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2014年07月23日分類(lèi): 建筑科學(xué)與外圍護(hù)系統(tǒng), 木結(jié)構(gòu)建筑材料
潮濕與輕型木結(jié)構(gòu)建筑
潮濕與輕型木結(jié)構(gòu)建筑 引言
這棟古建筑采用牧產(chǎn)品進(jìn)行裝飾，美輪美奐。通過(guò)定期維護(hù)，木材經(jīng)受住了時(shí)間的考驗(yàn)。 自古以來(lái)，凡是在有木材資源的地方，人們一直偏愛(ài)將它用作建筑材料，因?yàn)槟静膹?qiáng)度高、經(jīng)濟(jì)美觀和可加工性強(qiáng)，而且木材的耐久性能已一再得到證實(shí)。 從日本和中國(guó)的古代廟宇和挪威的大型木結(jié)構(gòu)教堂到無(wú)數(shù)北美和歐洲19世紀(jì)的建筑物, 都已證明木結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)受時(shí)間的考驗(yàn)。然而，木結(jié)構(gòu)建筑的工藝和技術(shù)一直在隨著時(shí)間遷移而變化。 一般以為水是木材的天敵，其實(shí)是?種誤解，因?yàn)樵S多木結(jié)構(gòu)建筑就建在多雨和潮濕的地方。問(wèn)題是要知道如何對(duì)建筑物進(jìn)行防潮處理。保護(hù)建筑物免受水的侵蝕是建筑設(shè)計(jì)一個(gè)要素，它與防火或結(jié)構(gòu)安全一樣重要。 設(shè)計(jì)師、建造商和業(yè)主對(duì)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)(外墻和屋頂)功能的認(rèn)識(shí)正逐步加深，這包括窗戶、門(mén)、外掛板、防水層、氣密層和蒸汽阻隔層、覆面板及結(jié)構(gòu)框架的性能表現(xiàn)。為了確保結(jié)構(gòu)合理而耐久，一定要了解木材和其它建筑材料的性能及特點(diǎn)，并在建筑物的設(shè)計(jì)中將其體現(xiàn)出來(lái)。 木材和水通常是可以和睦共處的。木材可以吸收和排出大量濕空氣，卻并不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題，只有當(dāng)木材長(zhǎng)期過(guò)于潮濕時(shí)，才可能出現(xiàn)問(wèn)題。如果建造時(shí)采取適當(dāng)?shù)呐潘胧静淖鳛橐环N建筑材料，就能在各種氣候環(huán)境中表現(xiàn)出其優(yōu)良的性能。例如在北美, 90%的住宅是用木材建造的。這本出版物著重介紹如何控制外墻的雨水滲透，這是造成所有建筑材料潮濕問(wèn)題的主要原因，在降雨量高的氣候環(huán)境中尤其如此。
挪威Urnes的木結(jié)構(gòu)教堂—挪威最古老的木結(jié)構(gòu)教堂，始建于12世紀(jì)早期并一直保持其原有形狀。建造時(shí)所用的木制部件來(lái)源于另一座時(shí)間更遠(yuǎn)久的教堂。 木結(jié)構(gòu)公寓式住宅 現(xiàn)代公寓式住宅防潮措施不遺余力
專(zhuān)為加拿大溫哥華潮濕的西海岸氣候而設(shè)計(jì)和建造的木結(jié)構(gòu)公寓式住宅，不遺余力地運(yùn)用和融合了最新、最先進(jìn)的防潮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建造方法。主要特點(diǎn)包括開(kāi)發(fā)商所稱(chēng)的“傘形建筑”，這種建筑強(qiáng)調(diào)大挑擔(dān)和斜屋頂，配合多層防雨幕墻系統(tǒng)。這一最新建造方法還包括:現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、施工中的質(zhì)量檢驗(yàn)、與工程師和建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)專(zhuān)家的合作等。 關(guān)鍵性建筑細(xì)節(jié): 墻體防水板將水引離建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu) 耐久性好的杉木拼疊外掛板及阻燃性1號(hào)防腐紅杉屋面瓦 安裝于墻體上的經(jīng)加壓防腐處理的19×38毫米木制訂板條，形成一個(gè)19毫米的空隙和排水平面 安裝于墻體上的9.5毫米軟木膠合板，每?墻骨空間皆有頂部和底部通風(fēng) 窯干木框架材料，包括用于外墻和內(nèi)隔墻的38×89毫米指接墻骨和S-P-F樓蓋擱柵 新一代工程木制品，包括旋切板膠合木 (LVL)、平行木片膠合木(PSL)和木制屋頂桁架
潮濕與木材
了解木材的含水率是至關(guān)重要的,因?yàn)?
要記住的兩個(gè)重要的含水率數(shù)字是:
木材隨著含水率的變化而收縮或膨脹，但收縮和膨脹只是在細(xì)胞壁中的水分被吸收或排出時(shí)才發(fā)生，即木材的含水率低于纖維飽和值時(shí)。用于室內(nèi)的木材在含水率為8%至14%時(shí)會(huì)最終穩(wěn)定下來(lái)，而用于室外的木材則會(huì)在12%至18%時(shí)穩(wěn)定下來(lái)。
收縮和膨脹 木材在含水率在低于纖維飽和值的情況下，因失去或吸收潮氣而收縮或膨脹。含水率每變化5%，鋸材的寬度和厚度尺寸就相應(yīng)變化1%。 收縮可能會(huì)在鋸材的寬度上發(fā)生，但縱向收縮,如墻骨柱沿長(zhǎng)度方向的收縮，則是可以忽略不計(jì)的。在木結(jié)構(gòu)建筑中，收縮主要發(fā)生于水平構(gòu)件中，如墻板及樓板摘棚。在三、四或五層的建筑物中，累積的收縮會(huì)影響到建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如外外掛板等(見(jiàn)圖 2)。在設(shè)計(jì)時(shí)必須要特別考慮到會(huì)引起收縮的因素。(請(qǐng)參閱www.網(wǎng)站并試用deltaCALC軟件，用戶可借助這一軟件工具來(lái)確定木材的收縮和膨脹程度。)例如，當(dāng)木框架結(jié)構(gòu)與磚飾面、混凝土砌塊電梯井，樓梯間、或鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件同時(shí)使用時(shí)，必須在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和規(guī)格中考慮到多層建筑物相對(duì)移動(dòng)的累積效果。 較高的輕型木結(jié)構(gòu)建筑的收縮 在較高的輕型木結(jié)構(gòu)建筑中，設(shè)計(jì)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的接縫時(shí)應(yīng)考慮到相對(duì)收縮。圖中顯示的是一棟輕型木結(jié)構(gòu)房屋三樓的一扇窗戶，在窗框架和磚石窗臺(tái)間設(shè)置了一道25毫米寬的密封接縫。當(dāng)木結(jié)構(gòu)構(gòu)件收縮時(shí)，此接縫可允許窗戶隨著緊連的木結(jié)構(gòu)構(gòu)件向下移動(dòng)。 如果接縫只有13毫米寬，則窗框架可能在混凝土窗臺(tái)的頂部邊緣收縮并變形。 規(guī)定使用干材是減少收縮的一個(gè)重要步驟。使用干材的?項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是: 購(gòu)買(mǎi)之前，木材在很大程度已經(jīng)過(guò)收縮 (木材含水率從28%降到19%時(shí)的收縮最大)。這也使人們可以更好地預(yù)計(jì)木材在使用中的性能表現(xiàn)，因?yàn)槠涑叽缁旧蠒?huì)保持安裝時(shí)的大小。 避免收縮和翅曲的另一種方法是使用復(fù)合木制品，如膠合板、定向創(chuàng)花板、指接墻骨柱、工字木摘珊和結(jié)構(gòu)復(fù)合材。這些產(chǎn)品是將小片木材用膠粘結(jié)而成的。每一段復(fù)合木材中木紋方向交錯(cuò)分布，因此一個(gè)部分會(huì)限制另一部分的移動(dòng)。例如，膠合板就具有這種自我限制的木紋分布形式。在其它產(chǎn)品中(如指接墻骨柱)，移動(dòng)會(huì)被限制在很小的區(qū)域內(nèi)，并
抵御風(fēng)雨的屏障，與門(mén)窗防水板一起使用，有助于保持建筑物的干燥。 腐爛 木材是一種天然的生物降解材料，木材耐久性所面臨的主要威脅來(lái)自生物變質(zhì)，建筑物中的木材是多種真菌、昆蟲(chóng)和海洋鉆孔蟲(chóng)的潛在食物來(lái)源。這些毀壞木材的有機(jī)體能夠破壞組成木材結(jié)構(gòu)的復(fù)合聚合物。但在無(wú)水的情況下, 這些有機(jī)體通常無(wú)法對(duì)木材造成破壞。在正常的建筑條件下，水分遠(yuǎn)低于真菌可以生長(zhǎng)的安全限度。只有當(dāng)房屋出現(xiàn)問(wèn)題而大量進(jìn)水后,木材才會(huì)有腐爛的危險(xiǎn)。 寄生于木材的真菌可分為霉菌、染色菌、軟腐蝕菌以及木腐菌。霉菌和染色菌會(huì)使木材變色, 但并不會(huì)在結(jié)構(gòu)上破壞木材。軟腐蝕菌和腐木菌卻會(huì)使木材喪失強(qiáng)度，而木腐菌會(huì)導(dǎo)致建筑物的腐朽。 腐爛是?系列活動(dòng)的結(jié)果。其中包括?連串的真菌伴生，?年中的大多數(shù)時(shí)間, 這些真菌的孢子在空氣中無(wú)處不在，但僅在某些條件下才會(huì)導(dǎo)致腐爛的發(fā)生。木腐菌需要依靠木材來(lái)獲取食物，還需要穩(wěn)定的溫度、氧氣和水。在正常情況下,這些因素當(dāng)中只有水較容易為人所控制，總之，當(dāng)水分低于20%時(shí), 木腐菌是無(wú)法侵入或在木材中活動(dòng)的。?般房屋或受保護(hù)場(chǎng)所的木材，全年的水分都在20%以下。 木腐菌還得和其它有機(jī)體競(jìng)爭(zhēng)，如霉菌和染色菌，以求在木材中占有一席之地。在腐爛開(kāi)始之前比較容易控制木腐菌，因?yàn)檫@些前提條件可以在一開(kāi)始就限制其生長(zhǎng)的速度。 在描述與潮濕有關(guān)的木材損害時(shí)。腐爛和發(fā)霉這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)常?？蓳Q用，但了解兩者之間的區(qū)別是很重要的。霉菌可以生長(zhǎng)在木材以及其它許多材料上，但并不侵食木材的結(jié)構(gòu)成分。因此，霉變對(duì)木材并不造成嚴(yán)重?fù)p害,霉菌也就不是木腐菌，然而，有些類(lèi)型的霉菌與人體健康問(wèn)題有關(guān)，所以無(wú)論其對(duì)建筑產(chǎn)品的損害如何，霉菌的大量生長(zhǎng)及其與居住者的接觸都是潛在的隱患。不幸的是，人們尚未完全了解霉菌和健康的關(guān)系。我們可以始終安然無(wú)恙地生活在含有某些霉菌的空氣中，因此很明顯，健康專(zhuān)家和建筑科學(xué)家需要確定臨界點(diǎn)、個(gè)體靈敏度以及其它各種變量。 木腐菌是一種比霉菌更高等級(jí)的真菌，它破壞木材的基本結(jié)構(gòu)材料，并使其喪失強(qiáng)度。木腐菌與任何人體健康問(wèn)題都無(wú)關(guān)聯(lián)。 發(fā)霉和腐爛并不一定同時(shí)發(fā)生，而且出現(xiàn)其中一種情況也并不表示將會(huì)出現(xiàn)另一種情況，如果潮濕條件持續(xù)。則霉菌?般會(huì)逐漸轉(zhuǎn)為木腐菌。
濕空氣荷載 在開(kāi)始進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)時(shí)，必須要對(duì)溫氣荷載及其與建筑材料的相互關(guān)系有一個(gè)了解。水從哪里來(lái)?如何得以傳送？如何加以控制？如何去除？ 要防止可能導(dǎo)致建筑產(chǎn)品過(guò)早退化的水分聚積或蓄積，就必須控制建筑物中的濕空氣流動(dòng)。水分會(huì)造成鋼材的腐蝕、混凝土的剝落和開(kāi)裂以及木材的菌變。 濕空氣平衡 般有兩種方法可以控制建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的濕空氣： 限制建筑物上的濕空氣荷載 設(shè)計(jì)和建造建筑物時(shí)，應(yīng)最大限度地提高其耐潮濕能力，達(dá)到適當(dāng)?shù)臐窨諝夂奢d程度。 設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是使建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)保持干燥，達(dá)到濕空氣平衡，平衡的潮濕和干燥機(jī)制可將含水率保持在或低于允許的水平。 “荷載”這一概念在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已廣為人知，靜荷載、活荷載、風(fēng)荷載、地震荷載以及熱荷載對(duì)設(shè)計(jì)而言都是很重要的。同樣，建筑物上還有濕空氣荷載，這類(lèi)荷載也必須加以考慮并在建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中使其達(dá)到平衡。濕空氣荷載的性質(zhì)及大小各異，具體取決于氣候條件和建筑物的使用情況。下面一節(jié)描述了在建筑物上產(chǎn)生濕空氣荷載的最常見(jiàn)的濕空氣來(lái)源。 溫氣來(lái)源 建筑物內(nèi)外的濕空氣來(lái)源有很多。室內(nèi)濕空氣可以是居住者及其在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的。一些研究結(jié)論表明, 一個(gè)四口之家每天能產(chǎn)生38公升的水蒸汽。 室外濕空氣來(lái)自降水、灌慨水和地面水。水蒸汽也存在于外部環(huán)境中，并且在某些氣候條件下可能會(huì)嚴(yán)重影響建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)。 另外一種濕空氣來(lái)源通常稱(chēng)為施工濕空氣，指的是施工過(guò)程中包含在混凝土、灰槳、木材和其它建筑材料中的水分，這種濕空氣可能含量很大, 因此必須在建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)封閉前后使其干燥。雨水，尤其在有風(fēng)吹動(dòng)的時(shí)候, 是對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能影響最大的濕空氣來(lái)源，因而是本手冊(cè)敘述的重點(diǎn)。 濕空氣傳送機(jī)制 濕空氣一般通過(guò)下列四種傳送機(jī)制進(jìn)入及穿過(guò)建筑構(gòu)件：液體流動(dòng)、毛細(xì)管作用、氣流運(yùn)動(dòng)或擴(kuò)散。通過(guò)液體流動(dòng)和毛細(xì)管作用進(jìn)入建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的濕空氣主要來(lái)源于室外濕空氣 (如雨水和地下水)，而通過(guò)擴(kuò)散或氣流運(yùn)動(dòng)進(jìn)入建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的濕空氣則可以是室內(nèi)或室外濕空氣。 液體流動(dòng)是水在外力(如重力或因空氣壓差而產(chǎn)生的吸力)作用下的運(yùn)動(dòng)。 毛細(xì)管作用是水在多孔材料或兩種材料之間的小空隙中因表面張力作用而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。 氣流運(yùn)動(dòng)指的是空氣流經(jīng)空間和材料間而產(chǎn)生的水蒸汽運(yùn)動(dòng)。 擴(kuò)散是水蒸汽因自身壓差導(dǎo)致其在材料間的運(yùn)動(dòng)。 在這四種傳送機(jī)制中，液體流動(dòng)和毛細(xì)管作用是最重要的。因此，幾十年以來(lái)，控制雨水滲漏和地面水理所當(dāng)然成為建造商和設(shè)計(jì)師的關(guān)注要點(diǎn)。氣流運(yùn)動(dòng)和水蒸汽擴(kuò)散也很重要，盡管它們并不是造成潮濕問(wèn)題的主要和明顯誘因。 暴露 建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)必須基于對(duì)可能的潮濕暴露情況的評(píng)估。在暴露程度高的地區(qū)，需要采取更具保護(hù)性的設(shè)計(jì)。對(duì)外墻而言，設(shè)計(jì)的暴露程度和濕空氣荷載主要取決于下列三個(gè)條件： 大氣候：地區(qū)氣候條件 小氣候：場(chǎng)地特殊因素，如選址、日照、風(fēng)向、周?chē)ㄖ锏淖钃跚闆r、植被和地形 建筑設(shè)計(jì)：保護(hù)性措施，如懸挑構(gòu)件和飛檐 一幢建筑物的暴露程度可能差別很大，外墻構(gòu)件的設(shè)計(jì)可以體現(xiàn)出這些差別。但是,由于潮濕暴露的情況十分復(fù)雜，最好僅以氣候條件來(lái)加以測(cè)量。 通過(guò)雨水暴露區(qū)域，來(lái)表現(xiàn)不同氣候條件下房屋的暴露程度是?種較為簡(jiǎn)單的方法。年平均降雨量的數(shù)據(jù)隨時(shí)都能查到，已被用來(lái)為許多地區(qū)界定暴露等級(jí)(見(jiàn)圖3)。但是，這種方法有其局限性，原因是某些地區(qū)降雨受風(fēng)力影響歷時(shí)較長(zhǎng)而且極少干燥，而其它地區(qū)在短時(shí)期的垂直降雨后就是長(zhǎng)期的干燥天氣。如能考慮到風(fēng)力效應(yīng)，這種方法就能得到改進(jìn)。風(fēng)力常?？梢栽龃鬂窨諝夂奢d。 其它還有?些能夠更為詳盡地確定暴露程度的方法，如建筑科學(xué)家 Joseph Lstiburek 等人提出的方法，需要考慮雨水、溫度、濕度和內(nèi)部氣候等因素。這些因素共同決定了作用于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的環(huán)境載荷，為設(shè)計(jì)師提供了必要的墻體類(lèi)型選用標(biāo)準(zhǔn)。 總而言之，隨著暴露程度的增高,必須選用充分的濕空氣控制方法，確保建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的理想性能。
輕型木結(jié)構(gòu)建筑的防潮設(shè)計(jì) 影響建筑物的濕空氣來(lái)源和傳送機(jī)制既多又復(fù)雜。必須制定有效的控制方法，以便應(yīng)對(duì)各種濕空氣來(lái)源和傳送機(jī)制。 許多最新研究表明：外墻滲水是濕空氣來(lái)源和傳送的主要因素，控制雨水滲透是耐久性設(shè)計(jì)需考慮的第一要素。 雨水滲透控制 控制雨水滲透?般有兩種方法：
雨水滲透的動(dòng)力學(xué)已廣為人知。穿過(guò)建筑物構(gòu)件的水分滲透只有在同時(shí)滿足三個(gè)條件時(shí)才可能發(fā)生：
讓水分滲入的開(kāi)口，其最小尺寸因水所受驅(qū)動(dòng)力的大小而不同。 為了控制雨水滲透，有必要了解可能存在的潛在驅(qū)動(dòng)力，這些力包括重力、表面張力、毛細(xì)吸力、動(dòng)量 (動(dòng)能)和空氣壓差(見(jiàn)圖4)。
由此可見(jiàn)，通過(guò)消除三個(gè)條件中的任何一個(gè)就可以控制水分滲透。在進(jìn)行建筑物設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)： 減少構(gòu)件上開(kāi)口的數(shù)量和尺寸 不讓水分接近任何開(kāi)口 最大限度地減少或消除使水分進(jìn)入開(kāi)口的驅(qū)動(dòng)力
4D 原則 上述的一般水分控制方法可以進(jìn)一步表述為一套設(shè)計(jì)原則，即4D原則：折流(Deflection)、排水(Drainage)、干燥(Drying)和耐久性材料(Durable Materials)(見(jiàn)圖5)。 在雨水滲透控制方面，折流是指使雨水偏離建筑物表面并將雨水滲入建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的可能性降至最小的設(shè)計(jì)方法。一旦水分達(dá)到或穿透圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)就可以利用排水、干燥和耐久性材料等設(shè)計(jì)原則來(lái)控制水分。 這些設(shè)計(jì)原則可應(yīng)用在宏觀和微觀設(shè)計(jì)中。宏觀設(shè)計(jì)包括對(duì)建筑物和屋頂形式、外形、選址、材料運(yùn)用乃至風(fēng)格的確定。微觀設(shè)計(jì)可確定水分控制是否起作用。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)包括材料、安裝順序、可施工性和簡(jiǎn)約性之間的關(guān)系。有許多設(shè)計(jì)方法是在試驗(yàn)和失敗中通過(guò)經(jīng)驗(yàn)得出的，幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)一直為建造商所采用，而另一些設(shè)計(jì)方法則是通過(guò)最新的科學(xué)研究和試驗(yàn)成果而得出的。這些設(shè)計(jì)原則同樣適用于材料的選用。 在大多數(shù)暴露情況下，有效的雨水控制是通過(guò)采用多重防線而取得的。這通常稱(chēng)為冗余。冗余這?概念包含對(duì)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中內(nèi)在局限性的認(rèn)識(shí)。盡善盡美是難以實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計(jì)和施工中的失誤在所難免。 在濕空氣危險(xiǎn)程度高的場(chǎng)合，這些失誤可能會(huì)嚴(yán)重影響到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能表現(xiàn)。冗余系統(tǒng)在可能發(fā)生失誤時(shí)可以提供備用保護(hù)。4D可視為四道不同的防線，防止雨水滲透以及可能由此引發(fā)的問(wèn)題。 折流 折流是水分控制的首要原則和主要因素，其目的在于讓雨水偏離建筑物表面，最大限度地減少水分滲入圍護(hù)結(jié)構(gòu)的可能性。折流原則常見(jiàn)于許多建筑設(shè)計(jì)中，經(jīng)歷史證明可有效減少外墻雨水量。 折流防線包括:
Girvin木屋—這座木結(jié)構(gòu)工作室兼住宅位于美國(guó)華盛頓州的Decatur島，采用了明顯的挑檐設(shè)計(jì)，既有功能上的作用(可折流窗墻上的雨水)，又體現(xiàn)了建筑商的風(fēng)格(可適應(yīng)周?chē)h(huán)境)。
排水 排水是控制雨水滲透的第二項(xiàng)設(shè)計(jì)原則，其控制雨水的能力僅次于折流。采用排水原則的建筑設(shè)計(jì)方法包括坡屋面以及水平構(gòu)件的斜面設(shè)計(jì)。 在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方面，排水是通過(guò)收集墻體構(gòu)件中意外積聚的濕空氣，并讓其在重力作用下回到或流出外掛板的外表面而實(shí)現(xiàn)的。最簡(jiǎn)單的形式是在構(gòu)件中的外掛板和墻面板之間鋪加一個(gè)排水面。在木結(jié)構(gòu)建筑中，排水平面通常由防水層(防水紙、油氈或房屋包裹層)所構(gòu)成，而最重要的是這些部分與門(mén)窗防水板一起使用時(shí)的效果如何。在墻體構(gòu)件中，排水通常是提供冗余的主要途徑。 排水空腔是一種較為復(fù)雜的設(shè)計(jì)要素，它是外掛板和排水面/墻面板之間的空隙?？障兜淖饔檬亲韪裘?xì)管作用，防止水分使排水面過(guò)度潮濕?？障兑部梢砸暈榱硪环N折流，尤其是當(dāng)其具有平衡壓力的功能時(shí)，因?yàn)閴毫ζ胶饪梢缘窒晁疂B透的主要驅(qū)動(dòng)力 (空氣壓差)，從而減少通過(guò)外掛板進(jìn)入排水空腔的濕空氣量。 干燥 通過(guò)干燥機(jī)制，墻體構(gòu)件借助通風(fēng)(空氣運(yùn)動(dòng))和蒸汽擴(kuò)散來(lái)排出聚積的濕空氣。必須考慮外掛板和墻面板/框架構(gòu)件的干燥能力。用于排水目的空隙通過(guò)虹吸通風(fēng)方式，也可以起到干燥外掛板材料的作用。墻面板和框架構(gòu)件的干燥常常需要另加考慮，并在很大程度上受所選用的防潮層和蒸汽阻隔層材料的影響。外墻構(gòu)件的設(shè)計(jì)，必須能使外部或內(nèi)部得到充分干燥。外掛板、防潮層、蒸汽阻隔層和內(nèi)裝修材料的透氣性會(huì)嚴(yán)重影響到墻體的總體干燥能力。目前，研究者正在這一領(lǐng)域進(jìn)行研究工作。
耐久材料 一切需要防潮的地方都要選用耐久性材料。如果折流、排水和干燥都不能有效地使木制構(gòu)件的含水率保持在20%以下，就必須提高木材的防腐蝕性。對(duì)于木結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言，這可以通過(guò)使用木材防腐劑對(duì)木材進(jìn)行加壓處理而實(shí)現(xiàn)。在地梁板與混凝土基礎(chǔ)相接觸的地方使用防腐木材是一種常見(jiàn)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，符合選用耐久性材料的原則。 建筑上具有特色的房屋設(shè)計(jì)方法應(yīng)與長(zhǎng)期耐久性這一因素相協(xié)調(diào)，也應(yīng)該考慮防風(fēng)雨和維護(hù)的要求。例如，鋪于木結(jié)構(gòu)墻體上的面磚必須標(biāo)明暴露等級(jí), 磚石墻系拉桿必須具有足夠的防腐蝕性。直接暴露于風(fēng)雨中的木制外掛板和飾線材料應(yīng)具有天然防腐性，或采用經(jīng)防腐處理的木材制成。
外墻的雨水控制辦法 用于輕型木結(jié)構(gòu)房屋的外墻共有三種基本類(lèi)型可供選擇，每一種都是根據(jù)獨(dú)特的雨水控制概念而設(shè)計(jì)的： 表面密封墻、隱蔽式屏障墻和防雨幕墻。在設(shè)計(jì)特定建筑物的外墻時(shí)，需要選用適當(dāng)?shù)耐鈮︻?lèi)型并在整個(gè)設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)階段保持連貫性，而且要就外墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與施工隊(duì)伍進(jìn)行良好的溝通(見(jiàn)表1)集為一體。
表面密封墻體的設(shè)計(jì)目的是為了使外掛板的表面具有水密性和氣密性(見(jiàn)圖7)。為保持連續(xù)性，外掛板的接縫處以及與其它墻體構(gòu)件的接口處均需密封。外掛板的外表面是主要的而且是唯一的排水通道。這里沒(méi)有冗余考慮,必須做到 “表面密封”并保持完好狀態(tài)，才能有效地控制雨水滲透。然而，對(duì)于暴露在雨水中的墻體而言，這種對(duì)完好狀態(tài)的依賴(lài)性是不可靠的。?般來(lái)說(shuō)，只有在到達(dá)外掛板表面的水分很有限的地方才使用表面密封墻體，如深懸挑件或拱腹下方的墻體區(qū)域，或用在潮氣危險(xiǎn)程度不高的地區(qū)。 隱蔽式屏障墻體的設(shè)計(jì)，其前提是承認(rèn)一些水分會(huì)通過(guò)外掛板的表面(見(jiàn)圖8)。這類(lèi)墻體構(gòu)件中含有一個(gè)排水平面，作為防止雨水滲透的第二道防線。外掛板表面仍然是主要排水通道，但是墻體中還有次要排水通道。隱蔽式屏障墻體的一個(gè)例子是，直接在呼吸紙防潮層和覆面板上安裝木制外掛板。呼吸紙構(gòu)成了排水平面，鋪設(shè)在其上方的PVC外掛板和排水EIFS(外墻保溫飾面系統(tǒng))也應(yīng)視為是隱蔽式屏障墻體，盡管這些外掛板系統(tǒng)的排水性能通過(guò)外掛板背后的空隙(雖然并不連續(xù))得到了加強(qiáng)。隱蔽式屏障墻的設(shè)計(jì)方法適用于多種外墻，在低度到中度風(fēng)雨暴露地區(qū)表現(xiàn)良好。然而，在高度至極度暴露條件下，其性能表現(xiàn)是無(wú)法保證的。無(wú)論如何，第二道防線的完整性在很多程度上取決于準(zhǔn)確的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和正確的施工安裝。如果為了最大限度地提高構(gòu)件在高度暴露條件下的性能表現(xiàn)和使用壽命，應(yīng)考慮使用防雨幕墻設(shè)計(jì)。
防雨幕墻可以更進(jìn)一步地控制水分，它在組合墻體的外掛板背面和防潮紙之間形成一個(gè)排水空腔(寬度最小為9.5毫米)(見(jiàn)圖9)。充當(dāng)毛細(xì)現(xiàn)象隔層的排水空腔可以更好地防止水的侵入，從而避免大多數(shù)水分接觸到防潮層?？障锻瑫r(shí)為外掛板背面提供通風(fēng)，這可加速拍墻板的干燥，并可防止水汽逆向流動(dòng)時(shí)潮氣在墻體框架中聚積。防雨幕墻的實(shí)例是：磚飾面(通常有1至2英寸的空隙)和鋪設(shè)在垂直釘板條之上的粉飾灰泥外掛板(釘板條通常經(jīng)加壓處理，尺寸為19×64毫米，中心間距為400毫米)。防雨幕墻適用于所有可能高度暴露在風(fēng)雨中的場(chǎng)合。
等壓防雨幕墻是基本防雨幕墻設(shè)計(jì)的一大進(jìn)步。為了改進(jìn)性能，這些墻體對(duì)排水空腔進(jìn)行分區(qū)并且提高了排水空腔的通風(fēng)效果。由于風(fēng)吹在墻體表面，因而空氣能穿過(guò)排氣口而進(jìn)入外掛板背后的空隙。如果使用分隔密封層來(lái)分隔排水空洞，可以適當(dāng)?shù)叵拗瓶諝猓谡麄€(gè)外掛板中形成壓力的平衡，這樣可消除造成水分滲透的一種主要驅(qū)動(dòng)力。雖然就概念而言，這一技術(shù)可提高任何防雨幕墻構(gòu)件的性能，但它最常用于磚飾面墻體。等壓防雨幕墻適用于所有暴露程度，在水分控制方面具有最佳的性能表現(xiàn)。
施工中的質(zhì)量保證
長(zhǎng)期耐久性取決于建筑物的設(shè)計(jì)、施工、使用及維護(hù)的質(zhì)量。要實(shí)現(xiàn)耐久性，建筑物使用壽命周期內(nèi)每一階段的質(zhì)量保證都是至關(guān)重要的。 質(zhì)量保證的定義是：為了確保產(chǎn)品和服務(wù)能滿足特定要求而須按計(jì)劃采取的有系統(tǒng)行動(dòng)。質(zhì)量保證的一個(gè)基本原則是所有人員都應(yīng)對(duì)各自的工作標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)。為避免出現(xiàn)耐久性方面的問(wèn)題，應(yīng)規(guī)定一切有關(guān)人員的質(zhì)量控制職責(zé)，這些適當(dāng)而協(xié)調(diào)一致的職責(zé)應(yīng)貫徹于建筑的設(shè)計(jì)、規(guī)劃、 建造、使用和維護(hù)的全過(guò)程直到建筑物的使用壽命結(jié)束為止(見(jiàn)表2)。 CSA(加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))S478-95—《建筑物耐久性的指導(dǎo)原則》(Guideline on Durability in Buildings)于1995年出版,全面概述了建筑物設(shè)計(jì)、施工、使用和維護(hù)中的質(zhì)量保證程序。其他標(biāo)準(zhǔn)化組織，包括ISO(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織)和ASTM(美國(guó)材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)), 都已開(kāi)始在其各自的標(biāo)準(zhǔn)中制定有關(guān)耐久性問(wèn)題的規(guī)定。
施工質(zhì)量控制 僅有正確的設(shè)計(jì)并不能確保建筑物具有耐久性。因而，在施工過(guò)程中必須始終貫徹設(shè)計(jì)的意圖。這?切始于設(shè)計(jì)階段的施工文獻(xiàn)資料。 應(yīng)向整個(gè)施工隊(duì)伍明確說(shuō)明建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案?？梢杂妹枋龅姆绞交蛟谥茍D封頁(yè)上繪制概念圖的方式說(shuō)明各種濕空氣控制方法。應(yīng)向安裝人員提供關(guān)鍵性細(xì)節(jié)，包括典型和非典型的條件。 應(yīng)充分考慮到施工的可行性及墻體的總體水分控制方法的細(xì)節(jié)。需要提供節(jié)點(diǎn)詳圖(在某種情況下需提供三視圖)，以便能清楚地顯示構(gòu)件各組成部分之間的關(guān)系。尤其是必須在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中清晰說(shuō)明排水平面(防潮層及防水板)。如果設(shè)計(jì)意圖及想法未得以清楚表達(dá)，安裝人員在施工中很可能會(huì)誤解設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。 為控制施工質(zhì)量，建造商應(yīng)制定一套嚴(yán)格的程序。有必要對(duì)工作進(jìn)行協(xié)調(diào)，以確保長(zhǎng)期的性能表現(xiàn)。這對(duì)于建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)尤其如此，因?yàn)樵S多不同工種的承包商需要相互協(xié)調(diào)。提出建筑計(jì)劃和施工圖，召開(kāi)安裝前會(huì)議，這些都是施工階段應(yīng)采取的措施，以便說(shuō)明、改進(jìn)及核對(duì)建筑設(shè)計(jì)。 實(shí)體模型是另一種有用的工具,它使得設(shè)計(jì)師和建造商可以與負(fù)責(zé)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的各工種承包商合作，共同解決與施工可行性及施工順序有關(guān)的問(wèn)題。一旦經(jīng)過(guò)測(cè)試并認(rèn)可，實(shí)體模型就可以用來(lái)為隨后的工作確定一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)。 材料處理 施工過(guò)程中的濕空氣控制也很重要。即使購(gòu)買(mǎi)及運(yùn)抵工地的是干材，也有可能在施工前或施工中受潮。應(yīng)該制定程序，以確保：
暴露于潮濕條件下的木制材料在封入構(gòu)件之前，應(yīng)進(jìn)行干燥處理，使含水率降至19%或以下。對(duì)于在施工中嚴(yán)重受潮的建筑物， 應(yīng)在施工進(jìn)度計(jì)劃中留出時(shí)間，讓框架及覆面材料得到適當(dāng)?shù)母稍?。在框架組裝后隨即安裝的防潮層可用來(lái)減少材料在風(fēng)雨中的暴露。機(jī)械性措施(如使用加熱器和/或去濕器)也可以用來(lái)加快干燥過(guò)程。
結(jié)論 輕型木結(jié)構(gòu)建筑經(jīng)歷史證明具有可靠的耐久性。木材具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)，使用方便而且成本也具有競(jìng)爭(zhēng)性，因此將繼續(xù)為人們所青睞。若正確應(yīng)用建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，所有的材料在耐久性方面都會(huì)具有良好的性能表現(xiàn)。 耐久性建筑的必要性不僅僅在于建造健康的建筑物，而且還在于我們必須借助建筑的持久性來(lái)減少人類(lèi)社會(huì)對(duì)環(huán)境的影響。事實(shí)上，從生命周期成本的角度考慮，木結(jié)構(gòu)建筑的性能優(yōu)于其它材料。生命周期成本涉及的因素包括溫室氣體排放、水污染指數(shù)、能源的使用、固態(tài)廢料以及生態(tài)資源利用。然而，只有在設(shè)計(jì)和建造時(shí)考慮到建筑物的長(zhǎng)期耐久性，木材的環(huán)保優(yōu)勢(shì)才能得以實(shí)現(xiàn)。 建筑師James Cutler曾激情洋溢地說(shuō)過(guò)，要通過(guò)建筑設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái) “禮待木材”，這包括了保護(hù)木材免受潮氣侵蝕這一概念，即耐久性設(shè)計(jì)的根本所在。
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來(lái)自： hewaysaint > 《木作》
