建築物材料為何失效？
本小節分為三個部分：
1 力
2 熱
3 水
3.1 水：水是什麼？
3.2 蒸氣形式的水
3.3 冷凝、蒸發、飽和及相對濕度
3.4 什麼是透氣性材料？
3.5 液態水
3.6 毛細管現象
3.7 吸濕與乾燥
3.1 水：水是什麼
水，特別是過量的水，很容易破壞建築材料，造成木材的老化和金屬的腐蝕。我們必須先理解水的物理和化學特性，液態、氣態、固態的不同表現，以及它如何與材料反應，才能在建築保護中避免它帶來的損害。
水有很不尋常的物理和化學性質。我們與水太過親密，因此忘卻了它有多奇怪。舉個例子，大多數材質的固態都比液態密度大，但冰卻比水輕，能浮在水面。大多數小分子化合物，比如二氧化碳，在常溫下都是氣態，要非常冷才能變成液態和固態。而水的熔點和沸點異常高，我們大多數接觸的是液態水。光是些特性，就完全重塑了地球的模樣。
這些奇葩特性源於水的分子結構。1個水分子包含1個氧原子和2個氫原子。它們三者並非形成直線，而是一個V形。水分子電子雲偏向氧的一端，因此分子產生了「極性」：氧原子一端帶負電，氫原子一端帶正電。因為異性電荷相吸引，水分子便傾向於相互吸引。這一效應解釋了水的表面張力等等一系列自然現象。
水分子：水分子帶有1氧2氫，大約0.275nm寬。每個氫帶有的1個電子，氧帶有8個電子，內2外6。氫的外層電子在氧的表層形成兩個電子對，使其相互穩定。這樣，整個分子的電子雲就被扭曲了，形成一個V形，氣態水的夾角是104°，液態水是106°。
電極性、溶解性與物相
人們習慣將液態的東西稱為「水」，因此說「液態水」似乎有點廢話。但是，水的不同狀態是值得分開學習，不能混淆的。水作為液體、蒸汽或冰，與建築發生的關係也大相徑庭。氣態的水在流動的時候，只有分子相互撞擊才能有下一步反應；但液態的水中，分子是相互鏈接的，構成穩定的水流。
水是「萬物的溶劑」，因為它良好的電極性，可以溶解很多化合物。此外，水也喜歡貼附在帶電的表面。這兒說的帶電或許不是有電流通過，而是分子也如水一樣，有一端具有極性，就可以吸引水分子。這些材料叫做「親水性材料」。
液態的水中，分子之間會有「氫鍵」鏈接，但是力很弱。這些鍵不斷地斷開及重新生成。而在固態水中，每個分子與另外四個形成固定位置。一些研究表明，有些親水材料能和液態水也形成相對固定的鍵，即便還沒到凝結成冰的條件。
電場會影響帶電分子的運動，水也不例外。包括水分子在內的這些，絕緣但是容易被外加電場極化的材料，稱為「強介電材料」。此外，儘管水本身不導電，但是它的溶解能力太好，以至自然界基本沒有純水。帶有「電解質」的水，就變成了極佳的導體。因此我們一般說「水會導電」，也不算是個錯誤的認識。
熱性能
水的比熱容很大——要加熱水的溫度，水要吸收很多熱量——每千克提高每開爾文（或攝氏度）需要4200焦耳的能量。常見的液體中幾乎沒有與之相匹敵的。讓液態水沸騰並蒸發為氣態，也需要很多能量。因為這一效果，液態水——水霧——氣態水的存在，可以極大地緩衝天氣帶來的熱變化。好好利用庭院的水池、噴泉，以至於山水形勢，是抵禦天氣突然轉變的有效方法。
要具體描述水的性能，我們常用「蒸氣壓」「絕對濕度」「相對濕度」等等概念。接下來的章節將逐一介紹。
