淺析住宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能

■潘 濤，劉 浩

■1．信陽市方圓工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，河南 淮濱 464400;2．淮濱縣建筑工程質(zhì)量監(jiān)督管理站，河南 淮濱 464400

當(dāng)前，由于建筑能耗的不斷增加，其已經(jīng)給我國國民經(jīng)濟(jì)帶來了巨大損失，并已成為制約我國社會可持續(xù)性發(fā)展的重要因素［1］。國內(nèi)常采用自然通風(fēng)與采光的利用、太陽輻射的控制與改善、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等住宅建筑節(jié)能技術(shù)，其中住宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計會直接影響建筑物的節(jié)能性［2］。目前，我國已經(jīng)意識到節(jié)能保溫的重要性，伴隨著建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)的逐漸成熟，作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的幕墻和窗，其新型工藝及材料也逐漸趕上了節(jié)能的需求。

1 住宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的重要作用

現(xiàn)在，全球人口增長速度已經(jīng)遠(yuǎn)超過能源增長速度，這也在無形中加重了地球變暖問題，因而人們已經(jīng)認(rèn)識到節(jié)能的重要性。由于建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑能耗也在不斷增加，為了促進(jìn)社會的可持續(xù)性發(fā)展，住宅建筑必然要走節(jié)能的道路。住宅建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑的重要部分，主要包括地面、門窗、屋面、外墻等，該些結(jié)構(gòu)的隔熱、保溫水平直接影響住宅建筑節(jié)能狀況，如果上述外圍結(jié)構(gòu)無法達(dá)到保溫要求，會增加建筑耗能;所以，優(yōu)化建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，使之向節(jié)能方向發(fā)展，可以有效改善居住環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)社會可持續(xù)性發(fā)展［1，2］。

2 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計原理及標(biāo)準(zhǔn)

住宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)屬于一種非穩(wěn)態(tài)傳熱過程，室內(nèi)熱環(huán)境常由室外氣象參數(shù)來決定［3］。地面、屋面、門窗、外墻等組成了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)空間，這些圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性及室外自然氣候決定住宅室內(nèi)的熱環(huán)境;而設(shè)計節(jié)能性圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容則是減弱室外環(huán)境對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱影響;外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性主要指該結(jié)構(gòu)體系在夏季阻止空調(diào)冷量外傳，冬季阻止室內(nèi)熱量傳向室外，使室內(nèi)維持適當(dāng)溫度的性能，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性的好壞會直接影響人體的舒適度、制冷和采暖設(shè)備的運行能耗［1，3］。

3 節(jié)能策略

3．1 外墻外側(cè)保溫節(jié)能策略

外墻外側(cè)保溫主要指在住宅建筑物外墻的外面放置保溫隔熱體系，并用保溫材料來覆蓋大氣與建筑物接觸的所有部位，起到保溫效果，這是當(dāng)前建筑施工中最常用的建筑外墻保溫措施［2，3］。建筑施工中應(yīng)認(rèn)真計算外墻保溫層的所需厚度，使之達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，將隔熱保溫體系放置在建筑外墻外面，可以保護(hù)墻外露出部分和隔斷冷、熱橋，達(dá)到全面節(jié)能的效果;另外，可以在建筑外墻保溫層的外面做一些裝飾性面層，可以起到美化建筑物外表的作用［4］。

3．2 外墻內(nèi)側(cè)保溫節(jié)能策略

外墻內(nèi)保溫通常指在建筑外墻涂抹保溫砂漿，或者在其內(nèi)側(cè)鑲貼巖棉板和聚苯板等擠塑板，以起到保溫節(jié)能作用，上述方法具有施工快捷、安全、方便等諸多優(yōu)點，但是也存在著室內(nèi)空間占用量大、能量散失快等缺點［2，4］。

3．3 合理選取保溫節(jié)能材料

3．3．1 確保保溫材料的完整性

建筑物外側(cè)的保溫層應(yīng)覆蓋整個建筑，應(yīng)重視建筑的女兒墻、挑檐、雨篷等構(gòu)件，避免裂縫的出現(xiàn)，所以，應(yīng)全方位地對建筑進(jìn)行保溫［3，4］。

3．3．2 合理選擇保溫材料

(1)住宅建筑中常用的保溫材料為巖棉板、模塑聚苯板、擠塑聚苯板等﹕模塑聚苯板、擠塑聚苯板具有導(dǎo)熱系數(shù)和密度小等優(yōu)點，他們的導(dǎo)熱系數(shù)為0．029W，具備較好的保溫性能，但是防火性較差;而巖棉板密度大、不燃燒，導(dǎo)熱系數(shù)是0．03W，造價比較高，因而應(yīng)依據(jù)實際建筑情況，合理選用節(jié)能保溫材料［5］。(2)合理選用錨固釘、抗裂增強(qiáng)網(wǎng)等材料﹕住宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面設(shè)置的保護(hù)層常需覆蓋抗裂增強(qiáng)網(wǎng)，防止其出現(xiàn)裂縫，以增加保護(hù)層的使用壽命及節(jié)能保溫效果，所用抗裂增強(qiáng)網(wǎng)主要為耐堿玻纖網(wǎng)格布和鍍鋅鐵絲網(wǎng)，由于建筑所用抗裂砂漿為堿性物質(zhì)，一般選用耐堿的網(wǎng)格布作為增強(qiáng)網(wǎng);當(dāng)抗裂砂漿層達(dá)到一定厚度時才能使用鍍鋅鐵絲網(wǎng)，以免因碳化而失去作用;另外，住宅建筑過程中應(yīng)依據(jù)保溫層的實際厚度選取強(qiáng)度及連接性能適宜的錨固釘［2-5］。

4 建筑外窗節(jié)能措施

4．1 合理選用窗框材料

住宅建筑外窗常由窗扇框、窗框及玻璃組成，其中窗扇框和窗框的面積占建筑外窗面積15%左右，所以，窗扇框和窗框的隔熱保溫性能將直接影響整個住宅建筑外窗的實際隔熱節(jié)能效果，當(dāng)前，我國常使用鋁合金、塑鋼結(jié)合、鋼質(zhì)及木質(zhì)建筑外窗框材，現(xiàn)將其性能簡述如下。

4．1．1 木質(zhì)窗框材料

木質(zhì)窗框材料具有較好的隔熱保溫性能，但是因具有易裂縫、變形等缺點，需用油漆進(jìn)行防腐處理，另外，木質(zhì)窗框需要大量的木材為原材料，會嚴(yán)重影響環(huán)境，當(dāng)前已基本停止使用［1，6］。

4．1．2 鋼質(zhì)窗框材料

鋼質(zhì)窗框材料強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性和抗風(fēng)壓性好，但是其隔熱、保溫效果較差、造價成本較高，容易被銹侵蝕，需定期刷面漆和防火漆來維持使用壽命，目前已不被用于節(jié)能建筑外窗［2，6］。

4．1．3 塑鋼窗框材料

塑鋼窗是一種由聚氯乙烯高材料加工而成的薄壁空腹型材，并與配套的型鋼鋼襯組合受力，隔熱性能、空腹保溫和耐腐蝕性好，因與鋼襯一起受力，無形中提高了扇和窗框的抗風(fēng)壓性能、耐沖擊力、剛度及強(qiáng)度，所用的密封條也增大了窗的氣密性及水密性;但是唯一的缺點是不耐火［3，6］。

4．1．4 鋁合金窗框材料

使用鋁合金制作的窗框的剛度、強(qiáng)度、抗風(fēng)壓變形力較好，科學(xué)的斷面設(shè)計，使窗框具有較好的水密性和氣密性，其表面形成的氧化膜，極大地提高了窗框耐腐蝕性及使用壽命;鋁合金窗框表面的氧化膜具有一定的質(zhì)感和色感，耐潮濕、不燃燒，還具有較好的裝飾性［3，5］。

4．2 合理選用建筑外窗玻璃

玻璃面積常占住宅建筑外窗面積的80%左右，所以，外窗會直接影響住宅建筑的整體節(jié)能性。選用節(jié)能性玻璃主要考慮其隔聲性、保溫性及隔熱性，為了更好的達(dá)到節(jié)能保溫性，建筑過程中通常采用中空鍍膜玻璃及中空玻璃;另外，為了更好地達(dá)到隔熱效果，可以將氬氣或氮氣沖到空氣層﹙中空氣、氮氣、氬氣的導(dǎo)熱系數(shù)分別為0．0242、0．0163、0．008﹚［2，3］。鍍膜玻璃主要指借助鍍膜工藝來改善玻璃的反光性，以此提高玻璃隔熱性，同時鍍膜玻璃可以分為低輻射鍍膜玻璃和熱反射鍍膜玻璃。熱反射鍍膜玻璃可以極好地將太陽波段中的熱輻射波反射回去，經(jīng)過配制不同的厚度和結(jié)構(gòu)，能有效改善玻璃隔熱性;低輻射鍍膜玻璃的鍍膜結(jié)構(gòu)層材料具有不吸熱性和紅外線高反射性，極大地增強(qiáng)了低輻射鍍膜玻璃的隔熱性能，此外，反射膜顏色較多，既能保溫隔熱，也能靚化外墻、美化城市［5，6］。

因而，在設(shè)計住宅建筑時，應(yīng)該依據(jù)建筑物的色彩、造價、性能等需求，合理選擇相關(guān)傳熱系數(shù)玻璃及空氣層所要填充的氣體。

5 結(jié)束語

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)是受外界環(huán)境影響最大的住宅部分，其節(jié)能效果可以反應(yīng)該建筑的實際節(jié)能狀況，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及節(jié)能技術(shù)的日趨成熟，新型的節(jié)能保溫材料的性能也不斷優(yōu)化，逐步提高了建筑外圍結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫效果，這可以在一定程度上緩解我國住宅建筑耗能較大的局面，并促進(jìn)社會的可持續(xù)性發(fā)展。

［1］李玲，李俊鴿，杜高潮．寒冷地區(qū)鄉(xiāng)村住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計［J］．住宅科技，2006，07:29-31．

［2］趙陽，楊峰敏，呂大豐．淺談夏熱冬冷地區(qū)住宅建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)改造［J］．科技信息，2012，10:323．

［3］周建勇．農(nóng)村住宅建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計研究［J］．江蘇建筑，2012，06:104-106．

［4］牛智輝，陳天麗，雷艷杰．豫中地區(qū)既有居住建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造［J］．施工技術(shù)，2010，S2:438-441．

［5］林毅斐．基于閩南氣候適應(yīng)性的高層建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能策略分析［J］．福建建筑，2011，02:18-21．

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