淺談建筑墻體節能設計探析

郝飛

摘要：建筑墻體的節能性受到周邊環境、地區氣候、城市布局等多方面因素的影響。設計師應充分認識到設計節能型建筑墻體的重要性，在進行建筑墻體設計時全面分析影響建筑墻體節能性的因素，通過合理有效的設計提高建筑墻體的節能性能。保溫首先說明了節能型建筑墻體的應用現狀，然后分析了外墻保溫技術及節能材料，最后詳細闡述了房屋建筑墻體節能設計要點。

關鍵詞：房屋建筑；墻體節能；外墻保溫；聚苯板；體形系數

中圖分類號：TU761文獻標識碼： A

一、節能型建筑墻體的應用現狀

隨著全球變暖的不斷加劇，節能技術在建筑業中的應用日益廣泛，節能建筑已成為建筑業的必然發展方向。節能建筑是指，通過優化建筑外圍結構的熱性能，提高對風能、太陽能等自然資源的利用率，從而降低建筑的能耗水平。有關調查資料顯示，建筑墻體的節能貢獻率為50%。此外，建筑墻體設計是室內環境設計的重要組成部分，優秀的建筑墻體設計能有效改善室內環境，提升建筑舒適度。因此，在節能建筑設計過程中，應加強對節能型墻體的應用，進而提高建筑的整體節能水平，為住戶提供更優質的居住體驗。

節能建筑墻體在國外已得到廣泛應用，各項節能建筑技術日趨成熟。這在很大程度上推動了我國節能建筑墻體的發展。經過多年應用研究與實踐，我國的墻體節能技術已初步成熟，例如對建筑墻體的材料及其朝向、體形系數等有關因素進行改造，使墻體能夠有效利用太陽能，提高墻體節能效果。但有些設計觀念依舊停留在原有水平，在建筑設計過程中過于追求建筑功能和美觀程度，缺乏對建筑節能性的考慮。另外，節能墻體的制造技術也在很大程度上制約了節能建筑墻體的發展水平。

二、外墻保溫技術及節能材料

（一）外墻保溫技術

在建筑中，外圍護結構的熱損耗較大，外圍護結構中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節能技術的發展是建筑節能技術的一個最重要環節，發展外墻保溫技術及節能材料則是建筑節能的主要實現方式。外墻內保溫施工，是在外墻結構的內部加做保溫層。內保溫施工速度快，操作方便靈活，可以保證施工進度。內保溫應用時間較長。技術成熟，施工技術及檢驗標準是比較完善的。在2001 年外墻保溫施工中約有 90％以上的工程應用內保溫技術。

被大面積推廣的內保溫技術有：增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網格布的做法。但內保溫會多占用使用面積，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，還會影響施工速度，影響居民的二次裝修，且內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構。內保溫在技術上的不合理性，決定了

其必然要被外保溫所替代。

外保溫技術及其特點：外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫與內保溫相比，技術合理，有其明顯的優越性，使用同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程，也適用于舊樓改造，適用于范圍廣，技術含量高；外保溫包在主體結構的外側，能夠保護主體結構，延長建筑物的壽命；有效減少了建筑結構的熱橋，增加建筑的有效空間；同時消除了冷凝，提高了居住的舒適度。

（二）節能材料

目前比較成熟的外墻保溫技術主要有以下幾種。

1、外掛式外保溫

外掛的保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板(簡稱聚苯板，EPS、XPS)、陶?；炷翉秃暇郾椒率b飾保溫板、鋼絲網架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優良的物理性能和廉價的成本。已經在全世界范圍內的外墻保溫外掛技術中被廣泛應用。

該外掛技術是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上。然后抹抗裂砂漿，壓人玻璃纖維網格布形成保護層。最后加做裝飾面還有一種做法是用專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上，然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設計的中國銀行總行辦公樓的外保溫就是采用的這種設計。

這種外掛式的外保溫安裝費時，施工難度大。且施工占用主導工期，待主體驗收完后才可以進行施工。在進行高層施工時，施工人員的安全不易得到保障。

2、聚苯板與墻體一次澆注成型

該技術是在混凝土框一剪體系中將聚苯板內置于建筑模板內，在即將澆注的墻體外側，然后澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型為復合墻體。該技術解決了外掛式外保溫的主要問題，其優勢是很明顯的。由于外墻主體與保溫層一次成活。工效提高，工期大大縮短，且施工人員的安全性得到了保證。而且在冬季施工時。聚苯板起保溫的作用，可減少外圍圍護保溫措施。但在澆注混凝土時要注意均勻、連續澆注，否則由于混凝土側壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現變形和錯茬，影響后序施工。

三、房屋建筑墻體節能設計要點

（一）墻體朝向設計

墻體朝向決定了建筑墻體的整體設計方向，是進行節能型建筑墻體設計的主導因素。恰當的墻體朝向能為建筑提供優質的天然采光條件和通風條件，提高自然資源利用率，從而達到降低建筑能耗的目的。在進行墻體朝向設計時，應充分考慮建筑的地理條件及其周邊環境特點，確定最佳的墻體朝向。正確的建筑墻體朝向應盡量保證太陽輻射熱水平“夏季低、冬季高”，提高太陽能利用效率。不同朝向、不同地區、不同時間條件下，建筑物所能接受的太陽輻射熱有明顯差異。因此，在實際墻體的設計過程中，應根據當地氣候條件及日照規律，進行正確的建筑墻體朝向設計。一般來說，南北向或接近南北向的墻體朝向是最常用的設計方案。

（二）體形系數

體形系數是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。在實踐過程中，通常在施工圖階段才會考慮節能計算，由于體形系數過大，暴露在大氣中的表面積過多，屋面、外墻、外窗等外圍護結構的保溫性能需要加大才能通過權衡計算，因此對建筑能耗有直接的影響。建筑節能應該從源頭抓起，在設計方案時就應該考慮到建筑朝向、間距、綠化配置及體形系數等因素對耗能的影響，充分利用風能，盡可能地實現室內環境的“冬暖夏涼”，創造有利于建筑

節能的微氣候，減少空調、取暖器等電器的使用。不僅滿足功能上的要求，造型上的美觀，在為住戶提供舒適居住環境的同時，盡量降低建筑能耗，節約材料。

（三）墻體窗墻比設計

窗墻比是指建筑墻體的外窗總面積與建筑物外墻立面總面積之比。由于外窗的熱工性能相對較低，保溫效果較差，對建筑能耗具有明顯影響。我國有關建筑設計標準中明確提出“建筑的窗墻比S ≦0.7”的強制性要求，增加了墻體窗墻比設計的難度。同時，設置外窗是實現建筑良好的通風及采光條件的重要途徑，因此，在墻體設計實踐過程中，應充分考慮多種影響因素，合理規劃建筑外墻上的外窗位置及面積。

例如在氣候濕潤的江南地區，應選擇較大的墻體窗墻比，以確保建筑在夏季具有良好的通風條件，在冬季可接收到較多太陽輻射，實現建筑節能的設計目的。此外，應根據不同季節太陽高度角的變化規律，合理確定外窗位置，使外窗起到遮擋夏季陽光、引入冬季陽光的作用;還應充分考慮風向變化規律，以保證整個建筑通風良好。這樣不僅能夠保持室內環境的宜居性，還能取得良好的節能效果。

參考文獻

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