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冰坝现象:对策

在多雪的冬季,很多北方的木结构建筑都受冰坝的困扰。但大多数建造商不清楚冰坝形成的具体原因,因此无法给出有针对性的预防手段。

 

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严重的冰坝现象

 

冰坝是这样形成的:从屋内散出的热量会把屋面覆面板加热,屋面下层的雪被温暖的覆面板融化。融化的雪水沿着屋面往下流,碰到屋檐附近的寒冷屋面层就会结成冰。最终,水会在冰坝后方聚集。如果积水量足够大,就会进入覆面板下方,从而破坏天花板。
Ice Dam 3

屋面的雪融化形成冰坝

 

处理冰坝问题的四个可能的解决方案如下:

  • 将室内与阁楼的缝隙进行密封,防止空气泄露;
  • 增加屋面保温性能;
  • 加强保温层顶部和屋面覆面板之间的通风;
  • 在屋面瓦下方安装防冰水屏障。

 

前三个方案可以减轻或彻底解决冰坝的问题,最后一个方案则属于退而求其次的选项。

 

第一步:防止空气泄露

大多数冰坝的形成是因为房屋的气密层存在缺陷。在冬天,如果温暖的室内空气找到渗入屋面覆面板下方的途径,湿热的空气就会让覆面板变得温暖。这可不是什么好现象。

 Ice Dam 03 - Air Leakage

空气泄漏引起的融雪与冰坝问题。

 

已故的节能专家Tony Woods在工作中致力于解决冰坝问题,他是加拿大物理学家,还是位于安大略省米西索加市的加美建筑外围专家组创始人。通过检查数百栋房屋出现的问题,Woods从他的经验得出的结论是,大多数冰坝的形成是由室内空气泄露引起的。

 

几年前,在写一篇名为《节能设计更新》的文章时,我采访了Woods先生。“你不能对房屋业主说‘可以去检查一下你的阁楼么?’ – 因为他们不想去检查阁楼,”Woods先生这样跟我说。“出现问题,房屋业主会去找谁呢?他们总是会去找屋面工。屋面工会替换掉腐烂的木质部分,并会劝说房屋业主购买新的屋盖。”

 

Woods记得有一位女士的房子每年冬天都会出现漏水的问题。“那位女士两、三年时间找了3名屋面工”,Woods跟我说。“第一个屋面工劝说她更换了屋盖”。但是之后的冬天她屋子的天花板又变潮了。

 

“第二年,她又找了一个屋面工,被告知第一个屋面工没有把通风做好,于是这名屋面工就在原来的屋盖上又加了一个屋盖。但她的屋子还是出现了同样的问题。就在第三个屋面工过去的时候,她给我打电话去检查一下房子。我们发现屋里面有很多射灯。。。当我们告诉他问题不在屋面,这位女士放声大哭起来。”

 

除非你随手可以找到气密性检测设备,不然你只能爬到屋面上四处查看,才能定位漏气的具体位置。“通过使用喷涂聚氨酯泡沫可以解决大多数的密封问题,”Woods告诉我,“通常你需要先把保温材料拨到一边才能看到顶梁板。大多数情况下你可以通过喷涂泡沫对管道四周进行密封。我们偶尔也需要切割石膏板把筒灯围起来。另外,50%以上的排气扇没有和室外连接,所以我们需要延长排风管道。”虽然Woods经常建议房屋业主需要提高屋面的保温性能,但他却跟我说:“我们需要做的工作大多是进行填充以及用喷涂堵孔。”

 

第二步:检查保温等级。

一旦完成了漏气孔洞的封堵,就需要着手检查保温等级。最新的国际住宅规范要求位于6,7,8气候带(这个区域包含爱德华,犹他州北部,怀俄明州,南达科他州,明尼苏达州,威斯康辛州,密歇根北部,纽约州北部,佛蒙特州,新罕布什尔州和缅因州)的住宅屋面保温需要达到R-49。

 

在这些区域,玻璃纤维保温棉、纤维素或开孔喷涂泡沫的厚度至少要达到14英寸(约350mm)。如果使用吹入式玻璃纤维保温,厚度要达到20英寸(约500mm)才能具备R-49的保温性能。

 

在4和5气候带 – 包含亚利桑那北部,新墨西哥北部和田纳西州 – 屋面的保温应至少要达到R-38。这就意味着玻璃纤维保温棉、纤维素或开孔喷涂泡沫的厚度至少要达到11英寸(约280mm),或15英寸(约380mm)厚的吹入式玻璃纤维。

 

关于阁楼保温的另外两点:

  • 阁楼保温层必须完全覆盖房屋外墙的顶梁板。
  • 规范中对保温的要求代表的是法定的最低限度。大部分考虑节能的建造商都会选择在最低要求的基础上提高。

 Ice Dam 01 - Insulation 1

墙体上方受椽条/桁架的空间限制,保温棉填塞不够,导致热量泄漏。

Ice Dam 02 - Insulation

 

保温棉填塞厚度不够,散发的热量引起冰坝现象。

 

第三步:改善保温层和屋面覆面板之间的通风。

尽力做好第一步和第二步之后,可以考虑采取第三步措施:通风。屋顶通风并不是防止冰坝的第一选择,它的目的是用室外冷空气给屋面降温。

 

通过屋面通风解决冰坝的问题时要记住:

  • 如果没有进行气密封的工作,而只是提升了通风道的能力,反而会加剧冰坝效应,或导致燃料开支增加。(高效的屋脊通风会导致阁楼区域出现负压,从而加速屋顶空气的泄露,给屋面覆面板带去更多的湿热空气)。
  • 最好的通风道做法要实现望板通风和屋脊通风的平衡。不需要给阁楼做山墙通风。
  • 斜向天花板中,可在保温层和通风道之间安装一道空气阻隔层。现场制作通风斜槽(完成泡沫喷涂或打胶)要比聚苯乙烯挡板的效果好很多。

 

Ice Dam 04 - Proper With Vent

足够的保温棉、无空气泄漏且使用通风道保证良好通风,可解决屋面的冰坝问题。

 

以前,规范中规定的最低保温要求远不足以应对实际的情况,寒冷地区的每栋房屋基本上都会流失很多的热量造成冰坝。很多建筑监理发现阁楼保温符合规范的要求,错误的认为只有通过提升通风性能才能阻止冰坝的形成。近些年,建筑规范中提高了对阁楼保温的要求。现在,如果你的屋面气密性良好,保温符合最新的建筑规范要求,就很少会出现冰坝。

 

虽然所谓的热屋面(没有通风的屋面)性能不错,有一点非常重要:如果雪足够厚,冰坝还是会形成的。(太厚的雪就像保温棉。如果屋面上覆盖着两英尺厚蓬松的雪花,下层的雪不会受到外部寒冷气温的影响,这样雪就比较容易融化。)所以,如果你在的地区经常下雪,你还是要使用冷(通风的)屋面。

 

第四步:在屋面覆面板上安装一层防冰水屏障。

会有很多屋面工自认为有解决冰坝问题的万全之策:把整个屋面用防冰水屏障盖住。

碰到这样的屋面工,你要赶紧离开他们,越快越好。这些人是彻底的被冰坝打败了。他们根本没有任何计划去修补阁楼漏风的打算,也没考虑去提高保温性能,还放弃了通风。事实上,他们根本就没有任何防止冰坝问题的计划。他们其实是在说:“你房子上会出现冰坝,可能还会很大。我们阻止不了热量泄露,干脆就让冰坝慢慢积累变大吧。防冰水屏障应该可以让你的天花板保持干燥。”

 

话虽如此,防冰水屏障是一个相对便宜的保险措施。如果使用恰当 – 从屋檐开始在屋面上铺设防护层,一直铺到高出外墙3英尺(约90公分)的地方。冰&水防护层对由于反常的气候条件或把糟糕的阁楼保温而形成的冰坝有一定的防护作用。

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屋面的防冰水屏障

 

但要记住:使用橡胶薄膜应该是你最后的选择。首先要做的是空气密封、增强屋面的保温性能与做好屋顶通风。