淺談青海高原地區建筑圍護結構節能技術

李佳明

摘要：與發達國家相比，我國的建筑圍護結構水平以及氣候條件差距還是較大。聚居建筑數量龐大，我國建筑一直沿用的是24cm的實心粘土磚樓梯間墻和37cm實心粘土磚外墻以及雙層的鋼窗，因為保溫效果、隔熱效果、氣密性較差，散熱量較多，我省普遍存在建筑圍護結構的熱環境差、保溫水平低以及采暖消耗大的問題較為普遍，因此這種現狀有待解決。

關鍵詞：建筑圍護；建筑規劃；保溫

隨著社會的不斷進步，進入二十世紀后期，發達國家已經完成了從傳統的材料轉變到節能型的材料，節能型的材料占據大多數。多數情況下用空心磚以及鋼筋混凝土作為主體的承重結構，高效的保溫材料一般分為外保溫和內部保溫，各種輕質砌塊板材料作為填充墻的墻體材料。各個國家建筑行業的科技進步的標志就是新型材料的生產應用水平，發達國家在這一環節已經進入成熟階段，美國新建的居民住宅80%以上都運用的是紙面石膏板，混凝土空心砌塊的產量大約是6000萬平方米。發達國家的工業生產空心磚的比重高達90%。而我國這方面存在的問題較大，有待于進一步的提升和發展。

一、建筑效果的建筑規劃設計

①從建筑的形態角度看：節能建筑的產品要求較為嚴格，不僅在形體上要求體積較小，而且要有利于驅寒避風以及冬日輻射要多。滿足三個要求的材料體型往往不一致，并且地區的朝向以及受到風環境的影響較大，所以，僅僅從冬季所得的熱量較多的角度考慮，要盡可能的增大南向的受熱面積，這往往要求建筑物的長寬要達標。一般來說，在建筑的設計方面，最佳的體型并不是完全由體形系數所決定的，而是由平均有效傳熱系數最大的一面所決定的，然而它相對應的面積較小，但是平均有效傳熱系數小的一面而它的對應面積卻是較大的。所以，嚴寒的地區節能型的住戶往往追求的是簡潔、平整且可以抵御冷風的設計理念。

②從建筑的朝向角度看：住宅建筑的朝向問題應該是居民考慮的首要問題，基于此，在房屋的朝向選擇問題上應注意以下幾個原則：⑴冬季能夠避免冷風的吹襲⑵冬季保證室內有足夠的陽光射入⑶合理規劃好建筑以節約用地⑷迎合居民居住建筑的需求。

③從太陽輻射的角度看：在夏季，應當使得建筑最大的接收太陽輻射的熱量，從而達到節能的目的。

二、地區一般采用的保溫材料

雖然青海地區的資源非常的豐富，但是由于受到經濟落后的制約，在建筑保溫材料的利用和開發等方面和其他較為發達的地區相比存在較大的差距，一般常見的保溫材料有以下幾種類型：⑴石膏：石膏的類型大致分為纖維石膏板、紙面石膏板、石膏空心條板、石膏砌塊。石膏性能的特點內包含生產能耗低、保溫、隔熱、質輕、隔音和個熱性能好的特點。⑵巖棉：巖棉的主要原料是精選的玄武巖或者是輝綠巖，在高溫的熔融下制造成人造的無機纖維。巖棉制成品的具有隔熱、隔音、吸聲、保溫、不燃、耐熱以及化學穩定等特征。⑶膨脹珍珠巖：該巖是通過對珍珠巖礦石的破碎、篩分、預熱以及焙燒瞬時急劇膨脹形成的多孔顆粒狀的物質。它的水泥制品有導熱系數低、容量小、施工方便以及承壓能力較高的特點。⑷加氣混凝土：加氣混凝土的基本材料主要包括鈣質材料和硅質材料，主要發氣劑是鋁粉。其形成過程主要是經過配料的攪拌澆注成型切割以及蒸壓養護而形成的一種多孔的保溫性能較好的材料。加氣混凝土的主要性能有耐火性能較好、質輕、保溫性能好、隔熱、隔音性能較好、便于加工以及施工的效率較高。

三、圍護結構的節能技術

就墻體的節能技術來看：外圍結構的主體便是墻體，主要將實心粘土磚作為墻體材料，則無疑是對土地資源以及能源的浪費。各個地區可以因地制宜采用各種保溫材料并且進行單一或者是復合墻的做法。由于采用單一的材料難以同時滿足較高的保溫隔熱的要求，因此，復合墻體逐漸成為現今墻體的主流，復合墻體為以下幾種：⑴從外保溫的角度來看：在承重墻的外側復合絕熱材料，這樣條件下的建筑熱穩定性能較好，可達到避免熱橋的效果，并且居住較為舒適。主體結構保護層則依賴于外圍的保護層，不僅可以增加建筑的使用面積而且還可以延長結構的壽命。外保溫層由于長期處于惡劣環境當中，因此要承受的住濕熱風雨等氣象因素，更要經得住壓力。故而工程的要求更為的嚴格，造價也隨之升高。⑵從中間保溫的角度看：在外墻的中間設置好絕熱的材料，可以更好的發揮好墻體材料自身對于外界環境的防護作用，從中可以減低造價。在建設的過程當中磚砌體中間預留出空心層，在空心層內安裝好礦棉板、聚苯板等，可使得保溫的效果明顯增強，需要注意的是，在填充的過程當中要嚴密，一定要避免內部形成空氣的對流，除此之外，還要做好內外墻體間的拉結。⑶從內保溫的角度來看：在承重墻的內側復合絕熱材料，因為該技術的要求較低，施工簡單易于操作，所以目前應用最為廣泛。在節點不外露以及滿足承重要求的大前提下，墻體可稍微的減薄。由于絕熱材料的強度較低故而需要設置覆面層防護，拉結問題也需要注意。筆者在青海的住宅試點上采用了120mm厚的內充巖棉，240mm的承重墻，后貼60mm的磚，內60mm的巖棉板。在外層抹上水泥漿的效果更加的良好，并且操作簡便有質量保證。

四、屋面的節能技術

當前居民普遍關注的問題就是頂層的住房夏熱冬冷，針對此問題應用較為廣泛的依然是加氣混凝土保溫。因為加氣混凝土的熱阻值比較小，憎水性差并且保溫厚度大，或多或少都存在這樣或那樣的問題。當前相對較好的的保溫材料是水泥珍珠巖板保溫材料和廢巖棉被覆蓋架空保溫層面，若是配合好防水材料以及高效的保溫材料則是不錯的發展方向。

五、高原地區可利用好太陽能以及建筑的節能

青海屬于青藏高原的一部分，其氣候特點是冬季嚴寒而漫長，夏季較為溫暖但是很短暫。全年的晴天多達222d，太陽輻射較強。太陽能是當地較為豐富的可再生資源，但是利用率較低，開發的技術有限。就有關部門的研究成果并結合試點工程的總結，筆者將給出以下幾點設計思想與方法。首先：應該合理處理好太陽能的利用與圍護結構傳熱之間的關系，在確定太陽能供暖建筑方位的同時，也要把太陽能輻射量、日照時間、居屋建筑室內的溫度波動之間的關系。青海地區建筑物應當以南偏西30°范圍之內，并且南面應當是集熱面開外窗，如此便可獲得更多的太陽能。其次是蓄熱與平面布置：一般的建筑物的平面布置都能夠達標，但是為了確保太陽能的充分利用達到最高太陽的供暖率，房間的太陽照射不宜國深，一般情況下不得超過層高的1.5倍即可。利用太陽能供暖的房間必須具備一定的蓄熱能力，需要采用吸熱率高的 內墻涂料以及外墻使用顏色較深的材料。最后是冬季冷風的滲入量要減低：除了可以在夜間增加保溫窗簾之外也可以在陽臺、門外以及窗戶等地方加密封條。

結束語：

青海高原地區的地理位置較為特殊，因此，對于建筑材料的要求相對較高，本文從材料的選擇、節約能源充分利用太陽能優勢以及具體的操作等方面為青海高原地區建筑的節能技術提供了較為可行的建議，也為建筑的維護節能技術提供了方法和思路，從而可以最大限度的利用資源和節省資源。

參考文獻：

[1]趙書杰.淺談青海高原地區建筑圍護結構節能技術[J].青海科技，2014：35-37.

[2]林冠宏.青海省城鎮既有居住建筑節能的診斷與改造研究[D].長安大學，2010.endprint