裝配式建筑外圍護結構節能技術研究綜述

盧 煜，劉明蓉，周 渝，霍海娥*

（1.西華大學建筑與土木工程學院,四川 成都 610039；2.江蘇省招標中心有限公司,江蘇 南京 210000）

隨著我國城鎮化建設的推進，建筑能耗在逐年攀升，提高建筑的節能率是解決這一嚴峻問題的最佳途徑。建筑物的圍護結構是能量消耗的主要部位，因此，建筑能耗與建筑圍護結構的形式和熱工性能有著密切的關系，外墻、屋面、外窗的保溫隔熱性能對建筑運行負荷的影響最大。裝配式建筑是一種基于綠色理念的現代化建筑形式，其主要部件在工廠預制并在工地現場裝配而成。裝配式建筑具有整體式剪力墻結構和整體式框架結構，往往可以承受很高級別的地震，因此裝配式建筑是抵御地質災害和重建家園的利器。2016 年9 月，國務院印發《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》[1]，明確要求大力發展裝配式建筑，截至2018 年底，31 個省（區，市）陸續出臺了推進裝配式建筑產業發展的系列激勵措施。住房和城鄉建設部發布的《“十四五”建筑業發展規劃》指出，到“十四五”末裝配式建筑占新建建筑的比例要達到30%以上。國內外對傳統建筑的節能技術進行了深入研究，其研究成果應用于實際工程中已取得明顯的節能效果。裝配式建筑作為新興建筑相比傳統節能技術節能潛力有多大提升空間，同樣的節能技術應用于不同的裝配式結構的節能效果如何，以及不同裝配式構造形式的氣候適應性都是目前裝配式建筑節能研究亟待解決的問題。

1 國外裝配式建筑外圍護結構節能研究

1970 年爆發的全球能源危機，使得世界各國開始著眼建筑的節能研究。國外百年前便開始了對裝配式建筑的研究，相關的技術體系已基本成熟，各項規范標準也比較完備[2]。裝配式建筑的發展與社會經濟、地理環境和科技水平息息相關，因此各國的裝配式建筑在發展過程中也存在差異性。

1.1 美國

美國裝配式建筑盛行于20 世紀70 年代，并于1976 年出臺了一系列嚴格的建筑行業體系規范標準。目前美國大城市建筑圍護結構類型以混凝土和鋼結構為主，小城鎮以輕鋼和木結構體系為主，城市住宅的建造已經實現了工廠流水生產構件，極大限度地實現了節能、節材。近年來，相關學者對于新型圍護構造與新材料的應用研究層出不窮。Lee 等[3]通過對實心混凝土區域連接的預制三層夾心保溫墻板和預制兩層夾心保溫墻板進行研究，發現三層板的熱工性能優于雙層板，原因是三層板增加了通過實心混凝土的熱路徑長度，采用高電阻隔熱材料從而在熱工性能方面獲得了更大的提升。Woltman 等[4]對裝配式混凝土墻板拉結件的力學性能和熱工性能進行研究，結果顯示，通過優化玻璃纖維增強聚合物（GFRP）拉結件尺寸和截面幾何形狀等參數，可大大減少GFRP 拉結件引起的熱橋。Kim 等[5]對帶有W 型、Z 型和J 型3種不同形狀金屬連接件的預制混凝夾心保溫墻板的熱工性能進行了研究，結果表明：W 形連接器的傳熱率低于其他類型的連接器，且與溫度測量位置無關；在設計和實踐中需要考慮多個連接器之間的傳熱并對設計方法加以改進。

1.2 歐洲

歐洲具有較長的裝配式混凝土建筑歷史，預制技術非常成熟，各國已形成的系統基礎理論均能符合節能環保與循環經濟要求[6]。法國擁有130 多年推行裝配式建筑的歷史。以預制混凝土結構為主，鋼、木結構為輔，如今建筑圍護結構由框架或板柱體系逐步向大跨度發展。獨創的SCOPE 體系裝配率高達80%，相比于傳統建筑，建筑的能耗可降低30%，已被眾多國家熟知且應用。德國通過自身的獨有研究和發展調節，在降低建筑能耗方面的研究趨于世界領先水平，近幾年又在裝配式建筑基礎上融入被動式的概念，從而推動住宅與節能標準相互之間的融合。在保證人體熱舒適性的前提下，節能原則從初期的建筑圍護體系各結構最低耗熱量值轉變為建筑全周期熱工性能的提升，新建建筑節能技術規范中對于圍護體系熱能損耗等建筑能耗計算量提出強制性指標要求。波蘭的Major 等[7]對一種由條狀聚氨酯和混凝土制成的新型預制復合墻結構的熱工性能進行了研究。通過熱工分析和動態數值模擬得知該復合結構混凝土墻體抗壓強度較高，在冬季可提高墻體內表面溫度2.3 ℃。意大利威尼斯IUAV 大學的Boscato 等[8]研究了一種由鋼筋混凝土板和膠合層木框架制成的預制復合墻體系（CGFP），利用熱箱法對其熱工性能進行評估，分析不同保溫材料墻體熱阻，最優的墻體導熱系數為0.2 W/(m2·K)，通過計算碳足跡和碳排放進行全生命周期評估，CGFP 顯示出良好的熱工性能。英國的Robetro 等[9]通過理論計算和實驗的方法，對一種磚混復合預制外墻體ETIS 的熱工性能進行了分析，理論計算值為2.68 m2·K/W，實驗中由于構件間有空氣滲入，測得實際熱阻為1.7～2.15 m2·K/W，此外，發現含水率對該復合墻體系統的熱工性能影響較大。

1.3 日本

綜上所述，國外裝配式建筑發展時間較早，工業化水平較高，建筑體系完善。有關圍護結構節能方向的研究對象已經不局限于單一的混凝土構造形式，不斷向鋼-混凝土、木-混凝土等復合結構形式過渡，綜合考慮了能耗、碳排放、人體熱舒適、智能技術等多個優化控制目標，研究內容更加細化。

2 國內裝配式建筑外圍護結構節能研究現狀

我國的裝配式建筑起步于20 世紀50 年代，經歷了開創、發展、低潮及恢復再發展這4 個階段[14]。近幾年我國在政策上對于裝配式建筑不斷傾斜，裝配式建筑發展步入快車道，同時也推動著相關節能技術、保溫技術的發展[15]。關于裝配式建筑外圍護結構節能的理論研究主要集中在不同結構體系墻體的保溫構造、節能外窗窗框與玻璃的節能改造、屋面板的最佳保溫層材料與厚度選擇等方面。

2.1 裝配式建筑外墻節能技術

墻體是建筑最重要的圍護結構構件，對建筑能耗水平具有顯著的影響。當前我國裝配式建筑外圍護系統的技術熱點和難點均集中在外墻系統領域，主要圍繞在適用于不同結構體系的外圍護墻體性能以及構件連接節點的優化方面。裝配式混凝土結構的發展在結構主體、設計方法上主要參照現澆結構，預制混凝土剪力墻結構以及預制混凝土框架結構應用最為廣泛，這兩種結構體系在當今的眾多建筑體系當中無論是理論研究還是實踐應用都處于領先地位[16]。目前國內預制混凝土剪力墻結構分為全預制和部分預制兩種。全預制裝配式剪力墻結構體系全部剪力墻都采用預制構件，預制率高，但連接拼縫較多；部分預制剪力墻結構主要指內墻現澆、外墻預制的結構，性能與現澆結構類似。預制混凝土框架結構一般采用外掛墻板構件，主要用于工業廠房和公共建筑，與剪力墻結構相比，外掛墻板模數更固定、協調性更好，近年來也逐漸用于民用建筑。目前國內用于裝配式建筑的外掛墻板按結構類型分類主要有單一材料外掛墻板、內保溫外掛墻板、外保溫外掛墻板、夾芯保溫外掛墻板[17]，外掛墻板一般不作為承重構件，只起到圍護結構功能，國內學者針對外掛墻板的熱工性能研究集中在新型材料的應用和內部連接件兩個方面。

2.1.1 預制混凝土剪力墻結構節能技術

2.1.1.1 全預制整體式剪力墻節能技術

目前，裝配式整體式剪力墻的節能技術通常沿用傳統現澆建筑的既有方式，在我國北方的嚴寒、寒冷地區，建筑外墻大多使用外保溫構造。趙輝[18]通過BIM 信息化平臺發現對利用防水混凝土和鋼筋混凝土剪力墻組成的混凝土空氣間層復合墻體增加外保溫構造處理，能夠進一步增加墻體的保溫隔熱性能，是適宜嚴寒地區的裝配式建筑外墻構造選型。南京長江都市建筑設計股份有限公司[19]為解決外墻外保溫存在的易脫落、使用壽命短等技術問題，設計了自保溫雙墻復合系統，以當前應用較廣的ALC 板為基本選材，采用“外包內嵌”的圍護形式，運用到南京某保障房公寓和人才公寓中。項目的外墻分別采用了125 mm+75 mm厚和125 mm+100 mm 厚的蒸壓輕質加氣混凝土ALC 保溫板，兩板之間設置30 mm 封閉空氣隔層，建筑的節能率分別達到68.14 %和67.63%[19]，為裝配式建筑外墻設計提供了一種新途徑。近年來南方裝配式混凝土剪力墻外墻多采用夾心保溫一體化墻體。王禹[20]嘗試將夾心保溫技術引入北方地區，從墻板內部的空氣夾層流動特性及傳熱特性入手，在夾心保溫的保溫材料里添加2 層空氣層，形成了5 層保溫層構造，研究封閉空氣夾層隨夾層尺寸、兩側溫度差等條件改變時的換熱規律，設計出一種適合嚴寒地區建筑的裝配式混凝土雙層空氣夾層保溫外墻板。墻板厚度為遼寧地區典型墻體的80%，且傳熱系數僅為0.225 W/（m2·K）[20]。

該項目的技術關鍵是山洪預報，歐盟專家清晰地認識到，鑒于山洪的特點，傳統的洪水預報方法在應用于山洪災害防治工作中面臨諸多問題，突出表現在如下幾個方面：

2.1.1.2 部分預制剪力墻——疊合板式混凝土剪力墻節能技術

疊合板式剪力墻是近年來由德國引入并結合我國基本情況加以改進而成的[21]，在我國的應用時間尚短。兩側為預制墻板，中間一層是現澆混凝土，現澆過程中，兩側的預制墻板充當模板并作為結構的一部分，通過格構鋼筋連接，格構鋼筋起到了拉結的作用，拼裝過程中也可以作為起吊點[22]，保溫層的鋪設可根據節能設計放置在預制墻板的內外部或者中間。國內學者對于此新型墻體構造的抗震性能[23-24]、水平接縫性能[25-26]和界面采用非桁架鋼筋[27-28]進行了大量探索，力學性能上改進已逐步適用于我國的建筑情況；但還沒有針對熱工性能方面的研究。該剪力墻體系在節能方面還有多大潛力，以及在不同的氣候分區節能效果有何差異，亟待更多科研學者進行深入探索。

2.1.2 預制混凝土外掛墻板節能技術

聚氨酯泡沫、EPS 和XPS 等有機保溫材料一直以來作為主要的墻體保溫材料，雖然輕質、隔熱、易加工，但他們都有易燃這個最大的缺點；因此，上海市建筑科學研究院的管文[29]用不燃型泡沫混凝土保溫板代替可燃型有機材料作為夾芯保溫層材料。通過實驗和計算表明，內外為60 mm厚預制鋼筋混凝土板、中間為70 mm 厚泡沫混凝土保溫板的預制夾芯復合墻體能滿足夏熱冬冷地區建筑65%節能要求[29]。馬曉紅[30]在不改變墻板240 mm 原有厚度的情況下，對內、外葉板表面分別預留尺寸為2 170 mm×700 mm×40 mm 和3 000 mm×200 mm×40 mm 凹槽，其內部填充泡沫混凝土，使預制夾心外掛墻板的傳熱系數降低到0.45 W/（m2·K）以下，運用到寒冷地區某裝配式建筑中，優化后的墻板使圍護結構節能率提升了15.5%～26.6%[30]。泡沫混凝土的干密度、導熱系數、抗壓強度3 個主要性能參數相互制約，一定程度上限制了泡沫混凝土的應用。李悅[31]以泡沫、水膠比、氣凝膠和纖維摻量為因素研究生產出干密度為673.12 kg/m3，導熱系數為0.162 3 W/(m·K)，抗壓強度4.12 MPa 的最優配合比泡沫混凝土外掛墻板，采用DesT 能耗模擬軟件，測得使用該外掛墻板的裝配式建筑與傳統建筑相比，節能率達到67.8%[31]。泡沫混凝土板被廣泛使用后，王旭東[32]針對泡沫混凝土板的主要材料水泥在生產過程中能耗和污染高的問題提出改進方案，通過摻入一定配比的工業廢料粉煤灰、納米蒙脫土以及聚丙烯纖維，研制出一種新型納米材料改性粉煤灰A 級保溫材料。通過PKPM PBECA 節能計算軟件能耗模擬分析，用該保溫材料作150 mm 厚裝配式墻板的建筑與傳統建筑相比其節能效率達到65.28%[32]。

與普通混凝土相比，輕集料混凝土具有質輕、比強度高、耐火及抗凍性能好、無堿骨料反應等優點。管文[33]以頁巖陶粒作為輕骨料，研發出內外頁墻板分別為55 和100 mm 的輕骨料混凝土墻板、夾心保溫層為40 mmXPS 的預制輕骨料混凝土夾心保溫外掛墻板，與同強度等級的C40 普通混凝土相比，預制LC40 輕骨料混凝土夾心保溫外掛墻板時可使墻板自重減小27%，且平均傳熱系數為0.67 W/（m2·K），滿足夏熱冬冷地區公共建筑節能外墻的要求。太原理工大學的課題組[34-35]研發出了兼顧力學和熱工性能的玻化微珠保溫混凝土，以該混凝土為材料研發裝配式玻化微珠保溫混凝土空心剪力墻，相比傳統保溫墻體，該墻體體系擁有很好的自保溫性能，無須進行額外保溫層施工。對空心孔洞內進行聚氨酯填充和接縫熱橋部位進行擠塑聚苯板外保溫處理，能分別降低墻體32.8%和約16.2%～18.7%的傳熱系數，且墻體內表面不會結露，滿足夏熱冬冷地區居住建筑節能65%的要求。

裝配式外掛墻板與傳統的墻板相比有生產效率高、保溫隔熱性能好、經濟節能等優勢，隨著對外掛墻板理論技術研究的深入與完善，新技術、新型材料的應用、節點連接等細部構造的改進，將有效地擴寬外掛墻板在裝配式建筑行業的應用發展空間。

總體來說，無論是預制復合保溫外掛墻板還是預制混凝土剪力墻結構，它們外圍護結構的細部構造做法都不同于傳統建筑。目前我國還沒有關于裝配式建筑方面的節能設計標準與技術政策，對細部構造的保溫處理也就很難落實到位，施工完成后各種節能效率不達標的問題亟須得到改善。

2.2 裝配式建筑外窗節能技術

無論裝配式建筑還是傳統現澆建筑，外窗都是熱量損失的重要部位之一，對外窗進行合理的節能設計以降低能耗極為重要。借鑒傳統現澆建筑做法，裝配式建筑多采用節能外窗，但各種類型節能窗的熱工性能存在較大差異，因此需要對外窗進行合理的選擇，同時注意避免熱橋產生，以最大程度上降低外窗部位的熱量損失。

針對窗框部分，外窗框所用型材占據外窗洞口面積的15%～30%，是外窗能量流失的薄弱環節，目前市場上常見的窗框型材的保溫性能差異很大。張麗娟[36]根據市場上常見的3 種腔體結構，研究開發出窗框熱阻2.09 m2·（K·W）-1、平均傳熱系數0.44 W（m2·K）-1的適宜寒冷地區裝配式建筑的新型窗框。窗框與墻體之間的氣密性問題，可通過窗框外側采用透氣膜粘貼封堵，窗框室內側與外墻內側裂縫處采用隔氣膜緊密粘貼的方式解決[37]。

除了提高窗框的熱阻以外，對玻璃進行節能改造也可以減少熱損失。夏赟[38]對嚴寒地區裝配式建筑外門窗傳熱系數和遮陽系數對建筑耗熱量指標的影響進行分析，提出對中空玻璃5 號面進行鍍單銀Low-E 膜技術改進，或將塑料型材厚度增加至80 mm 并使用（5+12A+5+16A+5）mm 加暖邊條的中空玻璃這兩種滿足75%節能要求最佳技術方案。Qiang Jin 以某裝配式單體建筑為對象，研究了填充稀有氣體并粘貼low-e 膜的節能窗對整體能耗的影響，使用DeST 軟件計算能耗得出該窗節能率為25%，建筑年熱負荷從60.26 W/m2降低到54.84 W/m2[39]。隨著新材料、新技術的不斷推廣應用，玻璃纖維增強塑料、鋁木復合材料、新型鋁塑復合材料、中空玻璃暖邊技術以及透明性塑料板等為外窗節能提供了更多的選擇，同時外窗與遮陽設施一體化不斷發展，將百葉窗安裝于密封的雙層中空玻璃內側，并固定在開放式鋁板內部，通過磁力控制其升降和翻轉，當在水平位置時，兼顧采光與遮陽，可有效阻隔太陽輻射。同時這種復合窗清潔方便且節能效果較好[40]，勢必成為裝配式建筑未來節能窗的發展方向之一。

對于外窗的節能設計，除了關注窗戶本身的保溫能力之外，窗墻比也是不能忽略的一個重要因素。設計時確定的窗墻面積比既要滿足國家規定的節能標準，也要最大化滿足建筑物室內生活照明需求，從而提高生活質量[41]。邸梵[42]以西安某裝配式住宅為例建立基礎模型，得出建筑各朝向合理的窗墻比并得出結論，寒冷地區裝配式住宅的外窗類型宜選用中空玻璃塑鋼窗和單框雙層塑鋼窗，同時應盡可能降低窗墻比。

裝配式建筑與傳統建筑外窗最大的區別在于裝配式構件在制作時預留了窗洞口，窗洞口預埋防腐木磚和拉結鋼筋會破壞墻體的一維傳熱形成熱橋。今后在研究墻體自身強度和熱工性能的同時，也要重點關注對裝配式墻體窗洞口熱橋部位的影響，無論是已有研究還是未來即將開發的不同的窗框和玻璃構造組合，對裝配式窗洞口熱橋有何種影響，采取怎樣的有效處理措施；墻體使用不同的保溫材料與不同的保溫層厚度分別對窗洞口處熱橋效應影響如何，都是未來裝配式外窗節能研究需要攻克的難點。

2.3 裝配式建筑屋面節能技術

裝配式建筑屋面板節能技術與傳統現澆建筑類似，區別在于裝配式建筑屋面板采用疊合板的形式且保溫層厚度略有不同，因此，屋面板的節能設計主要集中于合理選擇保溫材料及保溫層厚度。王佳瑋[43]開發了一種由縱橫交錯的鋼筋混凝土密肋和密肋間填充體組成的大跨復合樓板，并以該樓板為結構基層發展為新型裝配式混凝土復合屋蓋，通過有限元數值模擬得出：保溫層厚度超過40 mm時，其熱工性能好壞取決于保溫層材料及保溫層厚度，在屋蓋-墻體節點和屋蓋板后澆帶節點之間無顯著熱橋熱工缺陷與表面結露隱患。對不同氣候分區針對性進行保溫設計，嚴寒地區應優先選用容重小，保溫性能好的有機保溫材料；在寒冷地區使用120 mm XPS 可達到理想的保溫效果；夏熱冬冷地區使用30 mm EPS 保溫層不會造成屋蓋內表面結露。

目前，國內對裝配式混凝土屋面節能設計基本沿用傳統做法，研究局限于防水施工技術[44]，而針對熱工性能的研究非常匱乏。屋面作為重要的圍護結構之一，耗能占據建筑整體耗能的7%，受到太陽輻射和室外空氣溫度的影響都十分顯著。如今新材料、新技術不斷涌現，對于現有的高效保溫材料保溫屋面、種植隔熱屋面、蓄水屋面、架空型保溫屋面等節能設計[45]，可研發更多配套的裝配式建筑新型節能復合屋面。

2.4 裝配式構件連接節點熱橋優化

裝配式建筑與現澆結構的根本不同點在于：現澆結構是一個整體，而裝配式結構在便捷施工的同時，存在大量的安裝連接構造縫。熱橋主要在預制混凝土夾心外墻板的內部拉結件及其附近區域、外墻板之間及與梁、柱等主體結構構件的連接處產生，致使建筑整體的熱工性能降低，不能達到預期設計的要求[46]。

2.4.1 混凝土構件內部連接熱橋

預制混凝土夾心墻板早期連接件大多采用金屬格構筋，由于金屬的熱傳導率較高，因此連接件和其附近的區域易產生熱橋。徐桂明等[47]和魏燕麗等[48]選取纖維Thermomass 棒式、金屬Halfen 的針式與板式和金屬peikko 桁架3 種不同連接件，探索連接件對墻板熱工性能的影響。結果表明，采用纖維連接件的預制混凝土夾心保溫墻板相較于采用金屬連接件的保溫墻板熱工性能明顯更優，促使很多學者和企業的研究向研發絕熱性能好的非金屬材料連接件轉變。同濟大學聯合上海建工集團、北京萬科企業有限公司和南京斯貝爾復合材料有限公司自主研發的FRP 片狀和棒狀連接件成為國內首個具有自主知識產權的預制混凝土夾心保溫墻體連接件[49-50]。薛偉辰等[51]使用該新型連接件開發了集圍護與節能一體化的新型預制混凝土無機保溫夾心保溫墻體。熱工性能試驗研究結果表明，作為外墻和內墻時傳熱系數分別為0.738和0.701 W/（m2·K），滿足夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準。劉卉[52]提出了一種采用鋼筋玻璃纖維復合筋的W 型接件形式，在鋼筋外包一層玻璃纖維，利用玻璃纖維的熱傳導系數較鋼筋低的特性，可有效地減少金屬件的冷熱橋問題。江煥芝[53]研發兼具力學性能和熱工性能的鋼-纖維復合連接件（SGCC），通過試驗和理論相結合的方法對該連接件體系的力學性能及夾心墻板的結構性能、組合性能和熱工性能等進行了研究。結果表明：對于保溫層厚度為50 mm 的夾心墻板，每平方米配置不多于13 個連接件可滿足《夏熱冬冷地區的居住建筑節能設計標準》和《公共建筑節能設計標準》的熱工要求；當保溫層厚度為90 mm時，每平方米配置4 個連接件可滿足大部分嚴寒地區及寒冷地區的《居住建筑節能設計標準》的熱工性能要求。

2.4.2 混凝土構件之間連接熱橋

預制裝配整體式剪力墻體系中，剪力墻之間的接縫采用濕式連接，水平接縫處鋼筋采用套筒灌漿連接、漿錨搭接連接和底部預留后澆區內鋼筋搭接連接的形式[54-55]。套筒灌漿連接會使得建筑圍護結構的局部傳熱系數增大，產生熱橋，影響連接節點保溫隔熱的效果，因此，鄺福軍[56]研究了灌漿套筒對夏熱冬冷地區建筑墻體熱工性能所帶來的影響。結果表明套筒的存在會使裝配式結構墻體的傳熱系數增大、整體熱阻減小，套筒距離墻體數量越多、表面越近，則該墻體的熱橋效應越明顯，采用夾心保溫體系的裝配式框架剪力墻結構，在框架柱區域做局部保溫處理可以有效減少熱量損失。馮宏欣[57]從施工誤差層面分析寒冷地區裝配式混凝土剪力墻建筑熱橋對節點的影響，提出構造設計優化策略：對屋面-女兒墻節點應選擇將空調板外包保溫層的構造形式；對屋面-女兒墻節點則應選用保溫層位于外墻和屋面內表面，從而消除熱橋影響。劉惠安[58]則提出對墻板與樓板連接處熱橋部位使用較好的砌筑砂漿材料，陽臺板與樓板連接處熱橋部位豎向與水平向分別鋪設0.35 和0.55 m 的保溫層可以有效地減小熱橋影響。符躍[59]對蒸壓加氣混凝土裝配式建筑墻板外包橫板、外包豎板、內嵌橫板及內嵌豎板4 種墻板連接形式進行了局部熱橋節點溫度場模擬、墻體熱工性能修正、建筑能耗模擬及熱橋處理措施等一系列的研究。研究發現與自保溫形式相比，采用外保溫形式熱橋對建筑采暖能耗的影響更小。

3 結論

當前我國裝配式建筑行業正在急速升溫，與其匹配的外圍護結構節能技術卻仍然滯后，本文通過對不同結構體系的裝配式建筑外圍護系統節能技術的綜述，得到如下結論。

1）目前國外裝配式建筑外圍護結構的節能研究對象已經不局限于單一材質構造形式，不斷向鋼-混凝土、木-混凝土等復合結構形式過渡，反觀國內裝配式建筑，節能研究對象仍以混凝土結構形式為主，缺乏復合結構的研究應用。在實踐過程中，國內裝配式建筑技術體系大多借鑒國外先進技術，然而由于地域的差異，國外成熟的裝配式建筑節能技術并不能完全適用于我國的裝配式建筑節能設計。因此，為保證我國裝配式建筑的快速發展，亟需對不同復合結構形式的熱工性能和能耗特點進行本土化研究，盡快使裝配式建筑的研究發展與國際接軌。

2）隨著節能環保要求的提高，新型材料不斷涌現，新型裝配式圍護構件類型層出不窮，但與之匹配的應用案例較少，通用性不強，推廣難度較大。我國的地理環境十分廣袤，劃分為5 個氣候分區，南北方氣候差異較大，尤其是南北方之間的過渡區域，外圍護結構的選型始終存在很大爭議。目前國內針對圍護構造的研究多集中于單個構件的節能分析，而對于外墻、窗戶和屋頂不同構造選型組合的整體節能效果卻鮮有研究。不同構造形式的組合在不同氣候分區的能耗特點各不相同，因此，如何根據各氣候分區氣候環境特點確定外圍護構造體系選型以達到最佳節能效果還需學者進行深入研究。