研究背景与作者信息
该研究由西班牙 Universidade da Coruña 的 Joaquín Fernández Madrid 团队完成，发表于期刊 Structural Survey 2010 年第 28 卷第 1 期（页码 46-52）。研究聚焦于建筑领域的 雨屏墙（rainscreen walls） 系统，探讨风压与降雨条件对其防水性能的影响。雨屏墙是一种通过空腔（cavity）设计实现雨水管理与气候防护的建筑外墙技术，但空腔压力均衡性与隔间化（compartmentalization）对防水效能的机制尚未被量化研究。本研究的核心目标是建立空腔隔间化程度与水分渗透量之间的关联，并提出优化设计建议。

学术背景与研究目标
在雨屏墙系统中，外饰面板与内部结构层之间的空腔压力差是水分通过缝隙渗入的主要原因。现有理论认为，完全隔间化的空腔可抵消风压差，但缺乏实验验证。本研究旨在：
1. 开发 1:1 比例的测试模型，量化空腔隔间化率对防水性能的影响；
2. 分析风压分布对不同墙层的作用；
3. 提出空腔分区设计的工程规范。

研究方法与实验流程
研究在西班牙 Universidade da Coruña 的 CITEC 实验室进行，主要分为以下步骤：

1. 模型设计与构建
- 采用 1:1 比例开放箱体模型（1m×1m×0.20m），有效面积 1m²，模拟雨屏墙结构。
- 模型分为两个空腔：外层（E）模拟建筑外部，内层（C）以玻璃封闭模拟雨屏空腔，最大通风孔面积为 60cm²。
- 模型可调节空腔密封度（3cm²、6cm²、12cm²通风面积）并模拟降雨（恒定水量 2.7L/min）。

2. 压力测试流程
- 标准测试：持续 24 分钟，施加 8 次递增正压脉冲（50Pa 至 600Pa），每次持续 3 分钟。
- 变量控制：重复测试不同密封度（3cm²、6cm²、12cm²）下的压力均衡时间、水分渗透量及风压分布。
- 数据采集：记录外部压力（Pe）与空腔内外压差（Pe-Pc），并通过水量收集量化渗透率。

3. 特殊实验方法
- 压力均衡分析：通过高灵敏度传感器实时监测压差动态，放大 100 倍以捕捉微小变化。
- 水分渗透机制：模拟湍流条件下水通过小孔渗入空腔的过程，分析界面张力与孔洞尺寸的影响。

研究结果与发现
1. 密封空腔的压力均衡
- 完全密封时空腔压力与外部压力瞬时均衡（图 3），内层墙体承受全部风压，外饰面板无受力。
- 水分渗透量仅为喷洒总量的 5.81%（3.78L/65.04L），证实隔间化可有效阻水。

2. 非密封空腔的压差效应
- 未密封空腔（如 6cm²通风面积）中，Pe 始终略高于 Pc，压差随外部压力线性增加（图 4）。
- 干燥条件下外饰面板承受约 3.33% Pe 的负压，降雨时增至 5.67%，导致渗透水量升至 18%（是非密封状态的 4 倍）。

3. 空腔分区设计的临界值
- 垂直分区：需在转角及侧边 2–3m 宽带状区域强制隔间化。
- 水平分区：每层或每两层（≤6m）需设置隔间，否则空腔气流将加剧水分渗透。

结论与工程价值
研究证实：
1. 密封与隔间化是雨屏墙防水性能的核心，需在设计中严格划分压力区。
2. 外饰面板的节点形状与锚固设计需额外考虑风压荷载，边缘接缝形式直接影响防渗效果。
该模型为建筑规范（如西班牙 *Código Técnico de la Edificación*）提供了实验依据，并填补了雨屏墙动态压力研究的空白。

研究亮点
1. 创新模型：首次开发 1:1 比例可调密封度的雨屏墙测试系统，量化压差与渗透量的非线性关系。
2. 工程指导：明确空腔分区尺寸的临界值（≤6m），为高层建筑雨屏设计提供实操标准。
3. 跨学科意义：结合流体力学与建筑物理学，揭示空腔气流对水分渗透的放大效应。

局限性
实验中水分渗透量的波动可能源于模型材料界面张力，未来需进一步验证实际建筑材料的差异性。