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20世纪40年代，德国的建筑学家发现，沥青防水卷材与涂膜防水材料的自粘性与密闭性特点，致使混凝土结构中的残余水分被封闭在结构内，混凝土结构内的水汽无法散发而导致屋面与墙体孳生霉菌，室内空气质量与人居健康受到严重威胁。因此，德国建筑界开始使用具有透气性能的屋面垫层，以取代自粘卷材与涂膜防水，这种透气性垫层空铺于屋面基层之上，使现浇混凝土屋面板的水汽迅速排放出去，因而避免了霉菌的孳生。
在当时的历史背景下，人们对建筑节能的认识还不够，20世纪70年代，随着世界能源危机的爆发，欧美国家对建筑节能问题越来越重视起来。能源专家发现，这种透气性垫层虽然使现浇混凝土屋面的水汽得以排放，有效解决了防潮与霉菌问题，然而大量水汽向保温层排放，保温材料的热工性能受到严重破坏。
20世纪中期，美国与加拿大建筑标准协会的专家发现，建筑外墙与屋面中水汽的凝结会严重影响建筑保温材料的性能及围护结构的耐久性，导致霉菌孳生。而导致受潮的主要原因是借助建筑外部空气渗入至围护结构内部的液相水和汽相水。从此美国的一些建筑开始使用防水膜，铺设在保温层外面作为建筑包覆系统，以加强建筑的气密性与水密性，但是这种防水膜不透气，围护结构的潮汽仍然无法散发而不能彻底解决防潮问题。
经过不断的科学研究与实践，德国与美国的建筑界专家终于发现，将透气性屋面垫层改为不透气的卷材作为隔汽层空铺于屋面基层，使现浇混凝土屋面的水汽在一定程度上得以排放，减缓混凝土屋面的水汽向保温层排放的速度；使用透气性的防水膜作为建筑包覆系统（后称防水透气膜），阻止了建筑外部渗入的液相水与汽相水的同时，又使保温层的水汽迅速排放出去。隔汽层与防水透气膜的配合使用，加强了建筑气密性、水密性，解决了防潮与霉菌的同时，又有效保护围护结构热工性能，从而真正达到了节约能耗之目的。
20世纪80年代末，防水透气膜方案在欧美发达国家得到大力推广，被广泛应用于居住建筑与公用建筑，防水透气膜建筑构造被誉为“会呼吸的房子”。防水透气膜铺设于保温层之上，有效保护保温层，保温层之上不需要再浇细石混凝土，方案的优化降低了建筑造价。日本、马来西亚等国家也相继引进德国、美国的技术，开始大量生产并应用防水透气膜。
近几年我国政府对建筑节能越来越重视，使得防水透气膜方案在我国开始大力推广，并制定了《防水透气膜建筑构造》、《压型钢板、夹芯板屋面与外墙建筑构造》等专项图集。
