木材的使用經驗告訴我們,在恆定的溫度和濕度條件下,當木材不再獲得或失去水分,它就達到了所謂的「平衡含水率」,所以我們看到木材在乾燥或者在特別潮濕的環境中,反而可以持久耐用,倒是在時而乾燥、時而潮濕的環境中,木材的使用壽命卻很短。所以行業中有句老話:「乾千年,濕千年,乾乾濕濕兩三年。」
木材作為木造建築的結構主材,其乾濕程度直接影響到建築的安全性和耐久性,那麼如何對木構造建築進行「控水」呢?本篇文章簡略介紹木造建築外殼的防水和防潮。
什麼是木材的含水率?
木材的使用年限與木材的含水率息息相關。木材是一種吸濕材料,它可以根據周圍的環境條件吸收或釋放水分。木材含水率(通常縮寫為MC),即:木材中所含水分的品質佔其烘乾品質的百分比。
木材含水率的高低變化,會導致木材因收縮或者膨脹而引起的尺寸變化。如果長時間暴露在過度潮濕的環境中並疊加其他不可控的環境因素,則可能會導致木材的腐爛、發黴和染色。

因此,控制木材的含水率,防止木材的過度膨脹和收縮。在選購木材可以使用窯乾板材,並且在施工過程中保持材料乾燥。通常使用含水率小於19%的木材即乾材,其性能是穩定的。含水率低於19%的木材可以抵抗真菌的生長,進而避免木材腐爛以及有害物質的產生。
通常情況下,木材的含水率,製作構件時,板材、規格材和工廠加工的方木不應大於19%,現場製作的方木或原木構件的木材含水率不應大於25%。
關於木材含水率的更多要求可參考中華人民共和國《木構造設計標準》GB50005-2017、3.1.12、3.1.13或中華民國《木構造建築物設計及施工技術規範》第一章總則中的相關規定。那如何確定木材的含水率?以現代木構造中常用的規格材加拿大SPF舉例,從木材表面的認證章中可判斷其含水率,見下圖。
同時,需要使用符合含水率要求的木材,也可考慮使用工程木產品,如工字梁等,工程木產品通常不會有明顯收縮。
同時,採取對易變形的部位進行事先保留足夠空間,留有變形餘地,適應木材的「差別收縮」。

木造建築防水防潮的設計關鍵點
木造建築防水防潮的設計關鍵點,簡言之,就是設計的出發點和原則,從源頭出發,以不變應萬變。通常情況下,設計主要從四個方面綜合考慮防水防潮:折落、排水、乾燥以及使用耐久材料。

折落——主要是採取屋頂挑簷、雨篷、泛水板等構造措施,將絕大部分的水阻擋在建築物之外,折落是最有效的防水措施。需要注意,木造建築設計大挑簷有利於建築防水。
雨水從外牆折落排水——通常情況下,木造建築的屋頂和外牆體都需要考慮至少兩個排水面的做法。第一個排水面為外部飾面可以排出大部分雨水,第二個排水面為卷材或者防潮紙可以排出滲透飾面層的少量雨水。
排水平面屋頂、牆面做法乾燥——屋頂、牆體或樓板當處於潮濕狀態時,如果不及時乾燥,就容易發生腐爛。乾燥作為折落和排水兩種防水方式的提升,建築可以採取空氣流通、日照及蒸汽擴散這三種方式進行乾燥。使用耐久材料——在木造建築的設計中,需要選用耐久的木產品。暴露在空氣中的木材需要做耐久處理,防止水分吸收、蟲害和腐爛,可以選擇防腐木材料和天然的耐久木材,如雪松。也需要選用耐腐蝕的緊固件和五金件可以讓建築維護結構更堅固耐久。
木造建築的外殼結構構造層次
木造建築採用防雨通風帷幕牆作為外殼結構體系,是基於木造建築防水的四大關鍵設計要點發展而來的,全方位解決了木造建築外牆的防水防潮問題。防雨通風帷幕牆的構造層次,從外向內:外飾面—順水條—呼吸紙—OSB覆面板—SPF牆龍骨(內填保溫棉)— 隔氣層(不同氣候區)—石膏板。

1.外飾面—順水條—呼吸紙
外飾面與呼吸紙之間形成排水通風空腔,也就是順水條所在的位置,正因為空腔的存在,從外飾面中滲入的水分以及由室內滲透出的水蒸汽,採取空氣運動將其帶出結構。
進而發揮通風乾燥的作用,保護木構造遠離水分的侵蝕。防雨帷幕牆的通風排水空腔,是防水的技術核心。

需要多大的空腔才能滿足要求?
一方面,2mm或3mm的縫隙足以滿足排水要求,另一方面,需要留出更大的通風透氣空腔適應足夠的空氣流動,通常10mm能滿足要求。在實際工程中,空腔中使用防腐木順水條,取決於材料的尺寸,空腔通常為 19mm。
空腔的頂部和底部如何收頭?
通風空腔應保持暢通,也應防止昆蟲的進入,因此在頂部和底部設置防蟲網,允許空氣自由流動的同時也防止昆蟲在空腔內建立巢穴,確保水分排放以及空氣自由流通。

2. 呼吸紙
作為外牆的第二個排水面,附著在覆面板表面的防水卷材,可阻止從外飾面滲入的水分和冷凝水的侵襲,是牆體防水的最後防線。呼吸紙由具有一定蒸汽滲透性的塑膠纖維製成,可阻止液態水的採取,但允許水蒸氣的採取,因此形象地被稱為「呼吸紙」。
呼吸紙在現場安裝時需要注意些什嗎?呼吸紙安裝時採用正搭接,可以有效地排水,呼吸紙可以採取馬釘或帽釘固定,接縫處也可以使用呼吸紙專用膠帶粘貼。
呼吸紙在安裝後,應避免陽光長時間照射,紫外線會導致其性能下降。施工過程中的大風也會導致機械固定的呼吸紙翻騰並飄動,進而削弱固定作用,導致呼吸紙撕裂和破損。因此,需要盡快安裝順水條,加強固定,以及安裝外飾面。

隨著材料的發展,呼吸紙的選擇也越來越多,施工工藝也呈多元化。有效的水分控制、空氣密封和蒸汽控制,可根據目標和設計需求,選擇性價比較高的產品。
3.泛水板
在防雨通風帷幕牆外飾面處還包含了一個特殊的防水構造——泛水板,以金屬材質為主,主要材料有鍍鋅鋼、不鏽鋼、銅和鋁板。泛水板具有一定的排水斜度,採取折落的方式將水導離牆面。在外立面中,金屬泛水板通常會在基礎、樓板、窗戶上下口、材料變化處、簷口等位置出現,因此對泛水板的設計,不僅是防水構造需求,同時也要兼顧美觀。
木造建築在基礎部位如何防水防潮?
木造建築的基礎通常是混凝土或者磚石砌體基礎,地表水可以採取「毛細作用」滲透到基礎中,並以水蒸汽的形式釋放到建築物內部,因此需要在基礎與土壤接觸的部位設置防水塗層。

同時,在木牆體底梁板和混凝土基礎之間也必須設置防潮墊(防水墊片),阻止基礎中的水氣滲透至底梁板,進而有效阻止毛細作用。需要注意的是,底梁板為防腐木。

木造建築窗戶如何防水密封?
在木牆體上安裝窗戶,防水氣密是難點。結合木造建築防水防潮的關鍵點,「密」和「通」相結合,窗戶既要氣密,也要盡快排出不慎流入的水,防止水淤積在窗戶中,造成木構造牆體浸漬在水中。關於窗戶的選擇,木造建築推薦使用帶安裝翼的窗戶(如圖),平外牆安裝,可以有效的防水防潮。但是,在實際工程中,一般窗戶(不帶安裝翼),窗戶位於牆體的不同位置,居中或平外牆內側甚至更複雜的情況,都有可能出現,這就需要我們根據設計效果來進行節點設計,滿足防水防潮的基本要求,同時確保設計的效果。

下面以典型的帶安裝翼的窗戶節點設計為例,介紹窗戶防水防潮的設計要點,瞭解如何做到「密」和「通」相結合。在窗洞口較易滲水或者積水的位置,如窗檯以及兩側轉角處,需要加強防水措施。在下圖中,我們可以看到,窗檯內側安裝木塊墊高,形成高差, 確保水流向外流。
同時,整個窗檯安裝防水卷材,在兩側轉角處需要加強一層防水,通常使用自粘防水卷材SBS,進而形成水密。窗戶上口和兩側將呼吸紙向內翻折,並用鋁箔膠帶和木龍骨連接,做好防水保護。

在窗檯底部間隔安裝墊片,確保底部的通暢,窗戶外側上部和左右兩側的安裝翼都需要用密封膠與木牆體密封固定並用膠帶將邊緣密封,此處為「密」,底部則開口放置,當有水滲入後,可以及時排出,此處為「通」。窗戶內側四周與木龍骨之間在作支撐的泡沫棒上使用連續的中性固化矽膠將其密封,此處同樣為「密」。至此,對於窗戶,向內是密封的,向外下側是封而不堵,保持暢通,留有餘地的。參考節點如下圖。
在窗戶的節點設計中,還需要注意一點,窗戶的上口和下口外飾面處都需要設置泛水板,泛水板可以阻擋大部分水侵入。關於木構造建築外殼的防水防潮措施,我們從木材本身的特質出發,遵循防水防潮設計的四要點,防止和控制雨水滲入,保護木構造建築的安全性和耐久性。