然出来的R-7.5。
在一英寸处,XPS是蒸汽半透的,意思是,它是蒸汽扩散开放,或“渗透”。然而,在1-1/2英寸和很大的厚度,XPS成为阻气(即“蒸汽屏障”1)。多异氰尿酸盐绝缘体(多异)和闭孔喷雾泡沫(SPF)在一英寸或更大也具有阻气性能。XPS和poly-iso都是封闭单元类型2,3。按照本规范第2章的定义,上述两种特定厚度的绝缘类型都属于II类蒸汽缓速器的范围。
框架构件之间使用的无表面玻璃绝缘层具有很高的渗透性(大约40-60次烫发)。因此,它很容易允许水汽的运动,即高干燥电位。然而,这种干燥能力只有当它被允许“呼吸”到内部或外部时才会发生。当使用阻气的外部c.i.时,干燥一般指向内部。这种配置的关键是考虑到室内条件的环境保持在一般恒定的温度和湿度。框架构件之间间隙的任何残留水分(湿度)都通过机械设备向内部“除湿”。
与前面提到的信息类似,2015年《规范》第1405.3.2部分的释义引用指出,当使用阻气c.i.时,内部干墙及其饰面应采用散气开放。从本质上说,它是指通过不在内墙干墙后面使用内墙塑料/聚蒸汽阻遏剂(“蒸汽阻遏剂”)来避免“双重蒸汽屏障”的情况。也不应该使用油性或环氧基涂料或不透水性(乙烯基)墙纸。当外部ci具有阻气性时,建议使用透气性内墙饰面,如乳胶(“透气”)涂料和透气性墙纸。这使得框架之间的空间成为内部环境的延伸,从而允许从外部到内部的所有东西晾干。
将所有绝缘材料应用于主备用材料外侧的决定,或考虑框架构件之间的外部c.i. +电池绝缘的“混合”墙不影响规范第1405.3.2部分-当外部c.i.的渗透率小于1时。
空气屏障-渗透性还是非渗透性?
对于使用哪种类型的空气屏障(渗透性和非渗透性)的问题,厚脸皮的回答是:这要看情况。空气屏障的渗透性(选择)取决于许多因素,包括但限于法规、地理位置、建筑占用使用、室内条件和最重要的材料组成。在某些情况下,“传统的”流体应用或自我粘附的空气屏障可能根本不需要。后者的典型例子包括灰泥、EIFS和预制。
本规范第1404.3.1部分指出,在[气候]区5及以上(以及海洋区4),I类或II类蒸汽缓速器应放置在框架墙的内侧。无论如何,I类和II类蒸汽缓速器按照本规范的定义被认为是不可渗透的。当不透水的c.i.(即II类蒸汽缓凝剂)成为整体的主要热层时,主要的备用墙现在位于露点上方和结构的内部。因此,外部c.i.基本上符合本规范第1404.3.1部分,作为II类蒸汽缓速剂,因为其烫度小于1。
现在,考虑一下这个防蒸汽的线人和防蒸汽的空气屏障的结合。这两种复合材料创造了一种由所有四个控制层组成的复合材料:空气,水,水蒸气和热。这种“复合”组装现在代表了内部和外部环境的完全分离。
一层小于或等于1英寸的绝缘层(特别是XPS)可能与框架构件之间的电池绝缘层结合在一起。在1英寸或更少,XPS是III类蒸汽缓速器,资格为渗透材料。在这种情况下,选择的空气屏障也是可渗透的。可渗透空气屏障通常应用在冬季主热层的冷侧。对于这种墙壁组装,内部侧聚蒸汽缓速器将很可能被用于符合规范。
对于外侧和内侧保温量大致相等的墙体组件,可以建议进行湿热壁分析。这些程序虽然非常详细,但并没有提供可使用的空气屏障类型(渗透性和非渗透性),也不能证明[墙]系统是有效的。他们也没有考虑到建筑材料的老化。材料的性质,如空气和水蒸气的渗透率,可以随着时间的推移而改变。
根据现有资料4,在混合潮湿、湿热、混合干燥和干热气候条件下,没有外部c.i.的墙壁通常采用可渗透空气屏障。在保持其他所有东西不变的情况下,在内部石膏板下面添加聚蒸汽缓凝剂(“蒸汽屏障”),这堵墙在5和6气候区(寒冷和非常寒冷)适合使用。
空气屏障是,而且应该一直被认为是防止空气、水和/或水蒸气渗透的最后一道防线。因此,空气屏障总是安装在结构备份墙上-无论是CMU或木材或石膏覆盖框架。几乎。在某些情况下,结构木面板(典型的胶合板或OSB)被设计成一个粘结的护套和外部的c.i。“三明治”作为包层附件的方法5。这种设计方法不需要在后面(附在备用墙上)安装护套。这些护套/绝缘产品的制造商自然地将蒸汽渗透空气屏障用于护套的外表面。这就像上面的灰泥和EIFS的例子一样,也与“冬季寒冷的绝缘体一侧的可渗透空气屏障”的位置保持一致。
湿敏材料的干燥电位
水蒸气驱动(“蒸汽驱动”)发生在墙壁系统内的两个方向-从外到内(典型的。夏天);interior-towards外(typ。冬季)。室内空调环境与建筑物外部之间的温度和水汽差越大,对低压区域的驱动力越强。
由于许多建筑都采用金属框架和外部石膏护套,设计师应该注意到石膏对长期潮湿暴露的相对脆弱性。使用的外部c.i.越多,外墙系统的最中心部分(部分的中心线)的外部石膏护层就越多。一位有作者经验的建筑围护结构顾问建议,通过蒸汽渗透性空气屏障膜向内的蒸汽驱动有助于水分进入护套。通过使用湿热壁分析(“WUFI”),这种现在潮湿和湿敏石膏板的干燥潜力不会在几天或几周内发生。他的研究发现,在不同气候区的许多例子中,干燥可能需要几个月甚至更长时间。这些研究的气候区域在3-6之间。这就是为什么应该避免在游泳馆使用石膏板——即使是防水板——的一个主要例子。鉴于上述较长的干燥时间范围,随着时间的推移,它们将最终屈服于降解(解体)。在这些组件中,大部分的热层发生在外部的温度,保持温度的内部表面高于露点对于保持[壁]系统的干燥电位是极其重要的。
开创性的文章《理解蒸汽屏障》似乎也有类似的发现。文中的图1、5和7表明,在上述所有外部ci和混合墙体组件中都使用了阻气(不透水)空气屏障。本文阐述了所有外保温墙体具有“适用于所有湿热地区”的特点。外置c.i. +电板隔热的“混合墙”声明“适用于除亚北极和北极以外的所有湿热地区”。阻气空气屏障在北方气候以及混合潮湿和湿热地区都有应用。其中一个关键原因是,露点收集发生在主热层附近或一般在主热层内。如果主要或大部分的隔热层在结构的外面,则备用墙保持在露点以上,即在很大程度上避免冷凝。对于这堵墙,[在阻气隔热层和阻气空气屏障内]所产生的少量水分被保留在结构的外部,这是我们想要保持所有自由水分的地方。
结论
是否可以或应该在上面加阻气隔热层的地方使用可透气空气屏障?可渗透空气屏障比阻气空气屏障使用的时间要长得多。然而,材料技术随着规范的要求(如外部c.i.)继续发展。许多设计师和承包商采取了偶尔被称为“安全措施”的措施,指定和安装可渗透蒸汽的空气屏障。考虑到以上信息,可渗透空气屏障是否会导致建筑物在使用第五年的午夜变成南瓜?不太可能。然而,重要的是要记住:这不是建筑物是否会潮湿的问题。建筑物,或更具体地说,墙壁[和屋顶]通过直接暴露在外部元素以及通过内部和外部环境之间的蒸汽压差而潮湿。最好通过优化设计和材料选择,保持墙体及其湿敏部件的干燥。
本文所讨论的信息是基于作者的研究、文章阅读以及与建筑围护结构和法医专家(建筑师和顾问)的无数讨论。
重要的是要注意,这不是空气屏障制造商的立场,建议渗透或不渗透膜。使用透气性或阻气性空气屏障的决定完全取决于建筑师和/或设计团队。制造商提供的信息与建筑师的研究相结合,以确定最适合他们项目的空气屏障类型。
- 蒸汽屏障这个术语已经过时了,但仍然在制造商、建筑科学人员和专业人员中占据着主导地位。这在技术上是不正确的,因为没有材料,给予足够的压力和时间,是真正的“障碍”。所有材料将扩散空气和水蒸气-因此更[规范]正确的术语“蒸汽缓凝剂”。
- 为简单起见,本文只讨论闭孔c.i.绝缘类型。本文所讨论的两种空气屏障类型都可以并且已经采用了矿棉作为屏障材料。
- 1英寸或更大的聚苯乙烯板料绝缘通常属于II类蒸汽阻滞剂(例如“蒸汽屏障”)。
- 参考自“了解蒸汽屏障”- Building Science Corporation (www.building-science.com)。
- 这些组件一般使用聚异氰尿酸酯型c。
- 石膏护套中石蜡的防水成分提供间歇性的防水能力。所有的石膏护套制造商都指出其暴露于潮湿环境的局限性。
参考文献
图1。)KIMMU挤压聚苯乙烯泡沫(XPS)
https://kimmu.com.my/product_application/insulation/extruded-polystyrene-foam-xps/
图2)。生态家园聚异氰尿酸酯泡沫保温板
https://www.ecohome.net/media/uploads/2018/04/06/polyisocyanurate-foam-insulation-panel.jpg
图3)。Nova喷雾泡沫
https://novasprayfoam.com/2019/06/foam-board-vs-spray-foam-insulation/
图4。)建筑科学公司
https://www.buildingscience.com/
图5。)建筑科学公司
https://www.buildingscience.com/
图6所示。)USG Securock®
https://www.usg.com/content/usgcom/en/products/walls/sheathing.html#search-results
图7所示。)国家石膏黄金债券®经验值®护套
https://nationalgypsum.com/products/product.aspx?productID=2354
图8所示。)georgia - pacific DensElement®屏障系统
https://buildgp.com/gypsum/exterior-systems/
Scott Wolff CSI, CDT |建筑专家
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