Building Science Corporation (Svenska)

EIFS och stuckatur

Exteriör isolering och Finish system (EIFS) är en relativt ny beklädnad system som kombinerar en finish med ett lager av yttre isolering. Finishen består av polymera (organiska) bundna aggregat och cement förstärkt med ett glasnät. Stuckatur är en beklädnad av oorganisk cement (Portlandcement och/eller kalk) bunden sand eller jord som används i tusentals år. Även om dessa två klädesplagg kan se likadana ut, de utför mycket annorlunda.,

problem

EIFS blev mycket populär på 1980-talet och upplevde ett stort antal allvarliga misslyckanden, nästan alla relaterade till regnpenetration. Tidiga EIF använde ett ansiktsförseglat tillvägagångssätt (definierat senare). Ytförseglade isolerings-och efterbehandlingssystem (EIF) är i sig defekta och olämpliga för användning som ett yttre Beklädnadssystem där fuktkänsliga komponenter används utan avsättning för dränering eller på platser och aggregat utan tillräcklig torkning. De flesta EIF från det förflutna var ansiktsförseglade system som per definition inte hade någon bestämmelse om dränering., Det typiska systemet innehåller också fuktkänsliga material. Specifikt används följande fuktkänsliga komponenter: yttre gipsskivor, oriented strand board (OSB) eller plywoodmantel, metall-eller träpinnar, glasfiberhålisolering och inredning gipsskivor (Figur 2).
avrunna EIF skiljer sig avsevärt från system som är förseglade i ansiktet, eftersom de per definition har en avsättning för dränering (Figur 3). Till skillnad från ansiktsförseglade perfekta barriärsystem kan sådana system med framgång användas som ett yttre Beklädnadssystem i väsentligen alla klimat och exponeringar., Drainerbara EIF-fonder omfattas inte av samma begränsningar av användningen som system med slutna ytor eller barriärer. I själva verket är dränerbara EIF bland de mest robusta och avancerade fuktkontrollaggregat som finns tillgängliga.,

Figur 2: Face-sealed EIFS Assembly

effekt av klimat

yttre och inre klimat i många regioner i hela Nordamerika ger begränsade torkpotentialer på grund av hög relativ fuktighet under hela året., Detta är särskilt ett problem i varmt fuktigt och blandat fuktigt klimat. Denna begränsade torkningspotential ger otillräcklig torkning för EIF där fuktkänsliga komponenter används utan avsättning för dränering. Inåt torkning elimineras i huvudsak genom installation av inre ångspärrar eller ogenomträngliga inre ytbehandlingar såsom vinyl väggbeklädnad.

fuktskador är i huvudsak en hastighetsfråga. När graden av vätning är större än torkningshastigheten uppstår ackumulering., När mängden ackumulerad fukt överstiger ett materials säkra eller tolerabla fuktlagringskapacitet, uppstår försämring. Den typiska fuktskadan i en EIFS-montering är försämring på grund av mögel, träförfallssvampar och korrosion som leder till förfall, förlust av styrka och missfärgning. De komponenter som främst påverkas är det inre och yttre gipsbandet, metall-eller träpinnarna och glasfiberhålisoleringen. Mindre drabbade är EIFS lamina och tätningsmedel.,

graden av vätning av en byggenhet är en funktion av exponering, design, konstruktion och drift / underhåll. Hastigheten för torkning av en byggnad är en funktion av samma parametrar.

den huvudsakliga vätningsmekanismen för EIFS-aggregat är regn. Precis som alla Beklädnadssystem är EIF känsliga för regnets frekvens och svårighetsgrad. Mängden regn som deponeras på en yta bestämmer vilken typ av tillvägagångssätt som krävs för att kontrollera regn. Figur 4 är en karta över årlig nederbörd För Nordamerika., Denna karta definierar fyra regnexponeringsområden baserat på årlig nederbörd på en horisontell yta: extrem, hög, måttlig och låg. Regnet som måste styras av väggar är regn på en vertikal yta. Mängden regn som faktiskt deponeras på en vägg kan variera dramatiskt (med en faktor tio) i en given klimatzon beroende på höjd, exponering, överhäng och ytdetaljer. Kort sagt, klimatet och arkitekturen definierar mängden regn exponering. För alla utom de lägsta exponeringarna (t. ex.,, väggen i en envåningsbyggnad med en wrap runt veranda) Face-förseglade närmade sig kan inte rekommenderas.

fotografera 1: arkitektoniska detaljer såsom överhäng, balkonger och räcke anslutningar bidrar till mängden regn deponeras i eller på en vägg.

Figur 4: regn karta över Nordamerika

Regnskyddsstrategier

tre breda typer av regnskyddsstrategier finns tillgängliga för byggnadsutrymmen (se även BSD-013: regnskydd i byggnader).,

• vatten hanteras:
  • lagring eller reservoar
  • dränerad
• perfekt barriär

reservoaren eller lagringsmetoden används traditionellt med tunga, massiva, fasta aggregat av icke-vattenkänsliga material som sten, tegel, murverk och betongkonstruktioner. Det dränerade tillvägagångssättet används traditionellt med ljus, ihålig, vattenkänslig konstruktion som träram, gardinvägg och stålramkonstruktioner. Den perfekta barriärmetoden har tillämpats på fabriksbyggda enheter, gardinväggar och vissa EIFS.,

lagringsmetoden förutsätter att lite regnvatten kommer att passera genom beklädnadssystemet i väggmonteringen. I allmänhet lagras detta regnvatten i väggmonteringens massa tills torkning genom diffusion sker kapilläritet och luftflöde till antingen utsidan eller inredningen. Barriärmetoden bygger på vattenbeständiga material, en signifikant reservoar eller lagringskapacitet och en balans mellan vätningspotentialer med torkpotentialer. Historiskt sett är detta den äldsta tekniken som används för regnkontroll.,

det dränerade tillvägagångssättet förutsätter också att lite regnvatten kommer att passera genom väggmonteringens beklädnad eller ansikte. Men majoriteten av detta regnvatten dräneras tillbaka till utsidan. Ett dräneringsplan installeras bakom ytterbeklädnaden för att underlätta denna dränering. Detta dräneringsplan kräver ett dräneringsutrymme (luftgap), blixtar och gråt öppningar för att fungera. Dräneringsutrymmet, som kan vara så litet som utrymmet mellan två ark byggpapper, tillåter regnvatten att dränera mellan dräneringsplanet och ytterbeklädnaden., Blinkningen samlar upp det dränerande vattnet och leder ut det genom de gråtande öppningarna till utsidan. Den lilla mängden regnvatten som inte dräneras till utsidan, torkar genom diffusion, kapilläritet och luftflöde till antingen utsidan eller inredningen som i lagringsmetoden.

den perfekta barriärmetoden förutsätter att ett enda lager kontrollerar all regnpenetration. Om detta skikt är det yttre skiktet, är tillvägagångssättet ofta märkt ” ansiktsförseglad.”Om barriären placeras i aggregatet kallas den” dolda barriären.,”

traditionell stuckatur

traditionella stuckaturklädnader har framgångsrikt använt de vattenhanterade metoderna, både lagring och tömning. Traditionell stuckatur gjord på utsidan med en Portlandcement baserad stuckatur är ett klassiskt och framgångsrikt exempel på en lagringsmetod för regnkontroll. En ånggenomsläpplig färg används ofta över stuckaturen för att minska regnabsorptionen samtidigt som den tillåter torkning till utsidan. Interiör finish är typiskt ånggenomsläppliga och hålls borta från det inre murverk yta för att främja torkning till det inre., Regnvattnet som kommer in genom stuckaturen lagras ofarligt i muren tills det kan torka till antingen inredningen eller utsidan.

traditionell stuckatur med hjälp av den dränerade metoden (Figur 5) är gemensam för träram eller stål studväggar som är mantlade med plywood eller gipsskiva. Två lager av byggpapper och metall lath installeras singel mode över det yttre höljet. En Portlandcement baserad stuckatur återges sedan över metall ribba och bygga papper. Byggpapperna absorberar vatten, sväller och rynkar., Efter applicering, byggpapper torr, krympa och stuckatur rendering debonds från byggpapper skapar ett dräneringsutrymme. Dräneringsutrymmet är anslutet till weep screeds eller flashings för att slutföra systemet. Vattnet som kommer in genom stuckaturen dräneras tillbaka till utsidan av dräneringsplanet och gråt screeds eller blinkande system.

traditionella stuckatursystem känner igen de uppenbara stuckatursprickorna. Dessutom, eftersom traditionella stuckatur sprickor, traditionella stuckatur system läcka. Eftersom traditionella stuckatursystem läcker, måste läckande regnvatten åtgärdas., Detta görs antingen genom att konstruera aggregat från vattenbeständiga material som murverk och förlita sig på höga torkpotentialer eller genom att använda vattenhantering – dräneringsplan, dräneringsutrymmen och blinkande system.

Figur 5: traditionell tömd stuckatur montering

många andra traditionella Beklädnadssystem känner också igen de uppenbara beklädnadssystemen läcka., Tegel läckor, trä sidospår läckor, vinyl sidospår läckor, sten läckor, granit läckor, stuckatur läckor, hårdpapp sidospår läckor, prefabricerade konkreta läckor, gardinvägg aggregat läcka – allt läckor. Eftersom allt läcker, aggregat är konstruerade av vattenbeständiga material eller de dräneras. Detta är en grundläggande regel för design och konstruktion.

låga byggnader med låg exponering (överhäng, enkla former) byggda i klimat med lite regn (t.ex. mindre än 20″ per år), och massor av torkningskapacitet (torr luft och sol) har länge byggts med liten oro för regnkontroll., Nästan allt kan byggas med vilken typ av material som helst. I dessa situtations, väggar blir inte mycket våt och de torkar ut snabbt. Graden av vätning är låg medan torkningshastigheten är hög-ackumulering uppträder sällan och även fuktkänsliga material kan användas vid lagring, och väggar med misslyckade perfekta barriärer uppvisar sällan problem.

traditionell konstruktion erkänner något annat som också är uppenbart – det är inte möjligt att förlita sig på perfekt utförande och perfekta material. Människor är ofullkomliga och material är ofullkomliga., Det finns begränsningar för vad som kan förväntas av individer i fältet och det finns variation i materialets kvalitet – från tätningsmedel till träkvalitet, från tätheten av skummantel till färgens permeabilitet.

Face-Sealed EIFS and Sealant Joints

att förlita sig på perfekt utförande och perfekta material för att hålla regn ute, på en plats där det regnar, är en grundläggande brist i logiken. Det strider mot historisk erfarenhet och strider mot mänsklig natur., Därför är EIF i sig defekta och olämpliga för användning som Fasader System där fuktkänsliga komponenter används utan en bestämmelse om dränering eller på platser utan tillräcklig torkning. Lämplig torkning kommer att ske på platser med höga torkpotentialer-platser där det i huvudsak inte regnar mycket.,

penetration av regnvatten sker främst vid fogar och penetrationer: mellan EIFS lamina och fönster, genom balkongelement, genom räcken, genom fönster, genom skjutdörrar, genom servicegenomföringar, genom gränssnitt mot andra klämmor och genom taksystemet, särskilt vid gränssnittet mot parapeten. Vatten kan även tränga igenom stora sprickor i lamina själv. Att regnvatten kommer in bör inte vara en överraskning eftersom, för alla praktiska ändamål, regnvatten penetration förbi ansiktet är omöjligt att på ett tillförlitligt sätt förhindra överallt över beklädnaden.,

Face-sealed perfect barrier EIFS-system är fundamentalt bristfälliga eftersom de är beroende av perfekt tätningsmaterial installerat på ett perfekt sätt för att perfekt förberedda substrat. Det kan vara möjligt att installera tätningsmedel i en fog perfekt-om ytorna är rena, torra, dammfria och rätt tätningsmedel, backer stång och gap finns. Låt oss också anta bra väder, inte för kallt, inte för varmt, inte regnar och installatören är välutbildad och motiverad av kvalitet inte hastighet. Men vad sägs om att installera tätningsmedel perfekt i 10 leder?,

är det möjligt för en tekniker att installera tätningsmedel perfekt i 10 leder i rad? Låt oss anta perfekt förberedda leder: leder som är” backwrapped ” ordentligt, med rätt gap. Det är förmodligen möjligt-en samvetsgrann, välutbildad, övervakad tekniker kan göra 10 perfekta leder i rad.

nu vad sägs om 100 leder? Minns, att lederna måste vara helt förberedd och att denna beredning är beroende av andra branscher och tekniker: fönstret installation entreprenör och skum och lamina applikationstekniker., Jag tror att de flesta rationella människor skulle ha problem med 100 perfekta leder. Men kravet på 100 perfekta leder är ingenting-en droppe i hinken för vad som krävs. Vad sägs om 1000 perfekta leder? Eller 10000 perfekta leder? Nu börjar vi bli lite upprörande. Men detta är vad som krävs av EIF konstruerade med fuktkänsliga komponenter utan avsättning för dränering eller tillräcklig torkning.

men när det gäller leder börjar vi bara. Hur väljer du tätningsmedlet?, Tja, måste materialet hålla sig till lamina, måste vara motståndskraftig mot ultraviolett ljus; basskiktet bindningsstyrka till den styva isoleringen (EPS) måste vara större än tätningsmedlet bindningen; och materialet måste också vara överkomligt. Finns ett sådant tätningsmedel? Vissa kommer nära att uppfylla dessa krav, men de används inte ofta. Förresten, alla fönster läcker. Så även om man uppnår det omöjliga, kommer vatten att tränga bakom det perfekta tätningsmedlet vid penetreringar och därmed fångas i aggregatet.

hur länge ska denna gemensamma pågå?, Hur kan du berätta när tätningsmedlet i fogen behöver bytas ut eller hur kan du berätta när fogen behöver rehabiliteras? Hur byter du tätningsmedel i lederna? Hur förbereder du ytorna för att ta nytt tätningsmedel? Om du försöker slipa ytorna rena riskerar du att skada förstärkningen. Du tror att installera tätningsmedlet perfekt första gången var svårt-vad sägs om efter byggnaden har åldrats ett decennium? Vad gör vi nu? Verkligen.,

det är det nya årtusendet och argumenten kring dessa frågor fortsätter att rasa – det finns ingen konsensus inom EIFS – industrin-konsensus existerar verkligen inte bland konsulter som arbetar med rehabilitering av EIFS klädda byggnader.

alla system som bygger på perfekta fogar, förseglade perfekt, med perfekta fönster är fundamentalt, i sig defekta. Systemet, om det är konstruerat med fuktkänsliga material i ett klimat där det regnar och har hög luftfuktighet, är avsett för problem.,

sprickbildning

traditionella stuckatursprickor på grund av torkning krympning eller hygriska påfrestningar, embrittlement på grund av åldrande och byggnadsrörelse. EIFS laminas gör samma sak av i huvudsak samma skäl. Det är inte möjligt att förhindra att traditionell stuckatur spricker. Detsamma gäller för EIFS laminas. I båda fallen styrs sprickans storlek till hanterbara nivåer.

om torkning krympning eller hygrisk och termisk stress inte var ett problem i EIFS laminas, skulle maskförstärkning inte vara nödvändigt., Funktionen av maskförstärkning är att fördela de hygriska spänningarna genom lamina snarare än att tillåta stressavlastning att uppstå på en enda plats som en stor spricka. I den mest grundläggande bemärkelse en spricka är stress. När sprickbildning börjar inträffa, är en ytterligare funktion av maskförstärkning att främja mikrosprickning-många små sprickor snarare än färre större sprickor, och för att begränsa sprickbildning – korta sprickor snarare än långa., Mer maskförstärkning ger effektivare fördelning av hygriska påfrestningar, främjar effektivt mikrokrackning och begränsar sprickförökning.

tyvärr leder användningen av glasfibernät i en alkalisk miljö till försämringen av glasfibernätet. För att kompensera för detta är nätet belagt med plast och den alkaliska miljön buffras kemiskt. Emellertid leder långvarig exponering av lamina till fukt så småningom till en förlust av styrkan hos glasfibernätet. Denna försämringsmekanism kan bara sakta ner, inte stoppas eller förhindras., Det finns ingen känd lösning på detta problem. För att ytterligare kompensera för detta problem används mer maskförstärkning och tjockare maskförstärkning. Logiken är: om det kommer att bli svagare, gör det starkare än du behöver i början, så att det senare fortfarande kommer att vara tillräckligt starkt. Felet i denna logik är definitionen av ”senare.”Betyder senare 1 år, 3 år, 5 år, 10 år, 25 år eller 50 år? ”Senare” beror också på exponering. Tio år i Las Vegas skiljer sig mycket från 10 år i Columbia, SC.,

tyvärr leder mer maskförstärkning till en tjockare lamina, vilket minskar systemets elasticitet. För att kompensera för detta problem ökar systemets elasticitet genom att öka akrylinnehållet. Men eftersom akrylhalten ökar minskar permeabiliteten hos lamina medan laminas känslighet för ultraviolett ljus (solstrålning) ökar. En minskning av permeabiliteten leder naturligtvis till en minskning av torkningen till utsidan.,

exponeringen för ultraviolett ljus leder till embrittlement och en minskning av systemets elasticitet. Akrylinnehållet stör också hydrering och gör lamina känsligare för karbonation – en reaktion med atmosfärisk koldioxid – som leder till embrittlement och minskad elasticitet.

kort sagt, eftersom systemet åldras blir lamina mer sprött och utsatt för sprickbildning. Vissa EIFS laminas spricka tidigare än andra, men de alla så småningom spricka. Sprickorna beror på hygriska och termiska påfrestningar, embrittlement på grund av åldrande och byggnadsrörelse., Sprickor i EIFS laminas finns ofta inledningsvis avslöjar och fönsteröppningar. De hygriska spänningarna och byggnadsrörelserna koncentrerar sig vanligtvis på platser där det finns en förändring i tjocklek, en förändring i riktning eller vid en avslutning, såsom en öppning.

rörelser

med hänsyn till hygriska påfrestningar och embrittlement på grund av åldrande är en sak., Byggande rörelse är en helt annan-och allvarligare sak. Alla byggnader rör sig. Höga och stora byggnader rör sig mer än korta och små byggnader. Eftersom alla byggnader rör sig är kontrollfogar nödvändiga. Om styrfogar inte tillhandahålls, ger byggnaden sin egen i form av sprickor.

Trä inramning krymper i kornriktningen under torkning av ursprungliga konstruktion fukt, och fortsätter att expandera och kontrakt som svar på förändringar i lokal relativ fuktighet., Korset koncentreras ofta på fälgbjälkar, topp-och bottenplattor och runt tung inramning vid öppningar. Om EIF ansluter sig till en träinramad byggnad, måste dessa rörelser förväntas och rymmas. Typisk krympning är i storleksordningen 1/2 ”till 3/4” per våning nära fälgbjälken.

stål inramade byggnader upplever mest rörelse på lång span balkar., Många ingenjörer konstruerar balkar som tillåter avböjning av 1 / 360th av spännvidd: det är en 30 ft spännvidd stålstråle bör förväntas avleda så mycket som 1 ” vid mittspan.

hög betong ram byggnader är föremål för RAM förkortning på grund av mekanismen för betongkryp, en grundläggande egenskap hos betong upplever lastning under en längre tid. Vikten av en hög betongbyggnad gör att kolumnerna förkortas genom svullnad. För att ta hänsyn till detta tillhandahålls vanligtvis kontrollfogar genom beklädnadssystemet vid varje våning.,

sammanfattning

EIFS kan ge en attraktiv lätt och energibesparande beklädnad för en byggnad. Erfarenheten har dock tydligt visat att regnvatten måste hanteras, och ansiktsförseglade perfekta barriärmetoder (beroende av exponerade tätningsmedel) kan inte ge acceptabel regnkontroll eller hållbarhet. För att möjliggöra torkning av oavsiktlig fukt, bör sådana aggregat inte innehålla inre ångspärrar eller ogenomträngliga inredningsdetaljer., Ett viktigt undantag från detta senare krav är där dräneringsplanet är också en ånga ogenomtränglig luftbarriär membran och de inre inramning håligheter är oisolerad (Figur 6).

Figur 6: Drainable EIFS assembly with membrane