Паропроницаемость осб 3: Паропроницаемость OSB-3

График, изображенный на Рисунке 2 (ниже), показывает, что проницаемость OSB очень низкая, когда средняя относительная влажность низкая, и что она даже не достигает 10 Perms, когда средняя относительная влажность 100%. Это означает, что в лучшем случае это по-прежнему пароизолятор класса III, в то время как фанера, имеющая перм30, становится достаточно проницаемой, поскольку воздух с одной стороны становится все более и более влажным. Итак, фанера сохнет лучше, чем OSB, но насколько хорошо мы действительно знаем OSB?

В этом году в летнем лагере по строительным наукам Крис Тимуск, профессор строительных наук в колледже Джорджа Брауна, провел презентацию под названием The Quirkiness of OSB ( pdf ). В своей докторской диссертации он исследовал плиты OSB и то, насколько хорошо они справляются с влагой. Я провел последние несколько дней, читая как можно больше его диссертации, и должен сказать, что это увлекательный и хорошо написанный документ. (Щелкните, чтобы загрузить версию в формате pdf.) Главы 2-4 содержат общую справочную информацию о древесине, ОСП и влаге, и я полагаю, что их могут прочитать даже люди без ученых степеней (хотя это, безусловно, поможет).

Компания Timusk увидела существующие данные об OSB и поняла, что мы действительно мало что знаем о том, насколько хорошо она справляется с влагой. Например, если вы посмотрите на график перманентности OSB, подобный приведенному выше, вам нужно знать, какой это был тип OSB. OSB поставляется с различной плотностью, типом и содержанием смолы, а также с обработкой поверхности.

Итак, это было первое, на что он хотел взглянуть. В таблице на изображении № 3 ниже (таблица 5.1 в диссертации Тимуска) показаны типы образцов, которые Тимуск выбрал для изучения.

В его исследовательском проекте рассматривались два важных свойства OSB в отношении влаги: проницаемость и сорбция. Первый, как указано выше, говорит вам, сколько влаги проходит через материал при заданном наборе условий. Последний говорит вам, сколько влаги может удерживать материал при изменении относительной влажности. В этой статье я собираюсь обсудить только его результаты по проницаемости и вернусь к сорбции в следующей статье.

На фотографии вверху страницы (Изображение №1) показан один из изученных им образцов. Исследователи сами изготовили OSB только для этого эксперимента, но сделали это на коммерческом заводе OSB, а не в лаборатории. Затем они нарезали его до различных размеров и форм и прикрепили образцы к верхушкам чашек, как показано на изображении № 4 ниже. Они поместили чашки в камеру, где они могли контролировать температуру и влажность снаружи чашки.

В каждой чашке была либо вода для результатов влажной чашки, либо влагопоглотитель для результатов сухой чашки. Они периодически взвешивали образцы и чашки, чтобы увидеть, сколько влаги они приобрели или потеряли. Это позволило им рассчитать проходимость.

Вот краткий обзор результатов всех проведенных ими тестов на проницаемость. График на изображении № 5 ниже (рис. 7.11 в диссертации Тимуска) показывает, что существует довольно много вариаций от наименее проницаемого до наиболее проницаемого образца. Вот основные выводы:

• Более высокая плотность коррелирует с более низкой проницаемостью
• Сердцевина OSB намного более проницаема, чем верхняя или нижняя поверхности.
• Чем больше смолы в OSB, тем ниже водопроницаемость.
• Чем больше циклов смачивания и высыхания образца происходит, тем более он проницаем.
• Существует огромная разница (~6x) между наиболее и наименее проницаемыми протестированными образцами.

Теперь давайте посмотрим на самую интересную часть этого исследования.

Помимо образцов с различной плотностью, содержанием смолы или обработкой поверхности, Timusk рассмотрел две другие переменные. Один из них был результатом повторных циклов замачивания образцов в воде и последующей сушки. В другом цикле образцы подвергались воздействию высокой относительной влажности (100%), а затем низкой относительной влажности (42%).

О последнем Тимуск написал в своей диссертации: «Выводы, полученные на образце, подвергшемся циклическому воздействию относительной влажности, являются, пожалуй, наиболее важными из всех проведенных испытаний». Почему? Потому что повторное воздействие высокой относительной влажности не является чем-то необычным.

На изображении №6 показаны результаты испытаний на смачивание жидкостью и паром.

Как видите, в обоих случаях водопроницаемость ОСП увеличивалась при повторных циклах смачивания. При замачивании она увеличивается почти в четыре раза. При воздействии влажного воздуха она почти удваивается. Ух ты!

Итак, основной вывод здесь заключается в том, что мы на самом деле не знаем, насколько проницаема OSB, которую мы используем. Если у вас есть плита с более высокой плотностью или большим количеством смолы, ваша OSB может иметь более низкую проницаемость, чем указано в спецификациях материала. Если он имеет более низкую плотность, или был замочен и высушен, или неоднократно подвергался воздействию высокой влажности, вероятно, он имеет более высокую проницаемость, чем заявлено.

Однако мы знаем, что он все же не такой проницаемый, как фанера. Это означает, что вы должны исходить из того, что ему нужна помощь для высыхания, поэтому всегда следуйте двум основным правилам управления влажностью:

• Не допускайте намокания восприимчивых материалов.
• Позвольте материалам и сборкам высохнуть после того, как они промокли.

Правильно прошить окна. Используйте выступы. Установите облицовку над щелью с вентилируемым экраном от дождя.

Помните, что есть три вещи, которые могут привести к разрушению здания быстрее всего: дождь, сырость и вода. Уважайте молекулу h30!

__________________________________________________________________________

Эллисон А. Бейлс III, доктор философии, спикер, писатель, консультант по строительным наукам и основатель Energy Vanguard в Декейтере, Джорджия. Он имеет докторскую степень по физике и ведет блог Energy Vanguard. Он также написал книгу по строительной науке. Вы можете следить за ним в Твиттере по адресу @EnergyVanguard.

Важность понимания проникновения паров влаги для предотвращения гниения

«В зависимости от клея и условий производства OSB может иметь показатель проницаемости, достаточно низкий, чтобы считаться пароизоляцией (иногда до 0,1 проницаемости). В данном случае оказалось, что сборка представляла собой паровой «бутерброд» — обычная практика, которая до сих пор тиражируется по всей стране».

«Этот дом стал напоминанием о том, как важно для нас, профессионалов в области строительства, постоянно изучать самые современные и проверенные на практике принципы, методы и материалы строительной науки, чтобы конструкции, которые мы возводим, и renovate продолжит предлагать здоровую и безопасную среду, которая будет долговечной и энергоэффективной».

«Мы также смогли непосредственно осмотреть обшивку и каркас, и мы обнаружили, что обшивка портится от сырости и гниения (OSB можно было легко разорвать пальцами). Большая часть каркаса стен все еще была прочной, но каркас пола — нет; мы обнаружили, что нам нужно будет удалить и заменить части ленточной балки первого этажа, где древесина сгнила и кишела муравьями».

Я строитель и ремонтник в северном Вермонте, специализируюсь на домашнем исполнении. Моя компания, Caleb Contracting, проводит много работ по модернизации существующих домов с целью повышения энергоэффективности, и многие из этих работ были переданы нам от государственной энергосберегающей компании Efficiency Vermont.

Некоторые виды работ можно выполнить за несколько тысяч долларов с помощью базовой герметизации и небольшой дополнительной изоляции. Но иногда, когда мы исследуем ограждающие конструкции дома и системы ОВКВ, мы обнаруживаем серьезные проблемы, для устранения которых требуется обширная работа. В этой истории я расскажу об одной из наших самых экстремальных работ.

Показанный здесь загородный дом на одну семью был построен в начале 1980-х годов и был построен из двойных каркасных стен толщиной 12 дюймов. Домовладельцы позвонили нам, потому что у них были некоторые проблемы с комфортом и большие счета за электроэнергию. Я уверен, что они надеялись, что простые меры улучшат их положение, но когда мы внимательно осмотрели дом, мы обнаружили серьезные недостатки — плохую изоляцию, сильное повреждение от влаги, плесень, гниль и заражение вредителями.

Для решения этих проблем потребовалась значительная реконструкция стен дома. Прежде чем мы закончили, нам нужно было оторвать сайдинг и обшивку дома, снять изоляцию стен и восстановить всю стену с обратной стороны гипсокартона наружу. Мы не только установили новый войлок Roxul и плотную целлюлозную изоляцию, но и установили новую интеллектуальную пароизоляционную мембрану, новую паронепроницаемую обшивку и новый атмосферостойкий барьер. В довершение всего мы заменили старый, поврежденный сайдинг и отделку дома системой облицовки от дождя, изготовленной из более прочных материалов.

Работы оказалось намного больше, чем изначально предполагали владельцы. Но были необходимы тщательные усилия, чтобы их дом не продолжал разрушаться.

Хорошей новостью является то, что благодаря продуманному дизайну, основанному на надежной строительной науке и надлежащем использовании современных материалов, мы смогли превратить этот дом обратно в высокоэффективное жилище, каким он был задуман изначально, и с достаточной уверенностью в том, что эти системы будут работать очень хорошо еще как минимум 50 лет.

Расследование

Наше обычное обследование дома включает в себя визуальный осмотр, проверку дверцы вентилятора и сканирование инфракрасной камерой для выявления проблем с тепловым потоком. В случае с этим домом визуальный осмотр показал повреждение пенопластовой изоляции по периметру вокруг фундамента подвала, вызванное муравьями, которые поселились в изоляции, и дятлами, которые охотились на муравьев.

На чердаке мы обнаружили 20 дюймов продуваемой целлюлозной изоляции в хорошем состоянии, но заметили некоторую утечку воздуха вокруг люка доступа к потолку (ничего сложного в устранении).

Испытание дверцы вентилятора показало умеренную степень утечки воздуха — 1366 кубических футов в минуту (куб. футов в минуту), что составляет 3,25 воздухообмена в час при давлении 50 паскалей (ACH50). Это было на удивление хорошо для дома начала 1980-х годов. Вентиляционная дверца помогла нам определить некоторые типичные утечки воздуха, видимые как горячие или холодные точки на изображениях с нашей инфракрасной камеры.

Утечки воздуха сами по себе устранить несложно. Но инфракрасное сканирование стен выявило и другую серьезную неприятность: сильную осадку утеплителя, которую мы могли видеть на инфракрасных изображениях снаружи дома, когда в стенах расцветает красный жар, а изнутри — синий холод. области.

В моем отчете домовладельцам говорилось: «Обнаружено, что на всех наружных стенах наблюдается значительное оседание целлюлозной изоляции. Мы подозреваем, что целлюлоза, установленная в 1980-х годах, не устанавливалась под давлением (плотная упаковка), как это принято в настоящее время. На некоторых стенах произошло снижение теплоизоляции на 40% из-за оседания. Были также участки, особенно передняя стена главной спальни, где на изображении с инфракрасной камеры были видны следы грызунов. При непосредственном осмотре было обнаружено, что воздух в полости стены с двойными стойками в торце жилого помещения имеет относительную влажность на 10% выше, чем влажность окружающей среды в комнате (64%). Такая высокая влажность в полости стены рядом с изоляцией указывает на то, что сама изоляция влажная, что, возможно, является приглашением для муравьев-плотников, которые портят конструкцию».

Влажность внутри стены образовалась в результате установки двойной пароизоляции, состоящей из полиэтиленового вкладыша за гипсокартоном на внутренней стене, а также обшивки из ориентированно-стружечной плиты (OSB) со стандартной обшивкой снаружи. Хотя OSB может быть конструктивно эквивалентна фанере в строительных нормах, два типа конструкционных панелей не имеют одинаковых характеристик пропускания влаги — OSB менее паропроницаема. В зависимости от клея и условий производства OSB может иметь показатель проницаемости, достаточно низкий, чтобы считаться пароизоляцией (иногда до 0,1 проницаемости). В данном случае оказалось, что сборка представляла собой паровой «бутерброд» — обычная практика, которая до сих пор тиражируется по всей стране.

Я рекомендовал домовладельцам снять сайдинг и обшивку дома, а также удалить и заменить всю влажную осевшую изоляцию. При восстановлении стены я предложил установить пароизоляционные мембраны, герметичную, но паропроницаемую обшивку и эффективную дренажную плоскость перед перекладкой конструкции.

Окна были под вопросом, но по ходу работы владелец принял решение заменить и окна.

Наше расследование выявило особенно тяжелый случай неудач в области строительной науки и строительства, с которыми мы обычно сталкиваемся на нашем рынке. Это был крайний пример, но этот тип проблемы не исключение. В моем районе такие ситуации становятся нормой, особенно в домах постройки 19 века.80-х годов по настоящее время. Этот дом был напоминанием о том, как важно для нас, профессионалов в области строительства, постоянно изучать самые современные и проверенные на практике принципы, методы и материалы в области строительства, чтобы конструкции, которые мы строим и ремонтируем, продолжали предлагать здоровая и безопасная окружающая среда, долговечная и энергоэффективная.

Снос

Чтобы защитить существующие стены от непогоды, пока мы работали, я решил продемонстрировать и восстановить дом по одной стене за раз, укрывая каждую открытую стену брезентом, пока мы не сделали сборку водонепроницаемой. снова. Когда мы сняли сайдинг и обшивку, мы обнаружили влажную осевшую изоляцию, что подтвердило наши инфракрасные фотографии. Мы также смогли непосредственно осмотреть обшивку и каркас и обнаружили, что обшивка портится от сырости и гниения (панели OSB можно было легко разорвать пальцами). Большая часть каркаса стен все еще была прочной, но каркас пола — нет; мы обнаружили, что нам нужно будет удалить и заменить части ленточных балок первого этажа, где древесина сгнила и кишела муравьями.

Вскрыв стены, мы пропылесосили поврежденную влагой и осевшую целлюлозную изоляцию вместе с пометом животных, мочой, волосами, насекомыми и плесенью. Этот зараженный материал и его масса аллергенов были закачаны в мусорные мешки внутри мусорного бака.

Интересно, что когда мы открыли заднюю сторону гипсокартона на внутренней раме стены, мы могли видеть, как первоначальный строитель тщательно герметизировал проходы для проводки и электрические коробки. Строители дома явно действовали из лучших побуждений и приложили серьезные усилия, чтобы сделать работу хорошо, но они работали без полного понимания строительной науки или свойств материалов, которые они использовали.

Мы также сняли пароизоляцию с обратной стороны гипсокартона. Пластик внутри дома вызвал больше проблем, чем решил, как это обычно бывает. Позже мы добьемся поставленной цели по защите от пара, используя более продвинутый материал, который был более тщательно детализирован и размещен в более подходящем месте в поперечном сечении стены.

Реконструкция

Работая над существующим домом, мы преследуем три цели. Мы смотрим на ситуацию в первую очередь с точки зрения здоровья и безопасности: мы хотим, чтобы наша работа делала дом более здоровым и безопасным. Например, мы не хотим нарушать асбест или превращать дом в завод по производству плесени, создавая проблемы с влажностью. Во-вторых, мы учитываем структурную надежность дома: мы хотим восстановить здание до структурно надежного состояния и убедиться, что оно останется таким. Энергоэффективность является нашим третьим приоритетом: мы стремимся сократить счета за электроэнергию в доме — и мы это сделаем — но не за счет возникновения проблем с влажностью или структурных проблем.

В этом случае в доме уже были проблемы с влажностью, которые представляли угрозу для здоровья и безопасности и повреждали конструкцию стены здания. Поэтому нам нужно было восстановить стены дома с помощью структурно надежной системы, которая не только обеспечивала отличные энергетические характеристики, но и защищала стены от проникновения влаги, позволяя стенам свободно высыхать.

При разработке системы мы работали с Флорисом Буисманом из компании 475 High Performance Building Supply (foursevenfive.com). Эксперты по номеру 475 являются хорошим ресурсом для получения рекомендаций по дизайну, а также являются поставщиком в США некоторых компонентов европейского производства, которые не широко представлены в этой стране. С помощью Флориса мы разработали стеновую систему, в которой мы уверены.

Баттс плюс плотная упаковка.  Существующие стены дома были построены в виде двойной системы 2×4 каркасных стен, и строители попытались заполнить всю эту полость целлюлозной изоляцией с рыхлым заполнением.

У нас был другой план: мы установили изоляцию из минеральной ваты Roxul внутри каркаса внутренней стены и герметизировали эту часть стены интеллектуальной пароизоляционной мембраной (Pro Clima Intello), прикрепив мембрану к внешней стороне стены. шпильки внутренней стены и проклейка всех швов. Затем мы плотно уложили оставшуюся толщину стены целлюлозой National Fiber ( nationalfiber.com), на этот раз убедившись, что изоляция уложена с достаточной плотностью, чтобы предотвратить оседание в будущем.

Внешняя стена была выложена на расстоянии 16 дюймов от центра, но каркас внутренней стены был разным — в некоторых местах стойки располагались на расстоянии 16 дюймов от центра, а в других местах — на расстоянии 24 дюйма от центра. Нерегулярное обрамление усложняло наше планирование, потому что мы не знали, сколько изоляционного материала какого размера заказать, пока не вскрыли каждую часть стены и не смогли осмотреть полости.

Умная пароизоляция.  После изоляции внутренней стены мы нанесли на стойки интеллектуальный пароизолятор Pro Clima Intello, чтобы герметизировать внутренние полости и создать новый воздухонепроницаемый пароизоляционный слой для стены. Intello препятствует проникновению влаги в стену, но при этом позволяет стене легко просыхать, а при тщательной проклейке швов предотвращает проникновение воздуха. Но для правильной работы мембрану нужно устанавливать с осторожностью. В этой ситуации с модернизацией ручной труд по креплению Intello и проклейке швов был суетливым и сложным – бригаде приходилось не только прокладывать материал через внешнюю стенку каркаса, но также нужно было установить усиленные листы вокруг каркаса. неправильное обрамление внутренней стены, в том числе различные потертости, которые были частью первоначальных оконных проемов.

Перегородки ажурного плетения.  После изоляции внутренней стены и установки пароизоляционной мембраны следующим шагом было плотное уплотнение внешних 8 дюймов стены целлюлозой. Мы хотели быть уверены, что получили хорошую плотную упаковку, чтобы целлюлоза не оседала так, как это было раньше.

В связи с этим необходимо рассмотреть два вопроса. Во-первых, мы не хотели повторять ошибку, когда пытались взорвать целлюлозой сразу всю открытую стену. Каркас с двойными стойками трудно укладывать плотно, потому что центральная часть стены открыта по всей длине стены. По сути, вы пытаетесь заполнить теплоизоляцией одну сторону дома за раз. Это слишком много; вы не можете достичь достаточно высокого давления воздуха, чтобы уплотнить изоляцию до требуемых 3,5 фунтов на кубический фут. Поэтому нам пришлось найти способ разделить стены на более мелкие сегменты.

Второй проблемой была герметичность полостей. Мы планировали покрыть внешнюю часть стены ProClima Mento, воздухонепроницаемой паропроницаемой мембраной. Однако в прошлом, когда мы покрывали стены с плотным уплотнением Mento, мы узнали, что полости в стенах могут быть настолько герметичными, что воздуху из воздуходувки не остается места для выхода. Это создает настолько сильное противодавление, что изоляция недостаточно уплотняется, и происходит оседание. В стенах с покрытием Mento нам фактически пришлось вернуться с воздуходувкой для изоляции во второй раз, чтобы заполнить пустоты в верхней части стены после того, как изоляция осядет.

Для этой работы мы решили обе эти проблемы с помощью одного материала — Insulweb от Hanes Engineered Materials (insulweb.com). Это та же самая ткань, которая обычно используется для плотной упаковки стен изнутри дома.

Insulweb не растягивается, а его ажурное плетение позволяет воздуху легко выходить — он разработан для достижения высокой плотности изоляции. Мы установили Insulweb в виде ребер или перегородок по толщине стен на расстоянии 2 или 4 фута по центру, чтобы удерживать изоляцию внутри небольших отсеков. Затем мы прикрепили еще Insulweb по всей поверхности внешней стены. Это создало сотовую систему разделенных отсеков в стене.

Теперь мы можем прокладывать себе путь вдоль стены с воздуходувным шлангом, заполняя каждый отсек с полной плотностью. И когда мы закончим, мы сможем осмотреть всю стену на наличие пустот или мягких участков, поэтому нам не нужно будет возвращаться — ни на следующей неделе, ни через 10 лет.

Паронепроницаемая оболочка.  Теперь, когда стена была полностью изолирована, нам нужно было заменить поврежденную обшивку OSB, которую мы сняли во время сноса. Обычно мы не используем OSB для обшивки — мы предпочитаем фанеру, потому что она менее подвержена порче от влаги и более паропроницаема, поэтому стены быстрее просыхают. Но для этой стены мы выбрали еще более паропроницаемый материал: обшивку из гипсокартона Gold Bond eXP толщиной 5/8 дюйма от National Gypsum (nationalgypsum.com).

Gold Bond является влагостойким и имеет покрытие из стекловолокна, которое повышает его структурную способность в качестве стеновой распорки. Он предназначен для крепления к внешней стороне стенового каркаса и при необходимости может быть оставлен на открытом воздухе во время строительства. Лучше всего для наших целей он имеет показатель проницаемости 20 — более проницаемый, чем фанера, и намного более проницаемый, чем ОСП. Это оптимизировало нашу настенную систему для сушки снаружи.

Gold Bond одобрен IRC для крепления стен, но фанера обладает более высокой способностью к сдвигу, помогая стене выдерживать боковую нагрузку от давления ветра. Поэтому в углах дома мы использовали 4 фута 5/8-дюймовой фанеры вместо гипсокартона для повышения устойчивости к скольжению.

Строго говоря, нам не нужно было проклеивать швы между панелями Gold Bond, потому что мы планировали покрыть гипсокартон дренажно-плоскостной мембраной с проклеенными швами. Но погода, пока мы завершали эту работу, была непредсказуемой, с частой угрозой грозы. Поэтому мы пошли дальше и проклеили швы обшивки Gold Bond лентой Pro Clima Tescon VANA, паропроницаемой, но водонепроницаемой строительной лентой, чтобы исключить риск попадания дождя с ветром через щели в наполовину завершенных стенах и намочить только что установленную изоляцию из целлюлозы.

Дренажная мембрана.  Поверх проклеенной лентой Gold Bond и фанерной обшивки мы установили дренажную плоскость из Pro Clima Solitex Mento 1000. Mento обладает высокой паропроницаемостью (проницаемость 38), но водонепроницаема, поэтому может работать в любых погодных условиях. -резистивный барьер. Мы проклеили швы Mento лентой Pro Clima Tescon VANA, паропроницаемой, водонепроницаемой, воздухонепроницаемой и чрезвычайно прочной лентой. После установки Mento мы были готовы к использованию нашей системы защиты от дождя.

Сайдинг и отделка

Обшивка и атмосферостойкий барьер нашей восстановленной стеновой системы пропускают пар, позволяя влаге выходить наружу. Сайдинг и отделка должны позволять этой влаге полностью выходить на улицу. Поэтому мы установили сайдинговую систему от дождя с сайдингом HardiePlank (jameshardie.com), прибитым к обвязке 1×4. Мы использовали композитную отделку Boral TruExterior (boralamerica.com) для фризовой доски и водяного зеркала, угловых досок, а также отделки карниза и граблей. HardiePlank представляет собой армированный волокном цементный композит, а Boral TruExterior представляет собой композит из летучей золы, извлеченной из угольных электростанций, в сочетании с полиуретаном. Ни один из материалов не подвержен гниению или повреждению насекомыми.