建筑外圍護結構常用節能技術措施

王新花

1 外墻體節能技術

提高墻體熱工性能的有效途徑之一是采用結構材料與高效保溫材料結合而成的復合墻體。現將常見的幾種復合墻體介紹如下[1]。

1.1 外保溫

外保溫是將外保溫隔熱材料置于外墻外側，使建筑外墻達到保溫效果的一種保溫形式。最早的外墻外保溫系統起源于20世紀40年代的瑞典和德國，而實際的外保溫工程在歐洲已有35年以上的歷史。目前，外墻外保溫系統依然是歐美等發達國家市場占有率很高的一種建筑節能技術，也是目前我國大力推廣的保溫技術。外保溫有其明顯的優點:

1)外保溫適用范圍廣，不僅適用于新建工程，也適用于舊樓改造;2)外保溫有效的減少了建筑結構(混凝土梁、柱等部位)的熱橋;3)保溫層不占用室內使用面積，不影響室內裝修;4)外保溫技術含量高，技術更合理，消除了冷凝，防止墻體表面結露;5)外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側，從而使主體結構所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，因此能延長結構壽命。

1.2 內保溫

外墻內保溫是將保溫隔熱系統置于外墻內側，使建筑物外墻達到保溫效果的一種保溫形式。在20世紀90年代開始，在我國建筑節能技術發展的起步階段，尤其在我國北方地區，內保溫和夾芯保溫技術曾經被廣泛使用。內保溫的優點:1)施工方便，內保溫材料被樓板所分隔，僅在一個層高范圍內施工，不需搭腳手架。2)由于這種節能墻體的外側結構層密度大、蓄熱能力強，因此采用這種墻體時室溫波動相對較大，供暖時升溫快，不供暖時降溫也快。當然，內保溫缺點也十分明顯:1)內保溫技術無法消除圈梁、樓板、構造柱等引起的冷熱橋效應，熱損失較大。同時設計中還要注意采取措施(如設置空氣、隔氣層)，避免由于室內水蒸氣向外滲透，在墻體內產生結露而降低保溫隔熱層的熱工性能。2)由于這種節能墻體的絕熱層設在內側，會占據一定的使用面積，若用于舊住房節能改造，在施工時會影響室內住戶的正常生活。3)內墻懸掛和固定物件等容易破壞內保溫結構。

1.3 夾芯保溫

它是將保溫材料置于同一外墻的內、外側墻片之間(外墻為雙層墻)，這種保溫方式會使外墻厚度增加很多，但外墻兩側均為重質堅硬材料，對公共建筑有一定適用性。優點:1)傳統材料的防水，耐候等性能良好，對內側墻面和保溫材料形成有效的保護。對保溫材料的選材要求不高，聚苯乙烯、玻璃棉、巖棉等各種材料均可使用。2)對施工季節和施工條件的要求不十分高，不影響冬期施工。近年來，在嚴寒地區得到了一定的應用。缺點:由于在非嚴寒地區，此類墻體與傳統墻體相比尚偏厚，且內、外保溫墻片之間需有連接件連接，構造較傳統墻體復雜以及地震區建筑中圈梁和構造柱的設置，不可避免地存在冷熱橋效應，因此保溫材料的效率仍然得不到充分的發揮。

1.4 外墻自保溫

能滿足外墻自保溫要求的墻體材料有蒸壓加氣混凝土制品(砌塊和外墻板)以及其他能滿足外墻平均傳熱系數(K)和熱惰性指標(D)要求的輕質混凝土制品或復合制品。適用于有節能設計要求的多層外墻，尤其適用于別墅建筑。當所設計的建筑為多層建筑，且建筑物外墻砌體面積較大時，才適宜考慮選用加氣混凝土制品用于外墻自保溫。

2 屋面節能技術

2.1 倒置式屋面

即采用保溫層在防水層之上的做法，一般采用“找坡層—找平層—防水層—結合層—保溫層—隔離層(可選)—保護層”的做法。保溫層常用的保溫材料有高密度膨脹聚苯板、擠塑聚苯板、聚氨酯泡沫塑料等。倒置式屋面的做法可避免防水層產生由溫度變化引起的早期破壞以及卷材防水層的鼓包現象、延長防水層的使用年限，并可充分發揮保溫隔熱層的節能作用，目前在各類建筑屋面上會優先考慮應用。選用倒置式屋面的保溫材料時，保溫材料本身除有較小的吸水率外，還要具有一定的壓縮強度。國外典型的倒置式屋面較多采用擠塑聚苯板(XPS)作為保溫材料。

2.2 正置式屋面

與倒置式屋面比較，其保溫層與防水層的順序相反。由于防水層直接與環境接觸，在晝夜溫差及室外溫度的變化下防水層表面易產生較大的溫度應力，經過幾個交替循環后油氈表面延性降低，變脆、變硬、產生裂縫，致使防水層在短期內受到破壞。過去的正置式屋面多采用膨脹珍珠巖作為保溫材料，膨脹珍珠巖具有很強的吸濕性，吸濕后在高溫下產生濕氣，易在防水層內側外鼓形成氣泡，而膨脹珍珠巖則因吸濕其保溫效果大大降低。故盡量在全年和全天溫度變化小的地區選用此類屋面。還應當盡量選用膨脹聚苯板(EPS)、擠塑聚苯板(XPS)等吸水率較小的保溫產品。

2.3 整體現場噴涂保溫屋面

此類屋面具有施工快，保溫防水一次解決等特點，使用聚氨酯為噴涂材料時，其外表面就設置保護層，可使用細石混凝土，或防輻射涂層保護層防止聚氨酯老化。整體現場噴涂保溫屋面較宜用于屋面平面較為規整，且找坡坡度較為平緩的工程。聚氨酯或其他保溫材料的噴涂厚度除應按相應保溫要求確定外，也應當考慮建筑屋面防水要求。

2.4 架空隔熱屋面

架空隔熱屋面主要用于提高屋面系統的夏季隔熱的功能，避免建筑內表面溫度偏高過于劇烈，一般多應用于廠房或倉庫等工業建筑平屋面。

3 遮陽技術

3.1 窗戶的遮陽

窗戶的遮陽又可分為內遮陽和外遮陽。采用在窗的內側懸掛窗簾等內遮陽方式可以防止太陽的輻射，但只是把太陽輻射熱量轉換為其他形式的熱量，仍然散發到室內，對降低空調能耗的作用影響不大。窗戶外遮陽可以有效的將太陽輻射阻擋在室外，從而也就不會構成室內得熱。窗戶外遮陽的基本形式可分為四種:水平式、綜合式、垂直式、擋板式。

3.2 墻體遮陽

外墻遮陽的目的是防止夏季太陽直接照射在外墻表面，使外墻表面溫度升高，增加向室內的傳熱量。西向外墻在日照下有時表面溫度可超過50℃，導致室內炎熱。

4 玻璃節能技術

外窗是建筑能耗比例較大的構件，除了前面所提到的遮陽措施以外，提高玻璃的隔熱品質有助于明顯降低能耗。有關資料的數據表明，門窗的能耗約為墻體的 4倍、屋面的5倍，約占建筑圍護結構總能耗的40%～50%，夏季因太陽輻射熱透過單玻窗射入室內而消耗的冷量約占空調負荷的20%～30%[3]。影響玻璃熱工性能的4個比較重要的參數為:1)玻璃的傳熱系數K值。2)遮陽系數 Sc。3)可見光透過率 VLT。4)太陽得熱系數 SHGC。

總的來看，我國建筑門窗用節能玻璃的使用率與發達國家相比還有很大的差距，如美國在20世紀80年代，中空玻璃在全部住宅中的使用量約占85%，到 20世紀90年代已達到90%;在原西德，80年代就達到85%[3]。至今我國節能玻璃的使用量都非常的小。

[1] 上海現代建筑設計(集團)有限公司.建筑節能環保技術與產品——設計選用指南[M].北京:中國建筑工業出版社，2006.

[2] 韋延年.夏熱冬冷地區節能住宅外圍護結構保溫指標的確定方法[J].四川建筑科學研究，2002，28(1):71-73.

[3] 付祥釗.夏熱冬冷地區節能技術[M].北京:中國建筑工業出版社，2003.

[4] 王 輝.住宅建筑外墻節能技術探討[J].山西建筑，2009，35(2):240-241.