عایق‌کاری زیرشیروانی در نورث شور: چرا بام مرطوب‌تر می‌شود

چرا زیرشیروانی سردتر، زیرشیروانی مرطوب‌تر است

هوای گرم آب بیشتری را به‌صورت بخار در خود نگه می‌دارد. بخار همان آب در حالت گاز است و دیده نمی‌شود، همان چیزی که نفس شما، دوش و آشپزی به هوا اضافه می‌کنند. وقتی این هوای گرم داخل به یک سطح سرد برسد، بخار روی آن سطح دوباره به آب مایع تبدیل می‌شود. به این میعان می‌گویند، همان چیزی که در تابستان روی لیوان سرد رخ می‌دهد.

در خانه، هوای گرم و مرطوب بالا می‌رود و هر سوراخی را در سقف پیدا می‌کند. چراغ‌های توکار سقفی، لوله‌های اصلی فاضلاب، فاصله دور هواکش حمام، بالای دیوارهای داخلی، سوراخ سیم‌کشی. هوا وارد زیرشیروانی می‌شود و به تخته‌های پوشش زیر بام می‌رسد، یعنی صفحه‌های تخته چندلایه یا OSB که روی تیرهای شیب‌دار بام (rafter) میخ شده‌اند و شینگل‌ها را نگه می‌دارند. در زمستان این صفحه سرد است.

عایق بیرون رفتن گرما از خانه را کند می‌کند. هدفش همین است و کار می‌کند. یک اثر جانبی آن در خانه‌ای که هیچ وقت درزگیری هوا نشده این است که زیرشیروانی حالا از قبل سردتر است، چون گرمای کمتری به آن می‌رسد. تخته‌های پوشش سردترند، پس میعان زودتر شروع می‌شود و بعد از آن گرمای کمتری برای خشک کردن دوباره هست.

همان مقدار هوای مرطوب هنوز از سقف بالا نشت می‌کند، چون عایق مانع عبور هوا نیست. عایق الیافی دمیده هوا را مستقیم از خود عبور می‌دهد. پس این ارتقا یک نیمه از مسئله را تغییر می‌دهد و نیمه دیگر را دست‌نخورده می‌گذارد. این‌طور است که کاری که به نام بهبود مصرف انرژی فروخته شده به یک مشکل رطوبت تبدیل می‌شود.

در نورث شور هوای بیرون ماه‌ها پشت سر هم مرطوب است، یعنی زیرشیروانی نمناک روزهای خشک کمتری برای بهبود دارد. به همین دلیل تهویه و درزگیری هوا در اینجا اهمیت بیشتری از آب‌وهوای خشک مناطق داخلی دارند.

قسمت 9.19 چه می‌خواهد

مقررات ساختمانی بریتیش کلمبیا زیرشیروانی را در قسمت 9.19، فضاهای زیر بام (Roof Spaces)، بررسی می‌کند. نخستین ماده پایه همه چیزهای بعدی را می‌گذارد. ماده 9.19.1.1 می‌گوید جز در جایی که بتوان نشان داد لازم نیست، هر جا عایق بین سقف و زیر تخته‌های پوشش بام نصب شود، باید بین عایق و تخته‌های پوشش فاصله‌ای گذاشته شود و دریچه‌های تهویه نصب شوند تا رطوبت از این فضا به بیرون منتقل شود.

هدف را در این جمله ببینید. دریچه‌ها برای بیرون بردن رطوبت هستند. آن‌ها سیستم خشک کردن بام‌اند، و مقررات آن‌ها را همراه عایق در نظر می‌گیرد.

ماده 9.19.1.3 برای این فاصله عدد تعیین می‌کند. بین بالای عایق و زیر تخته‌های پوشش بام باید دست‌کم ۶۳ میلی‌متر فاصله باشد. این همان فاصله آزادی است که هوا از آن می‌گذرد، که از سطح عایق تا چوب بالای آن اندازه‌گیری می‌شود.

همین ماده راه فراری را می‌بندد که بدون آن قاعده بی‌اثر می‌شد. جمله (3) می‌گوید عایق سقف باید طوری نصب شود که جریان آزاد هوا را از دریچه‌های تهویه بام یا از هیچ بخشی از زیرشیروانی یا فضای زیر بام محدود نکند. پس الزام همه مسیر هوا را، از یک سر بام تا سر دیگر، پوشش می‌دهد.

مشکل در لبه‌های بام پیش می‌آید

لبه بام خود را در نظر بگیرید. تیرهای شیب‌دار به پایین می‌آیند و به بالای دیوار بیرونی می‌رسند، و بعد از آن جلوتر می‌روند تا پیش‌آمدگی لبه بام (overhang) را بسازند. زیر این پیش‌آمدگی، زیر لبه بام (soffit) است، همان صفحه افقی که وقتی بیرون می‌ایستید و به لبه بام نگاه می‌کنید می‌بینید. دریچه‌های این صفحه ورودی هوا هستند، جایی که هوای تازه وارد زیرشیروانی می‌شود.

این محل برخورد تنگ‌ترین فضای کل زیرشیروانی است. بام در آنجا پایین‌ترین ارتفاع را دارد، تیر سرتاسری بالای دیوار (top plate) سر راه است، و کسی که در زیرشیروانی سینه‌خیز می‌رود به‌آسانی به آن نمی‌رسد. همین‌جا جایی است که شلنگ دمنده را به سمتش می‌گیرند وقتی کسی می‌خواهد عایق در همه کف یکدست به نظر برسد.

پس عایق به لبه‌های بام رانده می‌شود و دریچه‌های زیر لبه بام را از داخل می‌پوشاند. از دریچه زیرشیروانی همه چیز درست به نظر می‌رسد. از بیرون، دریچه‌های زیر لبه بام هنوز دیده می‌شوند. مسیر هوا بسته است و هیچ‌کس آن را نمی‌بیند.

پاسخ مقررات در ماده 9.19.1.3(2) است. در محل برخورد بام‌های شیب‌دار و دیوارهای بیرونی، جایی که تیغه‌های پیش‌ساخته برای نگه داشتن عایق به کار می‌روند، این تیغه‌ها باید بین عایق و زیر تخته‌های پوشش بام یک فضای هوای بدون مانع بسازند که اندازه آن دست‌کم ۲۵ میلی‌متر باشد و سطح مقطع آن برای برآورده کردن الزامات تهویه ماده 9.19.1.2 کافی باشد. تیغه‌ها همچنین باید دست‌کم ۵۰ میلی‌متر بالاتر از روی عایق به‌صورت عمودی ادامه پیدا کنند.

تیغه هدایت هوا (baffle) یک سینی سفت است، معمولاً از مقوا یا پلاستیک، که در لبه بام بین تیرهای شیب‌دار به تخته‌های پوشش منگنه می‌شود. عایق را عقب نگه می‌دارد و یک کانال باز از دریچه زیر لبه بام به داخل زیرشیروانی نگه می‌دارد. ارتفاع ۵۰ میلی‌متر بالای عایق همان بخشی است که نصاب‌ها فراموش می‌کنند، و اهمیت دارد چون عایق دمیده نشست می‌کند و جابه‌جا می‌شود. تیغه‌ای که روز نصب فقط تا روی عایق برسد، نخستین باری که کسی از کنارش سینه‌خیز رد شود زیر عایق می‌ماند.

• تیغه‌های هدایت هوا پیش از عایق نصب می‌شوند، در هر فاصله بین تیرهای شیب‌دار که زیرش دریچه زیر لبه بام هست.
• کانال هوای پشت تیغه با عرض دست‌کم ۲۵ میلی‌متر باز می‌ماند.
• تیغه دست‌کم ۵۰ میلی‌متر بالاتر از سطح عایق قرار می‌گیرد تا نشست عایق آن را نبندد.
• آن‌ها را از داخل زیرشیروانی و با چراغ، در لبه بام بررسی کنید، و به دیدن از دریچه زیرشیروانی بسنده نکنید.
• هنگام تعویض پوشش بام، وقتی تخته‌های پوشش برداشته شده‌اند، تیغه‌ها از بالا در دسترس‌اند، و این ارزان‌ترین زمان برای اصلاح آن‌هاست.

چه مقدار سطح دریچه، و کجا

ماده 9.19.1.2 مقدار را تعیین می‌کند. قاعده کلی در جمله (1) این است که سطح بدون مانع دریچه‌ها باید دست‌کم ۱/۳۰۰ مساحت سقف عایق‌دار باشد. بدون مانع یعنی سطح باز واقعی دریچه پس از توری و پره‌ها، که از اندازه سوراخی که در بام بریده شده کوچک‌تر است. سازندگان دریچه این عدد را منتشر می‌کنند، پس به جای اندازه گرفتن دهانه، آن را بپرسید.

جمله (2) الزام را در دو حالت دو برابر می‌کند. جایی که شیب بام کمتر از ۱ به ۶ است، یا در بام‌هایی که با تیرچه‌های بام ساخته شده‌اند، سطح بدون مانع دریچه‌ها باید دست‌کم ۱/۱۵۰ مساحت سقف عایق‌دار باشد. شیب ۱ به ۶ یعنی بام برای هر ۶ واحد فاصله افقی ۱ واحد بالا می‌رود، یعنی شیبی ملایم. تیرچه‌های بام یعنی بام با تیرهای تکی ساخته شده که سقف زیر را هم نگه می‌دارند، و سقف شیب‌دار بلند (vaulted یا cathedral) این‌طور ساخته می‌شود.

هر دو حالت در اینجا رایج است. بام‌های تخت و کم‌شیب خانه‌های تیر و ستونی (post-and-beam) در اجمونت و دیپ کوو در حالت اول قرار می‌گیرند. سقف‌های شیب‌دار بلند و باز همین خانه‌ها در حالت دوم. اگر هر کدام از این دو بام شما را توصیف می‌کند، سطح دریچه‌ها دو برابر می‌شود.

جمله (3) جای دریچه‌ها را تعیین می‌کند، و این بخشی است که مشخص می‌کند دریچه‌ها کار می‌کنند یا نه. دریچه‌های لازم ممکن است از نوع روی بام، زیر لبه بام، دیوار سه‌گوش انتهای بام (gable-end) یا ترکیبی از آن‌ها باشند، و باید به‌طور یکنواخت در دو طرف روبه‌روی ساختمان پخش شوند، با دست‌کم ۲۵ درصد دریچه‌های لازم در بالای فضا و دست‌کم ۲۵ درصد در پایین آن.

دلیلش این است که هوا فقط وقتی در زیرشیروانی حرکت می‌کند که بتواند از پایین وارد و از بالا خارج شود. هوای گرم تا تیزه بام بالا می‌رود و از دریچه‌های بالایی بیرون می‌رود، و این هوای خنک بیرون را از زیر لبه‌های بام به داخل می‌کشد. اگر همه سطح دریچه‌ها را در تیزه بام بگذارید، چیزی به آن هوا نمی‌رساند. بامی با ۲۰ دریچه تازه در تیزه و دریچه‌های زیر لبه پوشیده‌شده، هوای کمتری از بامی با دریچه‌های کمتر ولی درست متوازن جابه‌جا می‌کند.

سقف‌های شیب‌دار بلند، تیرک‌های عرضی و بام مانسارد

سقف شیب‌دار بلند زیرشیروانی ندارد. دیوار گچی به زیر همان تیرچه‌هایی بسته می‌شود که بام را نگه می‌دارند، پس هر فاصله بین دو تیرچه یک کانال دراز و باریک با بالا و پایین بسته است. اگر عایق این کانال را پر کند، هوا جایی برای رفتن ندارد، و هیچ کانالی نمی‌تواند به کانال دیگر هوا برساند.

مقررات این را در ماده 9.19.1.2(4) پوشش می‌دهد. جز در جایی که هر فاصله بین تیرچه‌ها جداگانه تهویه شود، فاصله‌های بین تیرچه‌های بام باید با نصب تیرک‌های عرضی (purlin) دست‌کم ۳۸ در ۳۸ میلی‌متر روی تیرچه‌های بام به هم وصل شوند. تیرک عرضی در اینجا یک تکه چوب باریک است که پیش از نصب تخته‌های پوشش، روی تیرچه‌ها و عمود بر آن‌ها گذاشته می‌شود. تخته‌های پوشش را از روی تیرچه‌ها بالا می‌برد و یک فاصله پیوسته در عرض بام باقی می‌گذارد، تا هوا بتواند از یک فاصله به فاصله بعدی برود.

این یک تصمیم درباره اسکلت‌بندی است. هنگام ساختن یا ساختن دوباره بام گرفته می‌شود، و بعداً بدون برداشتن تخته‌های پوشش نمی‌توان آن را اضافه کرد. پس اگر قصد دارید سقفی را باز کنید و آن را شیب‌دار بلند کنید، یا بام خانه‌ای را که از قبل چنین سقفی دارد عوض می‌کنید، این موضوع باید پیش از سفارش مصالح در نقشه‌ها باشد.

راه دیگری که همان جمله می‌دهد، تهویه جداگانه هر فاصله بین تیرچه‌هاست، با ورودی هوای خودش در پایین و خروجی خودش در بالای همان کانال. برای هر فاصله کار بیشتری دارد و جایی به کار می‌رود که تیرک‌های عرضی ارتفاع سقف را تغییر می‌دهند.

یک استثنا هست که دانستنش ارزش دارد. ماده 9.19.1.4 می‌گوید بخش پایینی بام مانسارد یا گامبرل (mansard یا gambrel) لازم نیست تهویه شود، و بخش بالایی باید مطابق مواد 9.19.1.1 تا 9.19.1.3 تهویه شود. بام مانسارد یا گامبرل در هر طرف دو شیب دارد، یک شیب تند در پایین و یک شیب کم در بالا. بخش تند پایینی معاف است. هر چیزی بالای آن از قاعده‌های معمول پیروی می‌کند.

پیش از نصب عایق چه کارهایی باید انجام شود

سطح سقف همه سطحی است که بین خانه گرم و زیرشیروانی سرد قرار دارد. درزگیری هوای آن یعنی بستن همه سوراخ‌های این سطح، تا هوای داخل دیگر به زیرشیروانی نشت نکند. این کاری است که ارتقای عایق را ایمن می‌کند، و باید اول انجام شود، چون وقتی نیم متر الیاف ریخته روی کف زیرشیروانی باشد هیچ‌کس سوراخ‌ها را پیدا نمی‌کند.

فهرست کوتاه است و در بیشتر خانه‌ها یکسان است. بدنه چراغ‌های توکار سقفی. لوله‌های هواکش لوله‌کشی فاضلاب (venting) جایی که از سقف می‌گذرند. بدنه هواکش حمام و کانال آن. بالای دیوارهای داخلی، جایی که فاصله بین دو تیر سرتاسری بالای دیوار در همه طول دیوار ادامه دارد. سوراخ‌های سیم و لوله. شفت دودکش، که به درزگیر نسوز و فاصله‌های ایمنی خودش نیاز دارد.

ببینید هواکش‌ها واقعاً به کجا می‌روند. در خانه‌های قدیمی نورث شور، هواکش حمام یا آشپزخانه اغلب با یک کانال شل یا بدون هیچ کانالی در زیرشیروانی تمام می‌شود، پس هوای خیسی که از حمام بیرون می‌برد مستقیم روی تخته‌های سرد پوشش بام می‌رسد. هر هواکش به یک کانال سفت نیاز دارد که تا یک دریچه سرپوش‌دار بیرون ساختمان برود و در همه طولش عایق شده باشد تا هوای مرطوب داخل آن پیش از بیرون رفتن میعان نکند.

برای چراغ‌های توکار پیش از اینکه زیر عایق بروند باید تصمیم گرفت. چراغی که برای تماس با عایق رتبه ندارد، وقتی پوشانده شود بیش از حد داغ می‌شود و خطر آتش‌سوزی دارد. رتبه IC یعنی چراغ برای تماس با عایق آزمایش و تأیید شده است، پس عایق می‌تواند به آن بچسبد. رتبه‌ای را که روی بدنه هر چراغ حک شده بررسی کنید. جایی که این رتبه نیست یا خوانا نیست، به جای ساختن جعبه دور چراغ، آن را با یک چراغ درزبندی‌شده دارای رتبه IC عوض کنید، چون جعبه یک سوراخ دیگر در لایه مانع هوا است.

بعد پیش از اضافه کردن هر چیزی، خود زیرشیروانی را نگاه کنید. لک تیره روی تخته‌های پوشش، نوک میخ‌های زنگ‌زده، کپک روی چوب، عایق فشرده یا خیس، نور روز در جایی که نباید باشد. اضافه کردن عایق روی یک مشکل رطوبتِ هنوز فعال آن را پنهان و بدتر می‌کند. علت را برطرف کنید، بگذارید چوب خشک شود، بعد عایق‌کاری کنید.

• همه سوراخ‌های سقف را درزگیری کنید: چراغ‌های توکار، لوله‌های اصلی، بدنه هواکش‌ها، تیرهای سرتاسری بالای دیوار، سوراخ‌های سیم‌کشی.
• هر هواکش حمام و آشپزخانه را با کانال به یک دریچه سرپوش‌دار بیرونی برسانید و کانال را عایق کنید.
• مطمئن شوید هر چراغ توکار رتبه IC دارد، یا آن را با یک چراغ درزبندی‌شده دارای رتبه IC عوض کنید.
• پیش از رسیدن عایق، در هر فاصله بین تیرها تیغه هدایت هوای لبه بام نصب کنید.
• تخته‌های پوشش را برای لک، کپک یا پوسیدگی بازرسی کنید و از آن‌ها عکس بگیرید، و اول مشکل را حل کنید.
• دریچه زیرشیروانی را درزگیری و عایق کنید، چون هم در لایه مانع هوا و هم در عایق یک سوراخ است.

دریچه زیرشیروانی، و چرا مقررات به آن اهمیت می‌دهد

ماده 9.19.2.1 برای هر زیرشیروانی یا فضای زیر بام یک دریچه دسترسی الزامی می‌کند، جایی که فضای باز آن ۳ مترمربع یا بیشتر مساحت، ۱ متر یا بیشتر طول یا عرض، و دست‌کم روی همان مساحت ۶۰۰ میلی‌متر یا بیشتر ارتفاع داشته باشد. اگر فضا هر سه شرط را داشته باشد، دریچه می‌خواهد.

اندازه در همین ماده تعیین شده است. دریچه باید دست‌کم ۵۵۰ در ۹۰۰ میلی‌متر باشد، با این استثنا که جایی که دریچه فقط به یک واحد مسکونی خدمت می‌کند می‌تواند به ۰٫۳۲ مترمربع مساحت کاهش یابد، به شرطی که هیچ بُعد آن کمتر از ۵۰۰ میلی‌متر نباشد. جمله (3) اضافه می‌کند که دریچه‌های زیرشیروانی یا فضای زیر بام باید در یا درپوش داشته باشند.

حالا دریچه را کنار بحث درزگیری هوا در بالا بگذارید. دریچه یک دهانه مستطیلی است که در سقف بریده شده است. روزی که قاب آن ساخته شد، کسی دیوار گچی، لایه کنترل بخار (vapour control) و عایق را برید و یک تکه تخته چندلایه را شل در سوراخ گذاشت. هوای گرم و خیس به بالاترین نقطه خانه می‌رود، که در بیشتر نقشه‌ها سقف راهرو است، همان‌جا که دریچه قرار دارد.

پس دریچه یکی از بزرگ‌ترین نشتی‌های هوا در یک خانه معمولی است، و در عایق هم یک جای خالی است. کار درست این است که دور قاب نوار درزگیر نصب کنید تا درپوش وقتی بسته است درزبندی شود، یک قفل یا گیره اضافه کنید که آن را روی نوار درزگیر پایین نگه دارد، و روی رویه بالایی درپوش عایق سفت به ضخامتی برابر با بقیه زیرشیروانی ببندید. این کار عملی است که از درزگیری هوایی می‌آید که عایق به آن وابسته است.

پله تاشوی زیرشیروانی هم همین کار را لازم دارد، با یک جعبه عایق‌دار که از سمت زیرشیروانی روی همه دهانه قرار می‌گیرد.

چه مقدار عایق، و به کدام عدد اعتماد کنیم

مترو ونکوور در منطقه اقلیمی ۴ (Climate Zone 4) قرار دارد، معتدل‌ترین منطقه در میان منطقه‌هایی که در الزامات انرژی بریتیش کلمبیا به کار می‌روند. راهنمای منتشرشده دولت بریتیش کلمبیا درباره مصرف انرژی خانه‌ها در منطقه اقلیمی ۴، حداقل مقاومت حرارتی مؤثر برای سقف‌های زیر زیرشیروانی را RSI مؤثر ۶٫۹۱ تعیین می‌کند، که حدود R-39 در واحدهای امپریال چاپ‌شده روی کیسه‌های عایق است.

این واحدها ارزش یک بار توضیح دارند. RSI و R-value هر دو نشان می‌دهند یک ماده چقدر در برابر جریان گرما مقاومت می‌کند، و عدد بالاتر یعنی مقاومت بیشتر. RSI نسخه متریک است و R-value نسخه امپریال، پس RSI ۶٫۹۱ و R-39 یک عملکرد را توصیف می‌کنند. مؤثر یعنی عدد برای همه لایه‌ها همراه اسکلت چوبی، که گرما را بیشتر از عایق بین آن منتقل می‌کند. عدد چاپ‌شده روی کیسه فقط برای خود عایق است، پس همیشه از عدد مؤثر لایه‌هایی که با آن ساخته می‌شود بالاتر است.

RSI مؤثر ۶٫۹۱ را حداقل ثابت راهنمای منطقه اقلیمی ۴ بدانید و الزام فعلی پروژه خودتان را تأیید کنید. الزامات انرژی با دوره‌های مقررات به‌روز می‌شوند، شهرداری‌ها زمان‌بندی خودشان را دارند، و پروژه شما ممکن است در مسیر استپ کد انرژی بریتیش کلمبیا باشد، که در آن خانه با عملکرد شبیه‌سازی‌شده و آزمایش درِ دمنده (blower door) سنجیده می‌شود و جدول حداقل‌ها ملاک نیست.

پیش از خرید مصالح، از اداره ساختمان یا از مشاور انرژی پروژه بپرسید کدام مسیر اعمال می‌شود. در مسیر استپ کد، نتیجه آزمایش نشت هوا معمولاً بیش از ۵۰ میلی‌متر الیاف ریخته بیشتر در زیرشیروانی در قبول شدن شما اثر دارد، و این بحث را دوباره به درزگیری سطح سقف برمی‌گرداند.

فراتر از حداقل لازم، زیرشیروانی یکی از ارزان‌ترین جاها برای افزودن ضخامت عایق است، چون فضا باز است و مصالح ارزان است. حد آن فاصله ۶۳ میلی‌متری ماده 9.19.1.3 و الزام جریان آزاد هوا در جمله (3) است. ضخامتی که کانال هوا را در لبه بام ببندد بیش از آنچه صرفه‌جویی کند هزینه دارد.