木结构建筑如何做外围护的防水防潮？

各位设计师

大家好！

木材的使用经验告诉我们：

在恒定的温度和湿度条件下

当木材不再获得或失去水分

它就达到了所谓的“平衡含水率”

所以我们看到木材在干燥或者在特别潮湿的环境中

其实是经久耐用的

反而在时而干燥

时而潮湿的环境中

木材的使用寿命却很短

所以行业中有句老话：

“干千年，湿千年，干干湿湿两三年。”

木材作为木建筑的结构主材

其干湿程度直接影响到建筑的安全性和耐久性

那么如何对木结构建筑进行“控水”呢

今天我们就来介绍一下木建筑外围护的防水和防潮

  01. 

什么是木材的含水率？  

木材的使用年限与木材的含水率息息相关。木材是一种吸湿材料，它可以根据周围的环境条件吸收或释放水分。木材含水率（通常缩写为MC），即：木材中所含水分的质量占其烘干质量的百分比。

木材含水率的高低变化，会导致木材因收缩或者膨胀而引起的尺寸变化。如果长时间暴露在过度潮湿的环境中并叠加其他不可控的环境因素，则可能会导致木材的腐烂、发霉和染色。

因此，控制木材的含水率，防止木材的过度膨胀和收缩。在选购木材可以使用窑干板材，并且在施工过程中保持材料干燥。

通常使用含水率小于19%的木材即干材，其性能是稳定的。含水率低于19%的木材可以抵抗真菌的生长，从而避免木材腐烂以及有害物质的产生。

通常情况下，木材的含水率，制作构件时，板材、规格材和工厂加工的方木不应大于19%，现场制作的方木或原木构件的木材含水率不应大于25%。关于木材含水率的更多要求可参考《木结构设计标准》GB50005-2017，3.1.12，3.1.13中的相关规定。

那如何确定木材的含水率？以现代木结构中常用的规格材加拿大SPF举例，从木材表面的认证章中可判断其含水率，见下图。（更多关于加拿大SPF的介绍可   点击   了解）。

同时，需要使用符合含水率要求的木材，也可考虑使用工程木产品，如工字梁等，工程木产品通常不会有明显收缩。

同时，通过对易变形的部位进行事先预留足够空间，留有变形余地，适应木材的“差别收缩”。

△ 轻型木结构建筑中木平台和屋面穿管引起的“差别收缩”

  02. 

木建筑防水防潮的设计关键点  

     

     

木建筑防水防潮的设计关键点，简言之，就是设计的出发点和原则，从源头出发，以不变应万变。      
     

通常情况下，设计主要从四个方面综合考虑防水防潮：折落、排水、干燥以及使用耐久材料。

△ 防水防潮四要点

折落、排水、干燥以及使用耐久材料

折落   ——主要是通过屋面挑檐、雨篷、泛水板等构造措施，将绝大部分的水阻挡在建筑物之外，折落是最有效的防水措施。需要注意，木建筑设计大挑檐有利于建筑防水。

△ 雨水从外墙折落

排水   ——通常情况下，木建筑的屋面和外墙体都需要考虑至少两个排水面的做法。

第一个排水面为外部饰面可以排出大部分雨水，第二个排水面为卷材或者防潮纸可以排出渗透饰面层的少量雨水。

△ 排水平面屋面、墙面做法

干燥   ——屋面、墙体或楼板当处于潮湿状态时，如果不及时干燥，就容易发生腐烂。干燥作为折落和排水两种防水方式的提升，建筑可以通过空气流通、日照及蒸汽扩散这三种方式进行干燥。

使用耐久材料   ——在木建筑的设计中，需要选用耐久的木产品。暴露在空气中的木材需要做耐久处理，防止水分吸收、虫害和腐烂，可以选择防腐木材料和天然的耐久木料，如雪松。也需要选用耐腐蚀的紧固件和五金件可以让建筑维护结构更坚固耐久。

  03. 

木建筑的外围护结构构造层次

   

   

木建筑采用防雨通风幕墙作为外围护结构体系，是基于木建筑防水的四大关键设计要点发展而来的，全方位解决了木建筑外墙的防水防潮问题。

防雨通风幕墙的构造层次，从外向内：外饰面—顺水条—呼吸纸—OSB覆面板—SPF墙龙骨（内填保温棉）— 隔气层（不同气候区）—石膏板。

△ 防雨通风幕墙

1.外饰面—顺水条—呼吸纸  

外饰面与呼吸纸之间形成排水通风空腔，也就是顺水条所在的位置，正因为空腔的存在，从外饰面中渗入的水分以及由室内渗透出的水蒸汽，通过空气运动将其带出结构。

从而起到通风干燥的作用，保护木结构远离水分的侵蚀。防雨幕墙的通风排水空腔，是防水的技术核心。

     

△ 排水通风空腔

需要多大的空腔才能满足要求？

一方面，2mm或3mm的缝隙足以满足排水要求，另一方面，需要留出更大的通风透气空腔适应足够的空气流动，通常10mm能满足要求。在实际工程中，空腔中使用防腐木顺水条，取决于材料的尺寸，空腔通常为 19mm。

空腔的顶部和底部如何收头？

通风空腔应保持畅通，也应防止昆虫的进入，因此在顶部和底部设置防虫网，允许空气自由流动的同时也防止昆虫在空腔内建立巢穴，确保水分排放以及空气自由流通。

△ 防雨通风幕墙顶部（左）、底部（右）收头

2. 呼吸纸   

作为外墙的第二个排水面，附着在覆面板表面的防水卷材，可阻止从外饰面渗入的水分和冷凝水的侵袭，是墙体防水的最后防线。

呼吸纸由具有一定蒸汽渗透性的塑料纤维制成，可阻止液态水的通过，但允许水蒸气的通过，因此形象地被称为“呼吸纸”。

△ 呼吸纸显微结构

△ 呼吸纸的蒸汽渗透

呼吸纸在现场安装时需要注意些什么？

呼吸纸安装时采用正搭接，可以有效地排水，呼吸纸可以通过马钉或帽钉固定，接缝处也可以使用呼吸纸专用胶带粘贴。

呼吸纸在安装后，应避免阳光长时间照射，紫外线会导致其性能下降。施工过程中的大风也会导致机械固定的呼吸纸翻腾并飘动，从而削弱固定作用，导致呼吸纸撕裂和破损。

因此，需要尽快安装顺水条，加强固定，以及安装外饰面。

△ 呼吸纸正搭接

随着材料的发展，呼吸纸的选择也越来越多，施工工艺也呈多元化。有效的水分控制、空气密封和蒸汽控制，可根据目标和设计需求，选择性价比较高的产品。

3．泛水板 

在防雨通风幕墙外饰面处还包含了一个特殊的防水构造——泛水板，以金属材质为主，主要材料有镀锌钢、不锈钢、铜和铝板。泛水板具有一定的排水坡度，通过折落的方式将水导离墙面。

在外立面中，金属泛水板通常会在基础、楼板、窗户上下口、材料变化处、檐口等位置出现，因此对泛水板的设计，不仅是防水构造需求，同时也要兼顾美观。

△ 泛水板的位置

△ 泛水板  

  04. 

木建筑在基础部位

如何防水防潮？

   

木建筑的基础通常是混凝土或者砖石砌体基础，地表水可以通过“毛细作用”渗透到基础中，并以水蒸汽的形式释放到建筑物内部，因此需要在基础与土壤接触的部位设置防水涂层。

 

△ 土壤中的水汽进入混凝土基础

同时，在木墙体底梁板和混凝土基础之间也必须设置防潮垫（防水垫片），阻止基础中的水汽渗透至底梁板，从而有效阻止毛细作用。需要注意的是，底梁板为防腐木。

△ 防潮垫

  05. 

木建筑窗户如何防水密封？  

   

在木墙体上安装窗户，防水气密是难点。结合木建筑防水防潮的关键点，“密”和“通”相结合，窗户既要气密，也要尽快排出不慎流入的水，防止水淤积在窗户中，造成木结构墙体浸渍在水中。

关于窗户的选择，木建筑推荐使用带安装翼的窗户（如图），平外墙安装，可以有效的防水防潮。

但是，在实际工程中，一般窗户（不带安装翼），窗户位于墙体的不同位置，居中或平外墙内侧甚至更复杂的情况，都有可能出现，这就需要我们根据设计效果来进行节点设计，满足防水防潮的基本要求，同时保证设计的效果。

 

△ 带安装翼的窗户

下面以典型的带安装翼的窗户节点设计为例，介绍窗户防水防潮的设计要点，了解如何做到“密”和“通”相结合。

在窗洞口较易渗水或者积水的位置，如窗台以及两侧转角处，需要加强防水措施。在下图中，我们可以看到，窗台内侧安装木块垫高，形成高差， 确保水流向外流。

同时，整个窗台安装防水卷材，在两侧转角处需要加强一层防水，通常使用自粘防水卷材SBS，从而形成水密。窗户上口和两侧将呼吸纸向内翻折，并用铝箔胶带和木龙骨连接，做好防水保护。

△ 完工后的窗台防水

在窗台底部间隔安装垫片，保证底部的通畅，窗户外侧上部和左右两侧的安装翼都需要用密封胶与木墙体密封固定并用胶带将边缘密封，此处为“密”，底部则开口放置，当有水渗入后，可以及时排出，此处为“通”。

窗户内侧四周与木龙骨之间在作支撑的泡沫棒上使用连续的中性固化硅胶将其密封，此处同样为“密”。至此，对于窗户，向内是密封的，向外下侧是封而不堵，保持畅通，留有余地的。参考节点如下图。

△ 带安装翼窗户窗下口节点

△ 带安装翼窗户窗上口节点

在窗户的节点设计中，还需要注意一点，窗户的上口和下口外饰面处都需要设置泛水板，泛水板可以阻挡大部分水侵入。

关于木结构建筑外围护的防水防潮措施，我们从木材本身的特质出发，遵循防水防潮设计的四要点，防止和控制雨水渗入，保护木结构建筑的安全性和耐久性。

知识点：木结构建筑的外围护防水防潮