建筑外圍護結構綜合節能技術

【摘要】通過對建筑外圍護結構性能的分析，對建筑外圍護結構設計中外窗及幕墻、外墻、屋頂等所采取的節能技術措施及其特點作了論述，并對這些節能措施目前的研究及應用現狀作出歸納，從而明確了常用節能技術措施的應用效果，以使人們進一步了解節能技術在建筑外圍護結構中的應用。

【關鍵詞】建筑節能，玻璃幕墻，節能技術，外圍護結構，屋頂

引言

由于建筑外圍護結構的傳熱性能直接影響著建筑用采暖空調的能源消耗量，因此提高建筑外圍護結構的保溫隔熱性能是降低建筑能耗的關鍵。建筑外圍護結構主要包括門窗、外墻、屋頂等，它們相互影響、相互制約，單純地加強某一個或幾個方面的節能性能，并不一定能使建筑達到良好的節能效果和實現節能的經濟性。

1.外窗及幕墻保溫隔熱技術

隨著建筑形式的多樣化，外窗和玻璃幕墻等透光型外圍護結構所占外表面的比例越來越高。然而，由于通常透光型外圍護結構的熱工性能大大低于非透光型外圍護結構。因此外窗

和玻璃幕墻成為影響建筑能耗的重要因素。提高外窗和玻璃幕墻的保溫隔熱性能的技術措施有很多，通常是采用改善窗框、玻璃的熱工性能和安裝技術，隔熱重點采用遮陽技術。

1.1 節能窗

節能窗采用性能良好的塑料型材、鋁塑和木塑復合型材、斷熱型鋁合金型材和配套附件及密封材料，使用平開、復合內開等開啟方式。北方寒冷嚴寒地區采用單框雙層中空玻璃窗、單框三層玻璃窗或雙層節能窗。高效節能窗的傳熱系數應控制在2.0以下。在施工安裝中窗口的密封處理非常重要，應盡量減少窗的空氣滲透。

為提高外窗的熱工性能，宜采用充填惰性氣體的中空玻璃或特種玻璃，如Low-E玻璃、真空玻璃、熱反射鍍膜玻璃等。建設部借鑒國外經驗，組織研發了適合我國國情的門窗性能評價標識體系，已開始試行，以規范節能門窗市場。

1.2 遮陽技術

夏季太陽輻射透光玻璃照射到室內，使大量的熱量傳遞到室內并使室內溫度升高。采取有效地技術手段遮陽，可大幅度降低空調能耗，或者不開空調即可得到舒適的室內熱環境。在北方地區冬季可以調節遮陽裝置，使其不遮擋陽光進入室內。有的遮陽產品在冬季的夜晚還可以啟動保溫作用。外遮陽可以通過外圍護結構設計外挑陽臺或遮陽構件實現，也可以安裝可調節遮陽裝置，如可移動遮陽板、織物或金屬卷簾，安裝中間夾帶活動百葉的外窗等。

1.3 幕墻技術

采用全玻璃幕墻會大大增加建筑能耗，應盡量避免。近年來，我國引進了歐洲先進的呼吸式幕墻的設計理念和方法，并在一些高檔建筑中采用。呼吸式幕墻即為雙層幕墻，雙層幕墻之間形成空氣夾層，通過在幕墻的不同部位開口，形成自然通風，或安裝通風設備實現機械通風，從而使幕墻起到保溫隔熱的作用。雙層幕墻種類很多，采用這種幕墻體系應根據不同氣候條件、不同建筑類型分別設計建造，不可簡單地抄襲、照搬。

2.外墻節能技術

外圍護結構中墻體占了很大一部分，因此重點要提高外墻的熱工性能。提高外墻的熱工性能，一是要選用熱工性能好的主體材料；二是要增加保溫材料的厚度；三是要處理好構造熱橋。

外保溫技術適用范圍廣，技術合理、成熟，工程造價比較低，是目前我國采用最廣泛的墻體節能技術。外保溫技術不僅適用于新建建筑工程，也適用于既有建筑節能改造。與內保溫相比，外保溫有明顯的優越性，除了保溫效果優良，外保溫體系包在主體結構的外側，較好地解決了構造熱橋結露問題，提高了居住的舒適度，同時還能夠保護主體結構，延長建筑物的壽命，并增加建筑的有效使用空間。

2.1 外貼保溫體系

外貼保溫體系是將保溫材料粘貼或加錨栓固定在外墻主體結構上，然后加裝玻璃纖維網格布或鋼絲網增強，外抹抗裂砂漿，再做外裝飾面層。保溫材料有膨脹聚苯板（EPS）、擠塑聚苯板（XPS）、聚氨酯板、巖棉板等。其中聚苯板因具有優良的物理性能和廉價的成本，使用最為廣泛。目前，外貼保溫體系的最大缺陷是現場施工質量很難控制，使用壽命短，工

程存在很多表面開裂、保溫層剝落等質量問題。另一種做法是用專用的固定件將保溫板固定在外墻上，然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等飾面材料外掛在預先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。保溫面和裝飾層之間形成空氣間層，既保護了保溫材料免受結露和滲透雨水的侵蝕，又增強了墻體的熱工性能。由于這種體系成本較高，多用于公共建筑和高檔住宅。

近年來，為減少現場濕作業，提高外保溫體系的使用壽命，并滿足工程項目外觀的需要，保溫裝飾復合墻板體系發展很快。即在工廠內生產好標準的帶有保溫材料和裝飾面層的復合墻板，然后在工程現場粘貼或用錨栓固定在主題墻面上，一次性滿足保溫和裝飾的要求。裝飾面層通常采用氟碳涂料，也可采用新型墻面磚。

2.2 聚苯板與墻體一次澆筑成型技術體系

該技術是在混凝土框——剪體系中將聚苯板放置于建筑模板內即將澆筑的墻體外側，然后澆筑混凝土，使混凝土與聚苯板一次澆筑成型為復合墻體。由于外墻主體與保溫層一次成活，工效提高，工期大大縮短。在冬季施工時聚苯板起保溫的作用，可減少外圍護保溫措施。但在澆筑混凝土時要注意均勻、連續澆筑，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，影響后續施工。

3.屋面節能技術

3.1 倒置式保溫隔熱屋面體系

倒置式屋面就是將傳統屋面構造中的保溫層與防水層顛倒，把保溫層放在防水層的上面。倒置式屋面保溫隔熱性能優良，施工簡易、工期短、無需特別要求，屋頂結構負荷小，耐老化，屋頂可再利用，防水層維護方便。目前，我國北方地區和大中城市多采用聚苯板、加氣混凝土板等板型保溫材料及現場發泡聚氨酯等澆注型保溫材料

3.2 綠化屋面

屋頂綠化對夏季隔熱效果顯著，可以節省大量空調電耗，見圖3據有關專業報道，屋面覆土厚度大于200mm時，其傳熱系數K<1.0W/（m2·K），夏季綠化屋面與普通隔熱屋面比較，表面溫度平均要低6.3℃，屋面下的室內溫度要低2.6℃。對于多層和低層建筑群，屋頂綠化還可明顯降低建筑物周圍環境溫度，減少熱島效應，從而降低空調電耗。同時冬季還可以起到保溫的作用。此外，由于土壤在吸水飽和后會自然形成一層憎水膜，可起到阻水的作用。覆土種植后可使屋面免受風吹雨打日曬等外界氣候變化的影響，延長防水層壽命。為防止澆灌植物用的水肥對屋面防水層產生腐蝕作用，降低屋面防水性能，需在原防水層上加抹一層厚1.5～2.0cm的火山灰硅酸鹽水泥砂漿后再覆土種植。

3.3 其他類型節能屋面

采用輕鋼屋架或木屋架建造坡屋頂，內置保溫隔熱材料，鋪設非金屬屋面材料，利用屋頂空間的空氣流通，太陽輻射最強時間的太陽光線對于坡屋面的斜射，達到節能和室內舒適性要求。還可以利用破瓦材料的多種形式和對色彩的選擇，改善城市景觀。

建造蓄水屋面，利用水蒸發時帶走大量水層中的太陽輻射形成的熱量，從而有效地降低屋面溫度，減弱了屋面的傳熱量，是一種較好的隔熱措施和改善屋面熱工性能的有效途徑，由于蓄水屋面是在混凝土剛性防水層上蓄水，既可利用水層隔熱降溫，又改善了混凝土的使用條件。設計一個隔熱性能好，又節能的蓄水屋面，必須對它的傳熱特性進行動態分析與計算，以確定適合的蓄水深度和屋面負荷。

參考文獻

[1]柳孝圖.建筑物理[M].北京.中國建筑工業出版社，1999.

[2]李勝蘭.遮陽隔熱技術的應用分析[J].南方建筑，2006，（6）：79-80.

作者簡介：

龐玉娟，女，漢族，1987年10月31日出生，河南省開封市人，學歷大專，致力于城建專業；工作于河南麗景實業有限公司