谈建筑外围护结构节能

刘嵘

(山西建工设计院，山西太原 030002)

1 建筑节能

随着哥本哈根世界气候大会的召开，全球气温上升气候变暖引起全世界人民的关注，由此造成干旱和水灾、海水水位增高、恶劣天气、冰雪减少一系列影响，再有煤炭、石油及天然气等不可再生能源储备量已逐年减少，而我国又是能耗大国，节能减排是基本国策，人们已经开始控制温室气体的排放，以尽量延缓全球变暖效应。我国建筑能耗约占总能耗的1/3，无论从建筑本体围护结构还是建筑系统采暖空调系统来衡量，均属于高耗能建筑，而能源资源相对匮乏，建筑能耗却迅速增长，所以提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况，利用可再生能源。建筑节能是减排温室气体、抵御太阳辐射、控制温度变化的重要措施。

2 建筑外围护结构节能及新型材料的利用

1)建筑外围护结构。围护结构的能耗占建筑能耗的3/4，所以首先要从这些围护组件下工夫。建筑的外围护有屋面、外墙、门窗、玻璃幕墙等，而外墙作为围护结构的主体，是主要的节能对象，现采用的比较成熟的外墙节能有外墙外保温，此做法工艺合理，技术含量高，避免了风吹、日晒、雨淋、冰雪的侵蚀，有效的延长了建筑物的寿命，南北方地区都适合，随着节能技术的不断发展和完善，节能效果会不断的提高;外墙内保温，此做法缺点比较多，不仅占用空间，传热系数高造成保温隔热性能差，容易形成冷桥，而且不利于室内装修，现在很少采用;外挂板外墙外保温系统、挤塑聚苯乙烯保温板与外墙装饰挂板相结合，这种做法保温性好，适合各种气候条件，适用范围广，而泡沫聚苯材料是可燃有机保温材料，存在较高的火灾危险性，蔓延速度快，给建筑物内的生命和财产造成安全隐患，在设计中需采取一定的防火措施;墙体隔热保温的涂料，通过对太阳光的辐射和反射进行隔热，而酚醛泡沫保温板是一种新型不燃、防火低烟保温材料，它最突出的特点是不燃、抗高温。保留了原有材料质轻、施工方便等优点，使泡沫塑料型保温材料原有的易燃、遇热变形等缺点得到了改善;轻钢框架结构的墙面与高效保温材料的外墙内保温系统，加入了吸声玻璃棉，使得保温和隔声性能很好的结合。对于那些没有防火设施的墙体需在适当的位置设置隔火带，可采用具有A级防火保温材料并且不低于10 mm厚的岩棉板进行防护，在跨越防火分区的位置应采用宽度不小于1.2 m的不燃性保温隔热材料分别做水平或竖向分隔。使得火焰不会燃烧到其他分区和室内，不仅隔热保温也考虑到防火措施。

节能屋面现有倒置式屋面，兼有保温隔热与防水性，比普通屋面使用寿命长;还可采用集保温隔热、遮阳、防辐射为一体的多层阳光板;笔者认为利用种植屋面是最好的，屋面种植一些耐寒、耐旱植物，不仅美化了环境，提高了绿化率，同时对室内起到了隔热降温的作用。现在的高层窗户多为推拉窗与固定窗组合，而推拉窗的热工性能差，使用的面积比较小，一般用于阳台，构件材料多采用断桥塑钢来降低导热系数。窗户的重要组成玻璃，经历了多种的形式，中空玻璃以其良好的热工性能和减少辐射的功能脱颖而出，对厚度或空气层进行适当的控制或改善，提高了窗户的保温隔热性能。使用暖边技术尽可能最大限度上消除中空玻璃边缘处的冷凝现象。现南方很多地方还通过调整窗墙比来节能保温。玻璃幕墙由于其室内采光充足、外立面效果富有现代感，装饰定位高，而被大型公共建筑和高层建筑中广泛采用，但缺点是耗能大、有一定程度的光污染，比较先进的利用计算机网络控制的智能幕墙，可根据室内光线、空气质量、温度的高低来调节以达到节能的效果，这样玻璃幕墙就能自由呼吸了。

我们还在进行新型建筑节能材料的创新和研究，不仅要隔热保温、降低能耗，环保型绿色节能建筑，还要节约资源，在制造材料的工艺上充分利用多种资源。例如：联合国工业发展组织国际太阳能中心喜文华提出南墙计划，利用南墙太阳能采暖，在南墙上镶嵌太阳能集热器、太阳能集热器构件，冬季集热气吸收太阳能转为热能提高室温，夏季屏蔽太阳直射的热，达到降温的效果。再如中国台湾最年轻的环保建筑师、建筑博士黄谦智先生设计的台北花卉博览会流行馆，建筑结构主体采用竹编材料，用30万个六角形宝特砖，其特殊的PET材质使自然光照入室内，既减少了用电量，又达到节能减碳的效果。同时这座“零碳排放”流行馆还向世界展示了绿色、减排、利用再生能源的环保设计理念。再有海南属于亚热带气候，由于特殊的地理位置，夏热冬暖，某小区地址选在湖泊旁，充分利用了自然环境，使得室内温度比周边的建筑室内温度低2℃～3℃，创造了良好的建筑室内微气候。

2)建筑采暖。建筑物耗热量指标和采暖耗煤量指标是评价建筑物能耗水平的两个重要指标。我国南方与北方各有所不同，北方冬季采暖主要能耗为煤炭，辅助采暖为电力，到了采暖期空气中排出大量的二氧化碳与二氧化硫，而南方夏热冬暖，炎热的时间比较长，空调使用期限长，那么如何提高建筑对能源的利用效率，冬季减少室内的热量向外散失，夏季减少室外热量向内侵入，改善建筑的冷热消耗，更加合理地利用自然能源，同时降低外界热环境的影响，人类通过很多的试验和实践，有了一定的成果。例如：北方冬季利用阳光来调节室内温度，向阳的窗户可采用大面积的玻璃窗，安装百叶窗，根据阳光摄入量调节百叶窗，控制冷空气进入，最大限度的保持室内温度同时减少采暖达到节能的效果。还有可在窗外种植爬藤类(爬山虎、喇叭花等)植物，茂盛碧绿的爬满外墙和窗户，不仅美化了环境而且调节了室内空气，既可采光又可遮阳，使之温馨而舒适。

3 建筑节能措施

公共建筑节能技术标准颁布规定，围护结构分担节能率约13%～25%。从我们建筑行业来说，关注建筑节能，并采取一定的措施是控制能耗的主要途径之一。人们逐渐研究发现利用自然环境来改善对采暖及空调设备的依赖，屋顶绿化、建筑节能材料的充分利用、采用先进设备的中央空调系统，提升热水器的能效、雨水的回收利用、太阳能、生物质能等技术，来遏制气候变暖。节约能源，使建筑物提高保温隔热性能，减少采暖、制冷、照明的能耗。建筑材料上高层外墙可优先选用以矿(岩)棉、膨胀玻化微珠、泡沫玻璃、玻璃棉、节能装饰玻璃、保温系统为代表的无机保温材料外保温系统，保温材料采用不燃性或难燃性材料，消除火灾隐患，从根本上减少火灾的概率。我国现对建筑节能越来越重视，出台了相关的政策、法规，从规划、设计、施工、材料等入手，制定出了相关的标准与规范，借鉴先进国家的技术，例如美国政府为低收入家庭免费进行节能改造，日本住宅采用隔热构造的补贴贷款制度，采用太阳能热水器、节能型供水设备等措施，已取得了一定的成效。我们现在所面临的任务是新建筑要按照现行节能标准、规范进行建设与管理，对既有建筑进行节能改造。相信在国家节能政策、法律、法规、规范标准的推动下，积极研究、发展、推广应用节能新技术，我们的建筑节能工作一定能上一个新的台阶。

［1］ JGJ 26-2010，严寒和严寒地区居住建筑节能设计标准［S］.

［2］ JGJ 75-2003，夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准［S］.