外墻建筑節能探析

李轉學

廣東建設職業技術學院（450440）

建筑節能是執行國家環境保護和節約能源政策的主要內容。目前，建筑能耗占全國總能耗的30%，到2020年可能上升至40%，建筑節能水平遠低于發達國家。建筑物外圍護結構的熱損耗較大，墻體是外圍護結構的主要組成部分，所以墻體的節能改革成了實現建筑節能的重要環節,而合理的外墻設計、有效的保溫技術、完善的遮陽系統是建筑節能的主要方式。

1 合理的外墻設計

我國地域遼闊，氣候多樣，要實現建筑節能，就要因地制宜的充分利用當地有利的氣候條件和防御不利的氣候影響因素，進行墻體的節能設計,才能從根本上達到節能效果。一般情況下,以下兩個方面是影響墻體建筑能耗的主要因素。

1.1 建筑物的朝向

太陽輻射熱是最好的建筑能源,也是造成建筑能耗增加的主要因素。合理利用太陽輻射熱是建筑節能的根本。這就要求建筑物墻體具有合理的朝向,可以創造良好的自然采光和自然通風條件，降低室內電器的能耗，達到節能的目的。建筑設計，應依據當地的環境因素確定建筑墻體的方位，按太陽高度角做出日照分析圖，確定最佳的建筑朝向。南北朝向和接近南北向的建筑物，夏季可減少太陽輻射熱，冬季可增加太陽輻射熱，是最有利的建筑朝向。

1.2 窗墻比的大小

建筑外窗面積與外圍護墻體總面積的比值稱為窗墻比。外窗不僅具有采光、通風等重要功能，同時又是建筑立面設計中的活躍因素，通過玻璃進入室內的太陽輻射量是墻體的30倍以上,外圍護墻體的熱工性能比玻璃窗戶要好，而一些建筑因片面追求立面效果而消耗了大量的能源。因此，要根據不同氣候特征合理控制窗墻比，才能達到有效的建筑節能。節能建筑設計確定窗墻比時，還應考慮開窗的位置，使夏季的陽光被遮擋而冬季的陽光被引入，同時應根據不同地區的季節風向，在不同的墻體上開設對應的窗口，形成良好的自然通風，有效的帶走室內的熱氣流，使室內形成良好的溫濕度，從而達到節能效果。

2 外墻保溫技術

傳統的建筑墻體一般采用單一材料，如空心砌塊墻體、加氣混凝土墻體等，這些材料的導熱系數較大，一般為高效保溫材料的20倍，不能滿足日益提高的建筑節能要求。近年來由于建筑節能材料的發展和建筑施工技術的提高，采用承重材料與高效保溫材料(如巖棉板或聚苯板等)組成的復合外墻越來越廣泛。按保溫材料所處位置不同，最常用的有外墻內保溫和外墻外保溫兩種方式。

2.1 外墻內保溫

外墻內保溫是指在外墻結構的內部加做保溫層。在建筑節能技術發展的起步階段，這種施工方法應用比較廣泛。大面積推廣的內保溫技術有:增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網格布等做法。

外墻內保溫造價低、安裝比較方便、施工速度快，操作方便靈活,可以保證施工進度。但外墻內保溫會多占使用面積，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，影響居民的二次裝修，且內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構。隨著我國節能標準的提高，內保溫已經不適應新的形勢，它只是某一地區過渡性的節能做法。

2.2 外墻外保溫

外墻外保溫是在主體結構的外側包上保溫層。外保溫層能保護主體結構，延長建筑物的壽命，有效減少建筑結構的“熱橋”，增加建筑的有效空間，消除冷凝，提高居住的舒適度。因此，保溫技術是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫技術適用于新建的結構工程，也適用于舊樓改造。

目前比較成熟的外墻外保溫技術有:1）外掛式外保溫,主要采用的保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板(簡稱聚苯板，EPS、ⅫS)、鋼絲網架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優良的物理性能和廉價的成本,已經在節能建筑中廣泛應用。2）聚苯板與墻體一次澆筑成型。在混凝土框、剪體系中將聚苯板內置于建筑模板內，然后澆筑混凝土,混凝土與聚苯板一次澆筑成型為復合墻體。3）聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫。該技術是將廢棄的聚苯乙烯塑料(EPS)加工破碎成為0.5mm～4mm的顆粒,作為輕集料來配制保溫砂漿。

3 完善遮陽系統

玻璃幕墻是現代高層建筑較多采用的外圍護結構，也是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位，單層玻璃幕墻的能耗約占整個建筑能耗的40%左右。雖然減少窗墻比是外墻節能的首要因素，但由于建筑造型的要求，建筑師往往在調整外墻開窗比例時受到相當多的制約。因此，采取完善的遮陽系統，防止直射陽光的不利影響，將會大大降低建筑能耗。

目前市場上可供選擇的遮陽系統,根據遮陽原理的不同，可分為選擇性透光和遮擋式兩種。

3.1 選擇性透光遮陽

選擇性透光遮陽就是利用某些特殊材料對陽光具有選擇性吸收、反射(折射)和透射的特性來達到控制太陽輻射的一種遮陽方式,一般采用光物理特性玻璃或在普通玻璃上粘貼節能薄膜作為外門窗的遮陽措施，如熱反射玻璃、低輻射玻璃、陽光控制膜等。

3.2 遮擋式遮陽

遮擋式是直接阻擋陽光進入室內的遮陽方式,也是目前較為常見的一種遮陽方式，有內遮陽和外遮陽兩種類型。

內遮陽的應用極其普遍,無論是布簾還是由生產商提供的遮陽成品:如百葉簾、卷簾、竹簾等，用戶可選擇的式樣很多，但是內遮陽的隔熱效果不如外遮陽。

外遮陽設計,在過去往往是一片片固定裝配在外墻上的水平、垂直、傾斜的混凝土板或者金屬板。隨著成套遮陽產品的發展，外遮陽設計更加簡化、品種也更加多樣。目前市場上主要有1）安裝在窗戶外側的遮陽百葉，不僅在夏季遮陽，在冬季還對窗戶起到防護作用，避免寒風侵襲；2）安裝在窗戶或其他建筑構件上方的遮陽篷,如今專業生產的遮陽篷一般都能調節傾斜角度，以遮擋不同高度角的陽光，可以勝任任何朝向的遮陽；3）遮陽紗幕，遮陽紗幕與普通的遮陽篷相比，尤其對東西向的窗戶來說遮陽更有效。

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