民用建筑圍護結構節能設計中的問題分析

張洋

摘要：以建筑圍護結構節能設計作為研究對象，首先指出了圍護結構節能設計的基本要求和原則，然后又具體從外墻保溫、屋面保溫以及門窗保溫、熱橋保溫等方面探討了如何運用圍護結構提升節能效果。

關鍵詞：民用建筑節能;圍護結構;優化運用

為了響應我國節能減排的相關要求，從20世紀80年代至今，建筑節能設計逐步得到推廣及普及，建筑圍護結構作為建筑的“外衣”，對建筑能耗影響巨大。在建筑節能設計中，圍護結構的節能設計成為重要手段。為了更好地提升圍護結構在建筑節能中的作用，除了要重點做好相關圍護結構保溫材料的選擇外，還需充分考慮到圍護結構的整體性和綜合性，避免因某一環的薄弱帶來突出的能耗損失問題。

1.低能耗建筑圍護結構設置要求

1.1節能降耗

建筑圍護結構節能設計的最終目的就是節能降耗。針對建筑中的所有圍護結構應該進行深入全面分析，把握圍護結構各部位和建筑能耗的關聯，以便圍護結構節能設計有針對性并發揮最大效果。當圍護結構節能設計還需充分考慮到以往建筑物在使用過程中存在的明顯節能問題和痛點，將這些問題和缺陷作為重要關注點，同時探求利用新型保溫材料和構造，實現節能降耗目標，有效降低建筑物在服役期內的能耗使用，同時提高使用舒適度。

1.2堅固安全

建筑圍護結構節能設計必須考慮自身的堅固性和可靠性，確保所有圍護結構保溫材料可在后續建筑物長期應用中具備穩定的服務價值。圍護結構處于建筑物外側，面臨著較為繁雜的侵害因素，無論是惡劣天氣帶來的侵蝕影響，還是可能存在的人為因素影響，都可能導致圍護結構受損嚴重。一旦圍護結構受損，不僅難以保證節能效果，往往還會帶來嚴重的安全隱患，如近年來頻頻發生的外墻外保溫板脫落、保溫材料著火等事件。因此，建筑圍護結構節能設計須滿足堅固安全的要求，要在保證安全的前提下實現節能增效。

1.3綜合適宜

建筑節能的實現包括設計和施工、墻體材料、門窗系統、空氣交換、建筑密封、可再生能源利用等多個因素。建筑圍護結構的節能設計要綜合考慮各個因素，用綜合集成的思路指導設計，以項目自身的特點為出發點，整體考慮如何降低建筑能耗。整個圍護結構節能設計要有針對性，要避免短板，也要避免過于拔高局部保溫性能。同時，良好的施工是節能設計能正常發揮節能效果的關鍵，設計時也要充分考慮施工因素。

2.民用建筑圍護結構節能設計中應該注意的問題

2.1建筑體形的確定

表面凹凸過多會增大建筑外表面與室外空氣直接接觸的表面積，增大體形系數，增大建筑能耗，對建筑節能十分不利。設計中應盡量選擇簡潔規整凹凸變化小的建筑外形，減少錯層、懸挑、架空結構，注意控制建筑外形尺寸比例，避免高寬比、長細比過大增大建筑體形系數。

2.2建筑圍護結構節能方案的選擇

建筑外墻保溫分為外保溫、內保溫、復合保溫三種。鑒于現階段建筑保溫材料、施工技術、建筑功能要求、后期維護及投資費用等多方面因素綜合考慮，一般優先選用外墻外保溫系統。對于屋面，一般選用屋面板板頂保溫系統。有特殊要求的建筑、特殊要求的房間或房間的特殊部位可選用內保溫或復合保溫系統。

2.3保溫材料的選擇

選擇保溫材料應綜合考慮各種因素。材料的保溫性能、燃燒性能、物理性能應滿足設計要求，除此之外，當地施工水平、供材能力、材料價格也是必須考慮的因素。材料必須滿足現行《建筑設計防火規范》要求，同時應為后期運行維護管理提供方便。現階段，保溫材料種類很多，其性能指標各異，選擇時應根據建筑使用性能、建筑高度、防火要求、圍護結構性能、當地氣候適應性、供材狀況、施工水平等因素，結合保溫材料性能指標綜合考慮，選用性價比最高的保溫材料。

2.4按標準要求，分朝向控制窗墻比

適當比例的外墻門窗洞口可以自然采光、通風、換氣，調節室內空氣，促進室內微循環，同時外墻門窗洞口也是室內外空氣交換的主要通道。如果門窗洞口比例過大，將會大大增加室內外能量交換量，加大建筑能耗。即使目前保溫性能最好的窗的傳熱系數也是墻體的4倍，甚至更多，普通窗戶的傳熱系數更大，保溫性能更差。所以，在滿足室內采光、通風的前提下，應盡量減少開窗面積，特別是對蓄熱不利的朝向（北向），對一些地區來說，東西向在盡量減少開窗面積的同時，還應考慮遮陽措施。

2.5重視周邊地面（無地下室時）及采暖地下室外墻的保溫

周邊地面（無地下室時）及采暖地下室外墻與土壤或室外空氣直接接觸，而且一般接觸部位面積較大，是室內外能量交換的重要通道。應對建筑外墻周邊地面至少2.0m范圍內地面采取保溫隔熱措施，加大周邊地面熱阻，減少熱量損失。對采暖地下室外墻與土壤或室外空氣直接接觸的部位應采用導熱系數小、保溫性能好，并且耐腐蝕的絕熱材料外貼隔熱。

2.6注重冷熱橋、變形縫、外門窗洞口周邊縫隙的處理

屋面、外墻、地下室墻體的冷熱橋部位應設置保溫措施，使其內表面溫度不低于室內空氣露點溫度。外墻挑出陽臺、挑檐、隔板等部位都是能量傳輸敏感部位，應加強保溫。設置變形縫的建筑，應沿建筑外表面采用不燃保溫材料將縫隙全部封堵密實。填深不應小于300mm，并設置防護措施進行保護，防止外力損傷及雨雪侵蝕。另外還應特別注意保溫層接縫、轉角處的防水、防裂處理，保證節能層及其防護層連續、完整、持續有效。

2.7做好保溫材料的表面防護

保溫材料一般強度較低、耐火性能差、吸水率高，容易被損傷、被引燃或被雨雪侵蝕，失去保溫性能。應按規范做好相應部位防護，以保證保溫材料能夠按設計設定的有效壽命期內發揮最大的效力。如保溫材料與空氣接觸的一側應采用具有一定強度和防水放火性能的聚合物抗裂砂漿抹面，首層應考慮防外力損傷，厚度不應小于15mm，其他層不應小于5mm，外部裝飾面層應具有防水性能。屋面保溫層上下均應設置保護層，防止施工及使用過程中損壞保溫層。

結語

在當前建筑節能設計工作中，為了更好地提升節能降耗效果，注重圍護結構的節能設計極為必要，圍護結構的處理應該充分考慮到外墻保溫系統、屋面保溫系統、門窗保溫系統和熱橋保溫優化等方面，同時從節能設計、保溫材料及施工工藝多角度嚴格把控，以增強建筑物的整體保溫隔熱性能。

參考文獻

[1]公共建筑節能設計標準：GB50189—2015[S].

[2]王瑩珺.河北省被動式超低能耗無熱橋節能設計[J].住宅科技，2019，39（10）：41–44.