淺談建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)

摘 要：在當(dāng)下能源環(huán)境下，建筑節(jié)能技術(shù)在實際工程中的實施中已占有一席之地。本文旨在通過對圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)的討論來介紹在實際應(yīng)用中能夠發(fā)揮作用的設(shè)計與方案。

關(guān)鍵詞：圍護結(jié)構(gòu) 節(jié)能設(shè)計

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0051-02

建筑節(jié)能需要關(guān)心的問題便是節(jié)約建筑能耗的同時，為居住者提供舒適的居住環(huán)境。圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能主要在于外墻的保溫技術(shù)，門窗的節(jié)能和屋面的隔熱設(shè)計這三個方面。本文主要論述外墻的保溫技術(shù)與屋面設(shè)計兩方面來闡述圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)。

1 我國節(jié)能現(xiàn)狀

我國建筑能耗在能源消費總量中所占比例已從20世紀70年代末的10%上升到近年的27.45%，不久將上升至35%左右。目前，每年建成的建筑面積約20億平方米，按現(xiàn)在的建筑能耗指標，到2020年，我國的建筑能耗將達到10億噸標準煤的水平，可以說是個巨大的能耗部分。

若能按照國家規(guī)定的建筑節(jié)能標準執(zhí)行：居住建筑節(jié)能設(shè)計標準和公共建筑節(jié)能設(shè)計標準，2010年后逐步在各地實施節(jié)能65%～75%的標準，則到2020年我國建筑能耗可減少3.05億噸標準煤.過去我國建筑能耗高，能源利用效率很低，單位建筑能耗比同等氣候條件下國家高出2～3倍。

而現(xiàn)在，我國現(xiàn)階段大力推進建筑節(jié)能處在關(guān)鍵時期，據(jù)有關(guān)部門的分析，到 2020年底，全國新增的300億m2房屋建筑面積中，城市新增130億m2。如果這些建筑全部在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上實現(xiàn)50%的節(jié)能，則每年大約可節(jié)省1.6億噸標準煤。在既有建筑中，普遍存在著圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱性，熱橋作用明顯，空調(diào)系統(tǒng)效率低下等問題，從這兩方面著手，節(jié)能潛力巨大。

2 外墻外保溫技術(shù)的特點

在建筑圍護結(jié)構(gòu)中，墻體在采暖能耗中所占的比例最大，約占總能耗的32%～36%，因此，如何改善墻體的保溫性能成為節(jié)能的重中之重。外墻外保溫是建設(shè)部倡導(dǎo)推廣的主要保溫形式，其保溫方式最為直接、效果也是最好，是我國目前應(yīng)用的建筑保溫技術(shù)最多的一項。

首先，外墻外保溫避免了熱橋的形成。內(nèi)保溫做法中的鋼筋混凝土柱、梁等都會形成熱橋。而外墻外保溫則完全沒有這樣方面的影響，保溫材料在使用時采用相同的厚度的情況下，外保溫要比內(nèi)保溫?zé)釗p失減少15%做左右，極大的提高了節(jié)能效果。

同時外保溫有利于提高建筑結(jié)構(gòu)的耐久性，因為采用外保溫技術(shù)，建筑內(nèi)墻的溫度變化平緩，大部分熱量交換都發(fā)生在外保溫材料中，減少了墻體因溫度變化而產(chǎn)生的裂縫、變形和破損，延長了結(jié)構(gòu)的使用壽命。

從長遠來看，外墻外保溫也有利于節(jié)能建筑改造，不用對建筑原有的結(jié)構(gòu)進行變動，不會對使用面積產(chǎn)生影響，改造時也對原有居民的生活影響甚微，有效的避免了改造方與原居民的糾紛問題。

2.1 常見的外墻外保溫系統(tǒng)

（1） EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)。

該技術(shù)主要在國外興起，我國引用的時間較晚，但是經(jīng)過一段時間的發(fā)展，也形成了各種特色的EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)。EPS板保溫體系是由特種聚合膠泥、EPS板，耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布稱和飾面材料組成，將保溫材料置于建筑物外墻外側(cè)，不占用室內(nèi)空間，便于設(shè)計建筑外形，可以說是一種集保溫、防水、防火，裝飾功能為一體的新型建筑構(gòu)造體系。

該系統(tǒng)具有優(yōu)越的保溫隔熱性能，良好的防水性能及抗風(fēng)壓、抗沖擊性能，能有效解決墻體的龜裂和滲漏水問題。其技術(shù)成熟、施工方便，性價比高，在歐美國家、沿海發(fā)達地區(qū)均得到了廣泛的應(yīng)用，是廣大房地產(chǎn)開發(fā)商，保溫節(jié)能建筑設(shè)計和建筑施工單位的首選隔熱體系。隨著建筑節(jié)能事業(yè)的深入發(fā)展，該系統(tǒng)將成為市場的主流產(chǎn)品。

（2）膠粉苯顆粒保溫漿料外墻外保溫系統(tǒng)。

膠粉EPS顆粒保溫漿料外墻外保溫系統(tǒng)由界面砂漿、膠粉EPS顆粒保溫漿料、柔性抗裂砂漿、耐堿網(wǎng)格布、高分子乳液彈性底層涂料和涂料飾面構(gòu)成，設(shè)置在建筑物外墻外側(cè)，起保溫隔熱、防護和裝飾作用的構(gòu)造系統(tǒng)。同時具有良好的保溫效果，優(yōu)異的抗裂防水效果和裝飾效果。飾面層可選用彈性涂料或瓷磚裝飾等。

膠粉EPS顆粒復(fù)合硅酸鹽保溫材料與其他保溫材料相比具有以下優(yōu)點：①容重小，導(dǎo)熱系數(shù)較低，保溫性能好。②干縮率低，干燥快。③靜剪切力強，觸變性好。④材質(zhì)穩(wěn)定，厚度易控制，整體性好。⑤軟化系數(shù)較高，耐水性能好。此材料的軟化系數(shù)在0.7以上，相當(dāng)于實心粘土磚的軟化系數(shù)，符合耐水保溫材料的要求。

（3）預(yù)制外掛保溫板。

飾面混凝土外掛板，是采用反打成型工藝制作帶有裝飾面層的鋼筋混凝土外墻板。在工廠采用工業(yè)化生產(chǎn)，具有施工速度快、質(zhì)量好、維修費用低的特點。根據(jù)工程需要可設(shè)計成集外裝飾、保溫、墻體圍護于一體的復(fù)合保溫外墻掛板，也可以作為復(fù)合墻體的外裝飾掛板。混凝土外掛板可充分體現(xiàn)大型公共建筑外墻獨特的表現(xiàn)力。當(dāng)然由于預(yù)制板的大小受到限制，使其對圍護結(jié)構(gòu)細部節(jié)點的處理較為困難，較重的預(yù)制板在高層建筑的施工中也會增加施工難度。

目前市場上運用最多是前兩種技術(shù)，保溫性能更好，節(jié)能效果更顯著。

3 外墻內(nèi)保溫技術(shù)

外墻內(nèi)保溫是在墻體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)覆蓋一層保溫材料，通過粘接劑使之固定在墻體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，之后在保溫材料外側(cè)作保護層及飾面。目前，內(nèi)保溫技術(shù)多采用粉刷石膏作為粘接和抹面材料，通過使用聚苯板或聚苯顆粒等保溫材料達到保溫效果。

外墻外保溫的施工較為容易，內(nèi)保溫材料被樓板所分隔，僅在一個層高范圍內(nèi)施工，不需搭設(shè)腳手架。同時，它對飾面和保溫材料的防水、耐濕性等技術(shù)指標的要求不甚高。紙面石膏板、石膏抹面砂漿等均可滿足使用要求，取材方便。

但是外墻內(nèi)保溫也存在如下缺點：（1）保溫隔熱效果差，外墻平均傳熱系數(shù)高。（2）熱橋保溫處理困難，容易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。（3）占用室內(nèi)使用面積。（4）不利于室內(nèi)裝修，包括重物釘掛困難等；在安裝空調(diào)、電話及其他裝飾物等設(shè)施時尤其不便。（5）不利于既有建筑的節(jié)能改造。（6）保溫層易出現(xiàn)裂縫。由于外墻受到的溫差大，直接影響到墻體內(nèi)表面應(yīng)力變化，晝夜和四季的更替，易引起內(nèi)表面保溫層的開裂，特別是保溫板之間的裂縫尤為明顯。

將外墻內(nèi)保溫和外保溫技術(shù)對比，可以看出，外墻外保溫技術(shù)克服了大部分外墻內(nèi)保溫技術(shù)的缺點與不足。從發(fā)展形勢上，在一般建筑中使用外墻外保溫技術(shù)也更加符合節(jié)能標準與我國的發(fā)展形勢。當(dāng)然，對于對安全性能要求較高的建筑，如防火等級高和高層教主，外墻內(nèi)保溫更加適合。

4 屋面設(shè)計

屋面保溫大部分都是外保溫構(gòu)造，以提高屋面的保溫性能，滿足節(jié)能設(shè)計標準為目標，提高屋面的保溫隔熱性能，提高抵抗夏季室外熱作用的能力、減少空調(diào)耗能和改善室內(nèi)熱環(huán)境。

在多層建筑圍護結(jié)構(gòu)中，屋頂所占面積較小，能耗約占總能耗的8%～10%。據(jù)測算，室內(nèi)溫度每降低1 °C，空調(diào)減少能耗10%，而人體的舒適性會大大提高。因此，加強屋頂保溫節(jié)能對建筑造價影響不大，節(jié)能效益卻很明顯。

4.1 倒置型屋面

在傳統(tǒng)的屋面中將防水層置于整個屋面的最外層，因為在傳統(tǒng)屋面隔熱保溫層的選材中，一般為珍珠巖，水泥聚苯板，陶粒混凝土，聚苯乙稀板（EPS）等材料。這些材料普遍存在吸水率大的通病，吸水后會，大大降低其保溫想能，只得將防水層放于外層。

而倒置性屋面改將保溫層置于防水層的外側(cè)。在倒置型屋面的這種做法中，陽光不會直接照射防水層，其表面的溫度就避免了變化幅度大而導(dǎo)致防水層的快速老化。同時，屋面外的卵石層或燒制方磚等保護層，這些材料蓄熱系數(shù)較大，我們在夏季利用其蓄熱能力強的特點，可以有效的避免溫度峰值，從而取得調(diào)節(jié)屋面溫度的效果。

4.2 屋面綠化

屋面空間綠化指利用綠色植物具有的光合作用能力減少太陽輻射的能量，在不同的地區(qū)，針對太陽輻射的差異，選擇不同品種的植物進行屋面種植。綠色植物的種植不僅可以避免太陽光直接照射屋面，而且由于植物本身對太陽光的吸收利用、轉(zhuǎn)化和蒸騰作用，大大降低了屋頂?shù)氖彝饩C合溫度。

隨著我國城市化進程的高速發(fā)展和建筑面積的急劇增加，建筑能耗將更加巨大，“城市熱島”現(xiàn)象將更為嚴重。城市建筑實行屋面綠化，可以大幅度降低建筑能耗、減少溫室氣體的排放，也可增加城市綠地面積，美化城市，同時改善城市氣候環(huán)境。

4.3 太陽能屋面

太陽能取之不盡、用之不竭，不僅不使用燃料，也不產(chǎn)生廢料，是最清潔的能源，因而受到極大關(guān)注。太陽能屋面通常是指在屋頂安裝有太陽能熱水器或太陽能發(fā)電系統(tǒng)的屋面。

在我們的日常生活中，太陽能熱水器已經(jīng)被廣泛使用。對于太陽能發(fā)電系統(tǒng)，它是將太陽能這一清潔能源轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)保產(chǎn)品，國外正迅猛發(fā)展，綜合采用了當(dāng)前微電子、建材等領(lǐng)域的先進技術(shù)生產(chǎn)而成光電新型建材及屋頂太陽能發(fā)電系統(tǒng)。

據(jù)測算，在標準日照條件下，安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)，一平方米屋頂可獲得130～180瓦電。按上海地區(qū)標準日間照時1100～1300小時/年計算，一平方米屋頂?shù)哪臧l(fā)電量為143 kWh。只要通過儲電設(shè)備，就可以實現(xiàn)建筑24 h照明。電量剩余后，還可以實現(xiàn)拉電上網(wǎng)。

專家預(yù)測，太陽能電池累計用量達到600 MW，大約相當(dāng)于年減排二氧化碳59萬噸。據(jù)國家電力部統(tǒng)計，每生產(chǎn)一度電，大約需要350 g左右的煤。

5 結(jié)語

現(xiàn)在，我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，能源的消耗也極為巨大，在許多方面都有巨大的節(jié)能前景。隨著政府對建筑節(jié)能的高度重視，相關(guān)法制的健全和完善，人們節(jié)能意識的提高，我們將會更多將精力投入到建筑的節(jié)能改造與實施方面，從外墻保溫和屋面的節(jié)能設(shè)計上，我們就能節(jié)約出可觀的能源，為社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

參考文獻

[1]任偉.建筑節(jié)能及圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能體系的發(fā)展與應(yīng)用[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué) 2010（6）：40-42.

[2]楊日新.屋面建筑節(jié)能設(shè)計措施探討[J].浙江建筑2006（10）：75-77.

[3]王立雄.建筑節(jié)能[M].中國建筑工業(yè)出版社，2009.