談建筑外圍護結構節能

劉嶸

(山西建工設計院，山西太原 030002)

1 建筑節能

隨著哥本哈根世界氣候大會的召開，全球氣溫上升氣候變暖引起全世界人民的關注，由此造成干旱和水災、海水水位增高、惡劣天氣、冰雪減少一系列影響，再有煤炭、石油及天然氣等不可再生能源儲備量已逐年減少，而我國又是能耗大國，節能減排是基本國策，人們已經開始控制溫室氣體的排放，以盡量延緩全球變暖效應。我國建筑能耗約占總能耗的1/3，無論從建筑本體圍護結構還是建筑系統采暖空調系統來衡量，均屬于高耗能建筑，而能源資源相對匱乏，建筑能耗卻迅速增長，所以提高能源使用效率，就能夠大大緩解國家能源緊缺狀況，利用可再生能源。建筑節能是減排溫室氣體、抵御太陽輻射、控制溫度變化的重要措施。

2 建筑外圍護結構節能及新型材料的利用

1)建筑外圍護結構。圍護結構的能耗占建筑能耗的3/4，所以首先要從這些圍護組件下工夫。建筑的外圍護有屋面、外墻、門窗、玻璃幕墻等，而外墻作為圍護結構的主體，是主要的節能對象，現采用的比較成熟的外墻節能有外墻外保溫，此做法工藝合理，技術含量高，避免了風吹、日曬、雨淋、冰雪的侵蝕，有效的延長了建筑物的壽命，南北方地區都適合，隨著節能技術的不斷發展和完善，節能效果會不斷的提高;外墻內保溫，此做法缺點比較多，不僅占用空間，傳熱系數高造成保溫隔熱性能差，容易形成冷橋，而且不利于室內裝修，現在很少采用;外掛板外墻外保溫系統、擠塑聚苯乙烯保溫板與外墻裝飾掛板相結合，這種做法保溫性好，適合各種氣候條件，適用范圍廣，而泡沫聚苯材料是可燃有機保溫材料，存在較高的火災危險性，蔓延速度快，給建筑物內的生命和財產造成安全隱患，在設計中需采取一定的防火措施;墻體隔熱保溫的涂料，通過對太陽光的輻射和反射進行隔熱，而酚醛泡沫保溫板是一種新型不燃、防火低煙保溫材料，它最突出的特點是不燃、抗高溫。保留了原有材料質輕、施工方便等優點，使泡沫塑料型保溫材料原有的易燃、遇熱變形等缺點得到了改善;輕鋼框架結構的墻面與高效保溫材料的外墻內保溫系統，加入了吸聲玻璃棉，使得保溫和隔聲性能很好的結合。對于那些沒有防火設施的墻體需在適當的位置設置隔火帶，可采用具有A級防火保溫材料并且不低于10 mm厚的巖棉板進行防護，在跨越防火分區的位置應采用寬度不小于1.2 m的不燃性保溫隔熱材料分別做水平或豎向分隔。使得火焰不會燃燒到其他分區和室內，不僅隔熱保溫也考慮到防火措施。

節能屋面現有倒置式屋面，兼有保溫隔熱與防水性，比普通屋面使用壽命長;還可采用集保溫隔熱、遮陽、防輻射為一體的多層陽光板;筆者認為利用種植屋面是最好的，屋面種植一些耐寒、耐旱植物，不僅美化了環境，提高了綠化率，同時對室內起到了隔熱降溫的作用。現在的高層窗戶多為推拉窗與固定窗組合，而推拉窗的熱工性能差，使用的面積比較小，一般用于陽臺，構件材料多采用斷橋塑鋼來降低導熱系數。窗戶的重要組成玻璃，經歷了多種的形式，中空玻璃以其良好的熱工性能和減少輻射的功能脫穎而出，對厚度或空氣層進行適當的控制或改善，提高了窗戶的保溫隔熱性能。使用暖邊技術盡可能最大限度上消除中空玻璃邊緣處的冷凝現象。現南方很多地方還通過調整窗墻比來節能保溫。玻璃幕墻由于其室內采光充足、外立面效果富有現代感，裝飾定位高，而被大型公共建筑和高層建筑中廣泛采用，但缺點是耗能大、有一定程度的光污染，比較先進的利用計算機網絡控制的智能幕墻，可根據室內光線、空氣質量、溫度的高低來調節以達到節能的效果，這樣玻璃幕墻就能自由呼吸了。

我們還在進行新型建筑節能材料的創新和研究，不僅要隔熱保溫、降低能耗，環保型綠色節能建筑，還要節約資源，在制造材料的工藝上充分利用多種資源。例如：聯合國工業發展組織國際太陽能中心喜文華提出南墻計劃，利用南墻太陽能采暖，在南墻上鑲嵌太陽能集熱器、太陽能集熱器構件，冬季集熱氣吸收太陽能轉為熱能提高室溫，夏季屏蔽太陽直射的熱，達到降溫的效果。再如中國臺灣最年輕的環保建筑師、建筑博士黃謙智先生設計的臺北花卉博覽會流行館，建筑結構主體采用竹編材料，用30萬個六角形寶特磚，其特殊的PET材質使自然光照入室內，既減少了用電量，又達到節能減碳的效果。同時這座“零碳排放”流行館還向世界展示了綠色、減排、利用再生能源的環保設計理念。再有海南屬于亞熱帶氣候，由于特殊的地理位置，夏熱冬暖，某小區地址選在湖泊旁，充分利用了自然環境，使得室內溫度比周邊的建筑室內溫度低2℃～3℃，創造了良好的建筑室內微氣候。

2)建筑采暖。建筑物耗熱量指標和采暖耗煤量指標是評價建筑物能耗水平的兩個重要指標。我國南方與北方各有所不同，北方冬季采暖主要能耗為煤炭，輔助采暖為電力，到了采暖期空氣中排出大量的二氧化碳與二氧化硫，而南方夏熱冬暖，炎熱的時間比較長，空調使用期限長，那么如何提高建筑對能源的利用效率，冬季減少室內的熱量向外散失，夏季減少室外熱量向內侵入，改善建筑的冷熱消耗，更加合理地利用自然能源，同時降低外界熱環境的影響，人類通過很多的試驗和實踐，有了一定的成果。例如：北方冬季利用陽光來調節室內溫度，向陽的窗戶可采用大面積的玻璃窗，安裝百葉窗，根據陽光攝入量調節百葉窗，控制冷空氣進入，最大限度的保持室內溫度同時減少采暖達到節能的效果。還有可在窗外種植爬藤類(爬山虎、喇叭花等)植物，茂盛碧綠的爬滿外墻和窗戶，不僅美化了環境而且調節了室內空氣，既可采光又可遮陽，使之溫馨而舒適。

3 建筑節能措施

公共建筑節能技術標準頒布規定，圍護結構分擔節能率約13%～25%。從我們建筑行業來說，關注建筑節能，并采取一定的措施是控制能耗的主要途徑之一。人們逐漸研究發現利用自然環境來改善對采暖及空調設備的依賴，屋頂綠化、建筑節能材料的充分利用、采用先進設備的中央空調系統，提升熱水器的能效、雨水的回收利用、太陽能、生物質能等技術，來遏制氣候變暖。節約能源，使建筑物提高保溫隔熱性能，減少采暖、制冷、照明的能耗。建筑材料上高層外墻可優先選用以礦(巖)棉、膨脹玻化微珠、泡沫玻璃、玻璃棉、節能裝飾玻璃、保溫系統為代表的無機保溫材料外保溫系統，保溫材料采用不燃性或難燃性材料，消除火災隱患，從根本上減少火災的概率。我國現對建筑節能越來越重視，出臺了相關的政策、法規，從規劃、設計、施工、材料等入手，制定出了相關的標準與規范，借鑒先進國家的技術，例如美國政府為低收入家庭免費進行節能改造，日本住宅采用隔熱構造的補貼貸款制度，采用太陽能熱水器、節能型供水設備等措施，已取得了一定的成效。我們現在所面臨的任務是新建筑要按照現行節能標準、規范進行建設與管理，對既有建筑進行節能改造。相信在國家節能政策、法律、法規、規范標準的推動下，積極研究、發展、推廣應用節能新技術，我們的建筑節能工作一定能上一個新的臺階。

［1］ JGJ 26-2010，嚴寒和嚴寒地區居住建筑節能設計標準［S］.

［2］ JGJ 75-2003，夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準［S］.