前记：基于美国的建筑产业/设计相关的标准及本人多年美国建筑/地产实践经验，本文第一部分简要的介绍最普遍的建筑外墙构造及组件材料cavity wall systems and barrier wall systems（中空墙系统和防渗墙系统）。
-两类外墙系统构造示意
TYPE I 中空墙系统外墙基本构造如下：
1 Exterior Cladding (Natural or Synthetic) 也就是覆盖层，装饰层，采用天然或人造材料
2 Drainage Plane(s) 排水面层，使用各种防水膜/建筑纸（Building paper）
3 Air Barrier System(s) 空气格断层
4 Vapor Retarder(s) 汽水缓凝措施/材料层，使用防水气膜或相关材料
5 Insulating Element(s) 隔热保温材料层
6 Structural Elements 墙体结构
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| 图1 中空墙系统通用构造（仅作为示例，不作为比例材料参考）图片来源：美国国家建筑科学研究院www.nibs.org |
TYPE II 防渗墙系统基本构造如下：
外墙承重/非承重结构，防水防潮膜，隔热保温层，汽水缓凝层，室内非承重构造墙体
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| 图2 防渗墙系统通用构造（仅作为示例，不作为比例材料参考）图片来源：美国国家建筑科学研究院www.nibs.org |
中空墙系统为双墙构造，两层墙体构造间有空气层，便于水汽的冷凝排出以及通风干燥，保护干燥的内墙保温层，延长其使用寿命。的优势包括1，有效的阻止雨水渗透，在雨水在进一步的渗透到“干燥区”之前就被外覆层吸收。2，一旦雨水进一步渗透到排水中空层时，水分会被该层的雨水收集构件吸纳，同时由于空气流动防止负压产生而避免水分进一步通过细小的孔洞组件渗透到干燥区。3，由于干湿区物理隔离，具有优秀的隔热保温性能。4，较好的隔音效果。该类墙体系统的缺点有1，对于设计、承包方技术人员要求很高2，构造复杂，节点多，由于墙体的隐蔽性，导致容易出现渗透问题而不易察觉3，一旦需要维修，需要高昂的维修费用，甚至对建筑立面有一定的破坏影响。
防渗墙系统为单墙系统，没有中空层，所有的材料压实在一起。该类系统的优势包括1，建造较简便2，造价较低。缺点包括1，由于没有中空层，无法蒸发或冷凝多余的水汽，一旦做工密闭不严，非常容易导致雨水潮气向内墙渗透，极大的降低了隔热保温材料性能。2，需要持续的维护开支。该系统可以说是一种高度干燥的系统，对于整体的工艺要求颇高，因此，一旦在设计，安装或建造工程方面的出现任何缺陷都可能导致该围护系统的各种性能失效。
-外墙构造设计需要考虑的因素（通用）
1，热工性能（Thermal performance）要考虑热传递的几类方式，传导，对流，及辐射对建筑外墙的热工性能影响，同时需要协同HAVC系统综合评估计算。
2，防潮措施，要考虑空气流动，潮湿流动两大因素。由于空气是比水蒸气流更大的水分传递机制，所以需要严控空气流动在墙体内产生，杜绝室外空气的浸润、室内空气渗出及室内外空气发生混合。潮气在墙体内形成与传递有多种机制，每一种机制需要深入分析。墙体构造设计又可被分为三个要素加以单独分析：湿区、潮气储存、干燥（wet zone, storage of moisture, drying of the enclosure）。建筑外墙构造中排水面层或防水层外侧被称为湿区，这部分墙体允许水汽/水在此范围运动（见图1）。干燥，干燥的方式有蒸发和解吸，影响干燥的因素有如下几类：构件/材料的潮湿程度，室内和室外环境温度和相对湿度，材料/构件自身的物理性质，外墙系统或组件每一层的各自蒸气渗透率，外墙系统或组件的整体蒸气渗透率，整体系统中通风空气的流量状态。分析每个项目应结合该建筑所在相应的地理区域（见美国其后分区图，能源部），气候，该建筑外墙的朝向和暴露程度综合评估。材料及组件的潮气吸储力/吸湿力（moisture storage capacity)，要尤为注意材料/组件在不同环境下随着时间变化的潮气吸湿力会产生改变甚至被破坏，比如风化、霉菌生长等。一般的将具有较高潮气吸湿力的材料/组件安装或建造在湿区。另外，还需要结合行业数据、材料供应商数据及实验数据结果，对材料组件进行逐项分析，类别包括但不限于材料的毛细管作用、扩散蒸气流、预测湿气流、对流湿气流、风雨测试等。
3，其他方面，比如防火措施，隔音措施，使用者的工作效率/无害材料的使用，材料的耐久，墙体构造易于围护等相关因素。
-常见外墙覆层材料(Exterior Cladding)（低层、独立式住宅建筑）
常见外墙覆层材料主要有：包括有木/砖/砌体/混凝土/陶瓷/石材/复合板材/金属板材/塑料等
美国私人住宅类建筑常见木制外墙覆层也可以划分为以下几大类：
-木制覆层。其中最常见最广泛使用的一类便是木制覆层。木制覆层容易替换翻新，具有较好的隔热保温功能和声学性能，同时造价及维修相对低廉，样式非常多样，也具有较好的美学品质。 这种实用的外墙覆层有很多种类、等级、样式结合实际需求加以选择，通常而言，木制外墙覆层可以细分为以下几类：
木板/木板条。
木瓦，也称为木瓦，是薄而轻的锥形木片。
隔板，也称为斜面，搭接或挡风板，它们是水平安装的细长薄板，略有重叠。
吊板，与隔板类似，每个水平放置的板的顶部都安装在板顶部边缘的凹槽中。
垂直板，系列宽板垂直放置，中间有一系列窄板。
木板护墙板–简单的胶合板板用于外墙，通常用于廉价建筑物。
原木：采用原木建造，因此外部以互锁设计彼此堆叠在一起。
-砖覆层。常见的住宅建筑外墙覆层。虽然砖材厚重，施工较复杂，而且价格过高。但目前有更多的外墙砖覆层选择。它们拥有近似普通砌筑砖墙的外表，而占用的空间却小得多，需要的支撑也少得多，也往往便宜得多，这使得砖覆层具有相当的竞争力。
薄砖贴面覆层：薄砖通常由与传统砖石相同的粘土制成，各种系统将金属背衬附着到结构护套上，然后将薄砖分别放置在背板上的支撑中。
预制混凝土板：完成后的预制混凝土板可以看起来像砖墙，这些预制墙组件可以在现场完全成型。
砌筑砖外覆层：传统现场砌筑砖外墙，是真正的一座外层砖墙，不同于上述的砖饰面墙。当然，目前也可以在现场组装并作为预制面板安装。
Flexbrick品牌砖覆层：Flexbrick是一种创新产品，利用缆线连接薄砖，从而形成类似于砖织物的曲面薄层网格。
-金属覆层。很多住宅类建筑广泛使用各类外墙金属覆层，因为它们的很多特殊性质及优势。比如，金属覆层往往非常耐用，是一个非常理想的外墙覆层补充，无论是美学设计方面还是经济性能方面都具有相当的优势。金属覆层往往拥有现代感的外观，结合自身特殊的质感与色彩以及外墙其他传统材质构件，是一件与众不同的建筑作品。 还有一个因素便是环保，因为金属覆层被认为是建筑的可持续材料之一，帮助减少能耗，而且容易回收利用，而且回收利用后可以仍然保持其物理性质。一般的，金属覆层可以根据其构造方式、材质、性能、材料饰面四个因素进行分类。如构造方式可以分为立缝（Standing seam），弹簧锁（Snap Lock） ，连锁（Interlocking） ，平锁（Flatlock）和Shingle铺装方法五大类。而根据材料划分可以分为铝、锌、铜、不锈钢、镀锌钢、耐候钢、波纹钢等。每种材质类别需要根据实际情况区别对待，比如，铝本身很轻巧而坚固，又是一种软金属，它具有较高的可成型性。需要注意的是，其材料厚度对于提高铝制覆层的耐用性和使用寿命至关重要，设计施工时应着重考虑。铝覆层的防水性质很好，可有效防止潮气侵袭，因此很多沿海住宅建筑外墙往往采用了铝覆层。 就经济而言，铝制覆层没有较高的维护费用及需求，同时也非常容易重新粉刷。对于每种材质覆层这里做一个归纳：
铝制覆层，轻质具有一定的强度，防潮防水性能佳
锌制覆层，用途广泛，柔软且具有延展性，可以灵活地构造。 极高的耐用性和低维护成本，具有抗氧化性，从而使其平均使用寿命约为60至80年。
铜制覆层，一种永恒的材料，随时间增长，会产生美丽的铜绿，非常耐用，回收率100%。
钢制覆层，其中不锈钢覆层具有抛光的外饰面，镀锌钢则曾现出一种斑驳的美学特征，赋予一种特殊的质感；耐候钢则随着时间增长而形成铁锈质感一样的外保护层。
-陶瓷覆层/壁板。具有耐候、耐紫外线、色牢度高、不燃、坚硬且耐刮擦、低维护、环境友好、可持续生产和可回收、具有良好的装饰效果等优点。陶瓷覆层的最大优势是它的使用寿命非常长，有的甚至可以持续100年而不需要太多维护。同时，陶瓷覆层具有相当高的色彩稳定性而数十年来不会变色。陶瓷覆层的自然色变化范围非常广，从浅奶油到深灰色都覆盖到。陶瓷覆层材质可分为上釉及无釉两大类。
-混凝土面板。混凝土预制面板造价相对经济，同时具有很高的耐用性，防火性能佳，易维护，除此之外，业主及设计师建造方可以自由自定义各种形状、尺寸、洞口、细节来实现各种精细化立面设计与施工。
-石材覆层/面板。
玄武岩覆层，作为一种深蓝灰色的火山石，玄武岩适用于内墙和外墙砌面，其外表相当细致织密，同时具有极高的绝缘力。
花岗岩覆层，最广泛的石材之一，其拥有很高的耐用性。花岗岩具有特殊的颜色和纹理特征。
耶路撒冷石覆层（Jerusalem Stone）：耶路撒冷石是建筑中使用的最古老的石头之一，它是由灰白色的石灰石和白云石制成的。这种石头非常致密，比其他石灰石耐风化得多。
石灰石覆层：石灰石因其美学多样性和使用的灵活性而倍受赞誉。颜色范围广，石灰石的范围从纯白色，米色到微妙的棕色或带有蓝色。质地也变化多样。石灰石是建筑外墙覆层的绝佳选择，一个重要原因就是它可以相对容易地加工成形。
大理石覆层：常用的建筑外墙材质，具有特殊的纹理外饰面。
板岩覆层：一种细颗粒的石材，可用于建筑内外墙覆层的一种理想建筑材料。由于其优雅精致的外观，高耐用性，出色的耐水性和低维护成本，板岩已成为现代设计中的杰出建筑元素。
-固体表面外墙覆层。固体表面覆层由丙烯酸，颜料和树脂的混合物制成，形成一种均匀的材料，可以在不削弱其结构或耐水性的情况下进行切片，划线，雕刻和打磨等各种加工，营造出独特具有极简现代主义的时尚艺术外表皮。
-纤维水泥覆层。纤维水泥覆层是木材和石材等更奢侈的覆层耐用且低成本的替代品。该类覆层其实具有独特的建筑美学，通过有规律的整齐平铺其灰色图案板材来实现。具有防水性能，适用于潮湿的天气，并且不易翘曲或开裂。
参考资料
美国国家建筑科学研究院——全建筑设计指南外墙系统 Wall Systems | WBDG - Whole Building Design Guide
美国能源部——保温隔热材料类别 Types of Insulation | Department of Energy
Krigger, J., & Dorsi, C. (2013). Residential Energy Cost Savings and Comfort for Existing Buildings. Pearson.
Cover Images：Gammel Dam / CCY Architects | ArchDaily，Draper White Photography
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