木建冷知识：为什么屋顶和外墙中的空气流通层很重要

第一部分

独立住宅（house）的3大围护区域：屋顶（roof）、外墙（wall）和地板/底板（slab）

传统意义上，房屋住宅的基本功能是：“挡风遮雨，避暑御寒”。

现代意义上，房屋住宅应该满足下面这些基本原则“坚固可靠，冬暖夏凉，健康舒适，节能环保，绿色低碳，设施齐全，智能安全，使用方便，运行经济，等等”。

人类自古至今，建造围护住宅的基本建筑材料，一般有：自然土壤，秸秆茅草，木材竹材，天然石材，人造砖块，人造钢材，人造混凝土材料，人造复合材料，等等。

根据人类总结的热学知识可以知道：钢材的导热性能最大，其次是石材，再次是混凝土材料，再次是砖块，最后是木材。

从人类的生活常识和经验可以了解到：完全使用钢材围护的住宅，在炎热的夏季，室内的温度肯定会是最高的，其次是石材，再次是混凝土材料，再次是砖块，最后是木材；完全使用钢材围护的住宅，在寒冷的冬季，室内的温度肯定会是最低的，其次是石材，再次是混凝土材料，再次是砖块，最后是木材。

人类科技发展到现在，为了极大地减少夏季太阳的辐射热对房屋住宅的严重影响，除了加强房屋住宅自身的“保温隔热”、“防水隔潮”构造力度之外，现代的人们，还创造出了在屋顶以及外墙中设置“空气流通层”这一构造做法。

以坡屋顶为例，通过分析可以知道：在炎热的夏季，太阳的辐射热，首先是照射在“空气流通层”外侧的围护材料上的，这层围护材料，受热以后，根据“热的传导”原理，会通过围护材料本身，将受热获得的大部分热量传递给下面的空气层。“空气流通层”里面的空气，受热以后，会沿着倾斜设置的顺畅通道，从下往上流动起来，即，从下部的进气口吸入空气，会沿着倾斜构造通道上升，最终从上部的出气口流出。这样，围护材料受太阳辐射获得的热量，将会通过围护材料下面的空气流通层带走大部分，只有少部分热量，会继续经过下面的屋顶构造部分，传递到室内。

同样的道理，外墙的情况，跟屋顶的情况，是一样的。

无论是南方夏季房屋住宅的隔热方面，还是北方冬季房屋住宅的保温方面，保温和隔热，应该是房屋住宅应该同时具备的基本功能之一。

当然，大自然中太阳的辐射热，最好是人类能加以利用或者是能储存起来为最好。比如，在建筑上的应用会有：加热水体产生热水、太阳能发电，等等。

第二部分

现代超级保温隔热、防水隔潮技术支持下的独立住宅的围护组成：屋顶、外墙和地板（底板）

超级节能独立住宅，横向剖切，示意图

1、坡屋面上，安装“Solar-thermal collector”（太阳能集热系统），（optional）（可选的）

2、独立住宅的3大围护区域：屋顶、外墙、底板，采用“超级保温隔热”（Super insulation）构造处理，外墙上安装的窗户（多层中空低辐射镀膜玻璃断热桥窗框保温窗户），采用具有保温构造特点的节能构造——三窗格双层低辐射玻璃（triple pane double low-e glazing）。

3、独立住宅内部，通风换气方面，安装“能量回收通风系统”（ventilation system with heat recovery-带热量回收的通风系统），对进入室内的室外空气——“进气”，和室内已经使用过的废气的排出——“排气”，进行统一管理，比如，在冬季，在“能量回收通风系统”的“主机”的位置，对“进气”进行“预热”处理，对“排气”不是直接排放到室外，而是“提取废气里面蓄含的热量”之后，再排放到室外。

另外，所有室外新鲜空气，集中统一使用一段“地埋管道”，首先与地表土壤，进行“能量交换”（ground heat exchanger-地面换热器），吸收里面的热量，对室外空气进行第1次“预热”处理之后，再送入“能量回收通风系统”的“主机”位置，进行第2次“预热”处理，然后再通过管道输送到室内各个房间中。

被动式住宅，横向剖切，示意图

朝向太阳的“被动式太阳房”坐落设计，屋顶安装太阳能集热器，太阳能光伏太阳能发电系统，房屋四周采取保温隔热构造处理，进气总管地埋，室内安装热回收通风系统HRV（Heat Recovery Ventilation），安装微型备用加热器TBH（Tiny Backup Heater），被动式住宅，能耗仅相当于一台电热吹风机的功耗。

（一）、屋面超级保温图例

（二）、外墙超级保温以及多层中空低辐射镀膜玻璃断热桥窗框保温窗户图例

（三）、基础底板超级保温图例（德语关键词：Bodenplatte Isolierung）

第三部分

在独立住宅的屋顶、外墙构造组成中设置空气流通层的意义

坡屋面屋顶构造组成三维立体剖解示意图

从外到内，从上到下，屋面的构造组成为：屋面瓦片+挂瓦木搁条+顺水木搁条（屋面空气流通层）+防水隔潮薄膜卷材+屋面板+木结构屋架框架+木结构框架之间填充固定无机物材质的不燃型玻璃纤维保温毡毯+防水隔潮塑料薄膜+木搁条+填充固定较薄的无机物材质的不燃型玻璃纤维保温毡毯+塑料薄膜封堵+防火石膏板+室内粉刷

欧洲地区某典型双层夹芯墙体构造示意图

外层：非承重围护性实心/空心粘土砖墙；中间：空腔——空气流通层+无机物材质的不燃型玻璃纤维毡毯；里层：承重蒸压加气混凝土砌块墙体。里层墙与外层墙之间，使用镀锌或者不锈钢钢制拉接筋，进行连接。

屋面构造，施工现场的外观。

木结构屋架框架的外侧，铺设一层绿色的防水保护薄膜，保护膜的外侧，钉设一道顺水木搁条，顺水条的上方，垂直钉设一层挂瓦木搁条，后续将进行屋面瓦片的安装施工。

双层结构中间夹芯保温层墙体，开始进行外层部分的施工。

墙体里层：灰白色的蒸压加气混凝土砌块承重墙体；墙体中间：空腔空气流通层+浅黄色的无机物材质的不燃型玻璃纤维保温毡毯；墙体外层：红色烧结粘土砖非承重墙体。为了增强外层围护墙体的竖向稳定性能，预先埋置了镀锌钢制拉接筋，穿透中间保温层，将里层墙体与外层墙体进行连接。

该日式木结构独立住宅，在“屋顶”、“外墙”、“基础”3大区域，大量使用“现场喷涂发泡聚氨酯泡沫保温材料”；在“屋顶”、“外墙”、“基础”3大区域，设置“空气流通层”、“单方向透潮、防水、热反射层”；“外墙”上的窗户为“双层中空低辐射镀膜玻璃断热桥窗框保温窗户”。

屋顶和外墙2大位置，均设置“保温隔热层”、“防水隔潮层”、“空气流通层”，以及充分利用基础下部土壤中的能量，综合调节室内温度和湿度，示意图。

第四部分

独立住宅的最下部设置“地下架空层基础”的好处

现代日本独立住宅的典型建造做法——下部是整体结构的全现浇钢筋混凝土地下架空层基础，上部是现代木结构框架承重体系。这种建造方式 “脚重头轻”，防风抗震效果比较明显。

夏天，在独立住宅3大区域上（屋顶、外墙、基础），制造空气流通，可以有效降低室内的空气温度，降低室内空气的潮湿程度。

独立住宅，围护表面的空气持续流动，会将一部分容易渗透进室内的热量和湿气带走。

独立住宅，首先采取“高气密、高断热”的比较夸张的“保温隔热”构造处理，然后再在“屋顶”以及“外墙”上，设置“空气流通层”和“热反射层”，炎热的夏季，室内温度就会比较低一些，同时，还能够节约能源。

图中，最下部灰色的部分，指的是“整体结构的全现浇钢筋混凝土地下架空层基础”，1楼、2楼外墙躯体以及2楼天棚位置的淡绿色部分，指的是“保温隔热、密封围护”材料。

夏は涼しく（夏天凉爽）、冬は暖かい（冬天温暖）、通気工法システム（通气工法系统/空气流通施工方法系统）、棟換気システム（屋顶通风换气系统）、窓はすベでペアガラス（双层玻璃窗）

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