建筑围护结构（墙体、屋面、底板等）的保温设计是节能减排与可持续发展的重要途径，2013年北京率先提出执行建筑节能75%的要求，建筑保温隔热成为日益关注的社会热点。

然而，实际使用过程中雨水难免会通过围护结构表面裂缝（内部变形、密封胶脱落等）进入围护结构内部，同时，建筑围护结构内外湿气也会侵入保温层内。一旦保温层受潮，其保温性及耐久性都将急剧下降，无法达到设计的保温效能和使用年限。

目前使用广泛的岩棉类等棉类材料受潮问题尤为突出，对于EPS及XPS，受潮问题也不容忽视。研究表明，含水率为5%时，EPS板、空心微珠保温板和玻璃纤维棉板的导热系数分别提高了60.3%、66.7%和 84.6%，有效热阻大大降低。建筑围护结构的受潮不但降低保温性能，引起保温结构潮解粉化，而且容易产生霉菌，在冻融及干湿循环下引发钢筋锈蚀，甚至影响建筑结构的使用寿命及使用者的健康。

受潮影响建筑保温性能

我国GB 50176-2016《民用建筑热工设计规范》对建筑围护结构中保温材料的含湿率进行了明确要求（表1所示），要求保温材料的含湿量限制在一定范围，当重量湿度增量大于允许值时，保温材料将无法发挥出应有的保温效果。

北京交通大学研究者以哈尔滨、北京、上海、广州分别作为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区的代表性城市，建立热湿传递模型，对不同保温形式墙体达到湿稳定时的含湿率进行过研究（表2所示）。

通过对建筑围护结构中湿分传递及积累的规律，特别是不同初始含湿率对湿稳定的影响，确定不同初始含湿率墙体达到湿稳定的时间以及最终的平衡含湿率。结果显示：钢筋混凝土EPS复合保温墙湿热稳定状态下的含湿率达到20%，上海广州等地区更是接近28%。

根据上述分析，建筑围护结构中的湿气若不及时散出，就会在结构内部发生冷凝引起受潮，破坏其热工性能。

我国标准对建筑围护系统防潮做出了一系列相关规定，如GB50345-2012《屋面工程技术规范》4.4.4条规定，当严寒及寒冷地区屋面结构冷凝界面内侧实际具有的蒸汽渗透阻小于所需值，或其他地区室内湿气有可能透过屋面结构层进入保温层时，应设置隔气层。隔气层应设置在结构层上、保温层下。

GB50693-2011《坡屋面工程技术规范》9.2.10条补充规定，当室内湿度较大或采用纤维状保温材料时，保温隔热层下面应设置隔气层，保温隔热层上面还应设置防水透气垫层。

《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》01J925-1、06J925-2及08J925-3对防水隔气层和防水透气层提出了更为明确的要求，金属屋面包括直立锁缝屋面及双层钢板屋面。

呼吸式建筑围护结构：减少湿气侵入 排出结构内湿气

针对建筑围护结构的受潮风险（水气侵入与冷凝），提出了基于防水隔气膜与防水透气膜的呼吸式围护系统，一方面尽可能减少湿气的侵入，另一方面允许保温结构中的湿气向外界排出，达到自然干燥的目的。

呼吸式屋面系统防潮示意图如图3所示，在保温层靠近室内一侧设置防水隔气膜，室外一侧设置防水透气膜。在这种结构体系中，防水隔气膜可以阻止室内侧潮气向保温层的侵入。另一侧的透气膜一方面可以作为第二道防水，阻止雨水的侵入；另一方面，它可以使得保温层中积聚的湿气及时排出，从而使保温层达到自然干燥和经久耐用，让建筑节能更有效、更持久。

防水透气膜在美国、欧洲已经有超过30年的应用历史，日本70%以上的住宅采用防水透气膜，主要用来加强建筑的气密性、水密性，同时可以排出围护结构中的湿气，其产品以杜邦特卫强系列防水透气膜为代表。

我国透气膜应用较晚，但发展迅速，在北京国家会议中心、万国城、上海迪士尼等大型项目均已使用，北京市2008奥运指挥部发布的《奥运工程金属板屋面防水工程质量控制指导意见》中特别提到了防水透气膜的使用。

由于防水透气膜兼具防水及透气功能，生产工艺较为复杂。目前生产工艺主要有以下2种：

第一，闪蒸法，也叫瞬时溶剂挥发成网法，将高聚物溶解在溶剂中制成纺丝液，然后以极高的压力和速度从喷丝孔中喷出。闪蒸法生产的防水透气膜具有优良的防水透气性，同时，片材尺寸稳定性高，适用温度范围广（-40~100℃），具有绝佳的强度和韧性，抗拉、抗撕裂、耐久性能优异。

第二，热塑性吹膜挤出复合工艺，由高分子材料+聚烯烃微孔膜+高分子材料通过热复合而成。其透气功能主要取决于内部的聚烯烃微孔膜，而液态水因其表面张力的作用无法通过，从而使透气膜有了防水的功能。拉伸过程中微孔膜容易发生破坏而失去防水性，另外，其耐久性能受到包覆的高分子材料性能限制。

建筑围护结构中湿气会引起冷凝风险，需要将湿气及时排出以保持保温层自然干燥，因此，建筑围护结构需要具有透“气”性。而“气”则是指气密性或防风性能，气密性不佳将会导致热量的急剧散失，导致室内热量直接向室外泄露和耗散，造成建筑能耗的增加。因此，防水“透气”主要是体现在透水蒸气。

随着建筑节能要求的日益提高，建筑围护结构的防潮成为重中之重。建筑围护结构的受潮不但降低保温性能，引起保温结构潮解粉化，而且容易产生霉菌，在冻融及干湿循环下引发钢筋锈蚀，甚至影响建筑结构的使用寿命及使用者的健康。

针对建筑围护结构的受潮风险，提出了基于防水隔气膜与防水透气膜的呼吸式围护系统，一方面尽可能减少湿气的侵入，另一方面允许保温结构中的湿气向外界排出，使保温结构达到自然干燥。呼吸式建筑围护系统可以让建筑节能更有效、更持久，同时大大节约后期使用和维修费用，具有显著的社会和经济效益。

外墙保温小知识

外墙保温材料大部分为复杂的毛细多孔体，孔隙中可能充满着空气、湿空气、液态水,其保温性能主要取决于材料的成分、结构特点及热湿状况，而判断材料是否保温，一个最重要的指标就是导热系数，影响导热系数的主要因素有材料的密实性，内部孔隙大小、数量、形状，材料的湿度，材料的骨架部分的化学性质和工作温度等，其中密度和湿度对保温材料性能的影响较大。

密度对导热系数的影响：密度即单位体积材料的质量，材料骨架成分的导热系数相差并不很多，非晶状构造无机材料为0.7~3.5kg/m3；钻状构造无机材料为4.6~14 kg/m3；有机材料为0.29~0.41kg/m3；塑料为0.16~0.35kg/m3。但不同材料的导热系数却相差很大，这是由于材料中孔隙的数和性质状态不同，骨架和孔隙部分所起作用的大小不同造成的，孔隙越多，则孔隙传热的影响比率越大，骨架部分的影响就相应减小，材料整体的导热系数越小。

湿度对导热系数的影响：保温材料所处的环境中，湿度对材料内游离水分的影响很大，材料含水量的多少以重量湿度和体积湿度来表示。保温材料的湿度状况对导热系数影响很大，因此，防护结构的防潮构造非常重要，必须保证保温材料不严重受潮，并能及时向外排出潮气。

（作者：江苏卧牛山夏强）