фото: Питер Йост 1 . Вентилируемый чердак с торцевыми форточками — самый щадящий тип крыши. На этой фотографии (выше ) показана часть остроконечного двускатного дома автора с вентиляционным отверстием на каждом фронтоне. Обратите также внимание на доски обшивки крыши с зазорами, которые поддерживают шиферную крышу. Существует довольно небольшой потенциал сушки для всего пространства и сборки.

1. Вентилируемый чердак. Наиболее влагоустойчивым мансардным узлом является вентилируемый чердак. Правильно построенный вентилируемый чердак требует непрерывных слоев управления воздухом и теплом на потолке верхнего этажа с вентиляцией от софита к коньку или от фронтона к фронтону.

С точки зрения движущей силы, вы получаете большое преимущество с вентиляционными отверстиями между потолком и коньком или вентиляционными отверстиями по высоте (поддерживается эффектом дымохода).

Фото: J&R Products 2 . Вентилируемая полость. Показан недорогой вариант выше для вентиляции соборизованного пространства, чтобы использовать непрерывные вентиляционные лотки.

2. Утепленная скатная крыша с вентилируемой полостью . Если вы не можете отказаться от чердачного пространства для управления влажностью, то наименее затратный способ вентиляции и защиты обшивки крыши — это вентиляция в пространстве каркаса крыши, но это занимает ценное пространство внутри полости, которую в противном случае можно было бы заполнить. с изоляцией.

Для этой конфигурации требуются непрерывные слои воздухо- и теплоизоляции на линии крыши с вентиляцией от потолка до конька в полостях каркаса крыши.

3. Утепленная скатная крыша с верхней вентиляцией . Если вы не можете отказаться от чердачного помещения или полости каркаса для вентиляции, вы можете добавить вентиляцию поверх обшивки крыши, но это сопряжено со значительными дополнительными затратами.

фото: Питер Йост 4 . Невентилируемая крыша в сборе. На фото над показана SIP-кровля над кухонной пристройкой дома автора. Утепленные кровельные панели не имеют вентиляции, а фальцевая металлическая кровля будет крепиться непосредственно к панелям.

Для этой конфигурации требуются непрерывные слои воздухо- и теплоизоляции на линии крыши с вентиляцией от потолка до конька на верхней стороне структурной обшивки крыши.

4. Невентилируемая утепленная крыша . Если вы сделаете свою крышу настолько сложной геометрической формы, что не сможете обеспечить вентиляцию от софита к коньку, или сделаете крышу с достаточно низким уклоном, чтобы не было движущей силы от софита к коньку, вы будете вынуждены сдаться.

Примечание : Наша промышленность, особенно в холодных регионах, любит называть невентилируемые крыши «горячими», а вентилируемые крыши «холодными». Логика заключается в том, что вентилируемые крыши пропускают холодный сухой воздух по вентиляционным желобам, а невентилируемые крыши нагреваются без вентилируемого воздуха. Очевидно, что терминология противоречит климату, погоде, времени суток и направлению ската крыши. (Просто вентиляция здесь…)

Контроль «слоев». Каждая цветная линия на приведенном выше рисунке показывает непрерывные слои воды, воздуха и терморегуляции, а волнистые стрелки указывают направленное высыхание профиля пара. Эта архитектурная деталь основана на дизайне Стивена Бачека. В этой конструкции гипсокартон служит воздушным барьером для большей части потолка. По краям он переходит в плиты, которые устанавливаются в плоскости с потолочной обвязкой. Эти пластины обеспечивают поверхность для широкой наклейки, которая накладывается на верхние пластины стен и приклеивается к обшивке Zip System — воздушному барьеру для стен. Чтобы узнать больше об этой технике герметизации, см. статью Стива Бачека и Джейка Брутона «Энергоизоляция, которая работает», 18 апреля.

Почему слои непрерывного управления?

В каждом описании типичных вариантов крыши, которые я перечислил выше, я использовал термины «непрерывный» и «управляющие слои». Цель состоит в том, чтобы создать непрерывную линию защиты от проникновения воды, тепловых потерь, утечек воздуха и проникновения паров — с упором на непрерывную или «непрерывную».

К основным «уровням контроля» относятся (в порядке приоритета):

1. Непрерывный слой контроля объемной воды . Обшивка крыши или подстилающий слой должны быть должным образом защищены от атмосферных воздействий и соединены с гидроизоляцией на всех проходах.

2. Непрерывный слой контроля воздуха . Воздухонепроницаемая изоляция или листовой материал должны быть надлежащим образом герметизированы или соединены со всеми герметизирующими элементами в местах проходов и соединений с воздухорегулирующим слоем наружной стены.

3 . Специальный потенциал направленной сушки (профиль пара) . Все слои кровельной конструкции выбираются на основе паропроницаемости таким образом, чтобы высыхание в одном или обоих направлениях было возможно, поощрялось и достигалось.

4. Непрерывный терморегулирующий слой . Непрерывная изоляция устраняет или значительно уменьшает тепловые мостики. (Тепловые мосты в сборках крыш включают сквозные элементы конструкции, такие как стропила, которые проходят от внутренней плоскости потолка к плоскости внешней обшивки. Но они также включают стропила деревянного каркаса, которые проходят изнутри здания наружу для карнизных выступов.)

Проблемы на самом деле возникают, когда мы не соблюдаем их приоритеты.

Массовая утечка воды чревата серьезными проблемами, независимо от того, насколько воздухонепроницаема крыша в сборе, насколько хорошо она спроектирована для просушки или насколько непрерывной является изоляция.

Конденсат, вызванный утечкой воздуха в крышном узле, не может быть устранен сушкой путем диффузии или, во многих случаях, даже вентиляцией крыши. А устранение тепловых мостов должно включать в себя тепловые байпасы с утечкой воздуха. По сути, вы не можете выйти из проблемы утечки воздуха, особенно для крыш, выходящих на север, которые получают гораздо меньше солнечной энергии, чем три других основных направления (например, см. Фотографии ниже).

Потенциал высыхания важнее при проектировании, чем терморегулирующий слой, потому что тепловой мост, не связанный с утечкой воздуха, может не вызывать конденсации, а если и возникает, то им можно управлять или устранять его изнутри. Сборка, у которой отсутствует способность к сушке, не может быть «переработана»; узел, скорее всего, останется влажным, если он намокнет.

Плохое управление подачей воздуха. На каждой из трех фотографий над показаны вентиляционные каналы, которые должны направлять холодный, сухой наружный воздух от потолка к коньку, но из-за отсутствия сплошного слоя управления воздухом в плоскости потолка вентиляционные отверстия направляют негерметичные теплый, влажный воздух против холодной нижней стороны обшивки крыши.

Сколькими способами крыша может высохнуть после намокания?

1. Водоотвод — это способ, с помощью которого мы отводим воду — нашу самую большую угрозу — с крыши. Облегчение дренажа является немедленным и полным; это лучшее! Как только вода пропитывает сборку, мы не можем слить ее, чтобы высушить, по крайней мере, не в качестве стратегии повышения производительности (хотя мы можем слить затопленную полость здания в качестве экстренной меры).

2. Конвективная сушка – это то, что происходит, когда сухой (или еще более сухой) воздух проходит мимо влажных материалов в строительной конструкции. Крыши с потоком воздуха от софита к коньку часто называют вентилируемыми (а не просто вентилируемыми), потому что существует фактический поток воздуха (а не просто диффузионное движение воздуха). Активное движение воздуха за счет конвекции во много раз мощнее как осушающая сила, чем диффузия. Конвективная сушка с помощью вентиляции является мощной и быстрой, но ее скорость и эффективность зависят от того, сколько энергии приводит в действие воздушный поток.

3. Диффузионная сушка . Если сборка намокнет, наша последняя линия защиты — положиться на диффузионную сушку. Если строительные материалы намокают, они могут медленно высыхать, выделяя свою влажность в виде пара. Здесь у нас есть два пути:

• Пар, проходящий через материалы, допускающие высыхание, наружу, где мир в целом забирает эту влагу без предупреждения
• Пары, проникающие через материалы, допускающие высыхание, во внутренние помещения, где системы кондиционирования воздуха работают как основной способ управления влажностью.

Ученые-строители называют проектирование и выбор материалов для сушки «составлением профиля пара» (см. «Проведение профиля пара» ниже). Диффузионная сушка происходит медленно и может быть недостаточно быстрой, чтобы предотвратить превращение проблемы с влажностью в плесень, грибок или даже проблему гниения. Переход от проблемы влажности к проблеме плесени часто определяется тем, насколько влажной становится сборка и как долго она остается влажной.

Нижняя строка . Сосредоточьтесь на непрерывности ваших объемных слоев воды и контроля воздуха, чтобы вам не приходилось полагаться на последнее средство: направленную сушку путем диффузии.

Как насчет пологих или компактных плоских крыш?

На плоских крышах с малым уклоном или в компактных плоских крышах пассивная вентиляция невозможна, так как отсутствует конфигурация софита и конька, создающая разность давлений, которая поддерживала бы воздушный поток. Уильям Роуз в своей книге « Влага в зданиях » (глава 7 «Чердаки», стр. 189, Wiley, 2005 г.) недвусмысленно высказался по этому поводу:

не должны быть построены как узлы с вентилируемой полостью, поскольку фактические трудности с получением потока через горизонтальную полость естественным путем весьма значительны».

Эффективна ли принудительная вентиляция?

Чердачные вентиляторы с электроприводом часто создают больше проблем с влажностью, чем решают, особенно с воздухопроницаемой изоляцией полости крыши или с отсутствием непрерывного слоя контроля воздуха на потолке верхнего этажа или в сборке каркаса крыши.

Имеет ли значение тип покрытия крыши?

Ещё бы. Некоторые кровельные покрытия изготавливаются и устанавливаются таким образом, что движение воздуха или пара практически отсутствует, что способствует высыханию. Кровельные мембраны, безусловно, не пропускают через себя воздух, и многие из них имеют очень низкую паропроницаемость (замедлитель схватывания класса 1). Вы могли бы подумать, что укладка битумной черепицы внахлест позволит, по крайней мере, немного высохнуть за счет движения воздуха или пара, но это не так. Битумная кровельная черепица представляет собой пароизолятор класса 1. Металлические кровли со стоячим фальцем изготавливаются из паронепроницаемого металла класса 1, и когда они устанавливаются в непосредственном контакте с кровельным узлом внизу, движение воздуха или пара практически отсутствует.

Кровельные покрытия, изготовленные или установленные для обеспечения движения воздуха и пара, включают бочкообразную черепицу, шифер, гофрированную металлическую кровлю, а также деревянную черепицу и черепицу. Хотя в этих материалах и установках нет специального канала от софита к коньку, через установку может проходить достаточно воздуха, а сами материалы обладают достаточной паропроницаемостью, чтобы обеспечить различные уровни сушильного потенциала снаружи.

Проведение паропроницаемого профиля

Паропрофильный профиль — это качественный метод определения потенциала высыхания строительной конструкции на основе паропроницаемости каждого слоя сборки. Всего четыре шага:

иллюстрации: Тим Хили / Стив Бачек Какой твой ответ? Основываясь на ваших показаниях паропроницаемости для каждой секции крыши, показанной над , насколько хорошо они будут сохнуть? В каком направлении будет течь пар? Во второй части этой статьи мы вернемся к двум профилям пара, показанным на этих двух иллюстрациях , и рассмотрим, насколько хорошо будет сохнуть каждая крыша в заданном направлении.

1. Определение паропроницаемости каждого компонента или слоя сборки. Вы можете определить паропроницаемость, используя Таблицу свойств строительных материалов Building Science Corporation или получив информацию от отдельных производителей продукции и стандартизированные результаты испытаний для ASTM E96.

2. Присвоить класс каждому слою на основе этой информации»
а. > 10 перманентная проницаемость – паропроницаемость: практически нет ограничений на высыхание сушка
с. 0,1 – 1,0 проницаемость – замедлитель схватывания класса II: значительная устойчивость к высыханию, но все же некоторая способность к высыханию
d. < 0,1 проницаемость – замедлитель схватывания класса I: незначительное высыхание или его отсутствие

3. Оценить степень и направление преобладающего парообразования. Это означает учет пара, связанного с климатом, и уровней влажности, связанных с типом здания и количеством людей. Дом для пары пенсионеров, живущих на Гавайях в каменном доме площадью 5000 квадратных футов, испытывает очень мало пара или давления, в то время как многоквартирный дом с деревянным каркасом площадью 1200 квадратных футов с шестью жильцами в Оттаве, Канада, испытывает экстремальный паровой поток или давление.
4. Определите наименее паропроницаемый компонент(ы) и определите, ограничивает ли этот компонент или эти компоненты высыхание чувствительных к влаге компонентов. Обеспокоенность должна или будет высокой, если ограничивающим компонентом является замедлитель схватывания класса I, и по-прежнему вызывает некоторую озабоченность, если ограничивающим компонентом является замедлитель схватывания класса II.

Существует множество переменных, которые увеличивают или уменьшают необходимость сушки сборок. Цель состоит в том, чтобы определить потенциал направленной сушки на основе профиля пара. Однако ограниченный потенциал высыхания не приводит к поломке сборки, если она намокнет. Многое зависит от того, сколько влаги видит сборка, сколько солнца она видит и насколько устойчивы ваши водо- и воздухонепроницаемые слои.

Еще не все

На данный момент мы заложили основу для понимания фундаментальной строительной науки, которая определяет, как намокает крыша.