外墻建筑節(jié)能探析

李轉(zhuǎn)學(xué)

廣東建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（450440）

建筑節(jié)能是執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源政策的主要內(nèi)容。目前，建筑能耗占全國總能耗的30%，到2020年可能上升至40%，建筑節(jié)能水平遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，墻體是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要組成部分，所以墻體的節(jié)能改革成了實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié),而合理的外墻設(shè)計(jì)、有效的保溫技術(shù)、完善的遮陽系統(tǒng)是建筑節(jié)能的主要方式。

1 合理的外墻設(shè)計(jì)

我國地域遼闊，氣候多樣，要實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，就要因地制宜的充分利用當(dāng)?shù)赜欣臍夂驐l件和防御不利的氣候影響因素，進(jìn)行墻體的節(jié)能設(shè)計(jì),才能從根本上達(dá)到節(jié)能效果。一般情況下,以下兩個(gè)方面是影響墻體建筑能耗的主要因素。

1.1 建筑物的朝向

太陽輻射熱是最好的建筑能源,也是造成建筑能耗增加的主要因素。合理利用太陽輻射熱是建筑節(jié)能的根本。這就要求建筑物墻體具有合理的朝向,可以創(chuàng)造良好的自然采光和自然通風(fēng)條件，降低室內(nèi)電器的能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境因素確定建筑墻體的方位，按太陽高度角做出日照分析圖，確定最佳的建筑朝向。南北朝向和接近南北向的建筑物，夏季可減少太陽輻射熱，冬季可增加太陽輻射熱，是最有利的建筑朝向。

1.2 窗墻比的大小

建筑外窗面積與外圍護(hù)墻體總面積的比值稱為窗墻比。外窗不僅具有采光、通風(fēng)等重要功能，同時(shí)又是建筑立面設(shè)計(jì)中的活躍因素，通過玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射量是墻體的30倍以上,外圍護(hù)墻體的熱工性能比玻璃窗戶要好，而一些建筑因片面追求立面效果而消耗了大量的能源。因此，要根據(jù)不同氣候特征合理控制窗墻比，才能達(dá)到有效的建筑節(jié)能。節(jié)能建筑設(shè)計(jì)確定窗墻比時(shí)，還應(yīng)考慮開窗的位置，使夏季的陽光被遮擋而冬季的陽光被引入，同時(shí)應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的季節(jié)風(fēng)向，在不同的墻體上開設(shè)對(duì)應(yīng)的窗口，形成良好的自然通風(fēng)，有效的帶走室內(nèi)的熱氣流，使室內(nèi)形成良好的溫濕度，從而達(dá)到節(jié)能效果。

2 外墻保溫技術(shù)

傳統(tǒng)的建筑墻體一般采用單一材料，如空心砌塊墻體、加氣混凝土墻體等，這些材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大，一般為高效保溫材料的20倍，不能滿足日益提高的建筑節(jié)能要求。近年來由于建筑節(jié)能材料的發(fā)展和建筑施工技術(shù)的提高，采用承重材料與高效保溫材料(如巖棉板或聚苯板等)組成的復(fù)合外墻越來越廣泛。按保溫材料所處位置不同，最常用的有外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫兩種方式。

2.1 外墻內(nèi)保溫

外墻內(nèi)保溫是指在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層。在建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展的起步階段，這種施工方法應(yīng)用比較廣泛。大面積推廣的內(nèi)保溫技術(shù)有:增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)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(wǎng)格布等做法。

外墻內(nèi)保溫造價(jià)低、安裝比較方便、施工速度快，操作方便靈活,可以保證施工進(jìn)度。但外墻內(nèi)保溫會(huì)多占使用面積，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，影響居民的二次裝修，且內(nèi)墻懸掛和固定物件也容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。隨著我國節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高，內(nèi)保溫已經(jīng)不適應(yīng)新的形勢(shì)，它只是某一地區(qū)過渡性的節(jié)能做法。

2.2 外墻外保溫

外墻外保溫是在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè)包上保溫層。外保溫層能保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長建筑物的壽命，有效減少建筑結(jié)構(gòu)的“熱橋”，增加建筑的有效空間，消除冷凝，提高居住的舒適度。因此，保溫技術(shù)是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。外保溫技術(shù)適用于新建的結(jié)構(gòu)工程，也適用于舊樓改造。

目前比較成熟的外墻外保溫技術(shù)有:1）外掛式外保溫,主要采用的保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板(簡(jiǎn)稱聚苯板，EPS、ⅫS)、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優(yōu)良的物理性能和廉價(jià)的成本,已經(jīng)在節(jié)能建筑中廣泛應(yīng)用。2）聚苯板與墻體一次澆筑成型。在混凝土框、剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi)，然后澆筑混凝土,混凝土與聚苯板一次澆筑成型為復(fù)合墻體。3）聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫。該技術(shù)是將廢棄的聚苯乙烯塑料(EPS)加工破碎成為0.5mm～4mm的顆粒,作為輕集料來配制保溫砂漿。

3 完善遮陽系統(tǒng)

玻璃幕墻是現(xiàn)代高層建筑較多采用的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位，單層玻璃幕墻的能耗約占整個(gè)建筑能耗的40%左右。雖然減少窗墻比是外墻節(jié)能的首要因素，但由于建筑造型的要求，建筑師往往在調(diào)整外墻開窗比例時(shí)受到相當(dāng)多的制約。因此，采取完善的遮陽系統(tǒng)，防止直射陽光的不利影響，將會(huì)大大降低建筑能耗。

目前市場(chǎng)上可供選擇的遮陽系統(tǒng),根據(jù)遮陽原理的不同，可分為選擇性透光和遮擋式兩種。

3.1 選擇性透光遮陽

選擇性透光遮陽就是利用某些特殊材料對(duì)陽光具有選擇性吸收、反射(折射)和透射的特性來達(dá)到控制太陽輻射的一種遮陽方式,一般采用光物理特性玻璃或在普通玻璃上粘貼節(jié)能薄膜作為外門窗的遮陽措施，如熱反射玻璃、低輻射玻璃、陽光控制膜等。

3.2 遮擋式遮陽

遮擋式是直接阻擋陽光進(jìn)入室內(nèi)的遮陽方式,也是目前較為常見的一種遮陽方式，有內(nèi)遮陽和外遮陽兩種類型。

內(nèi)遮陽的應(yīng)用極其普遍,無論是布簾還是由生產(chǎn)商提供的遮陽成品:如百葉簾、卷簾、竹簾等，用戶可選擇的式樣很多，但是內(nèi)遮陽的隔熱效果不如外遮陽。

外遮陽設(shè)計(jì),在過去往往是一片片固定裝配在外墻上的水平、垂直、傾斜的混凝土板或者金屬板。隨著成套遮陽產(chǎn)品的發(fā)展，外遮陽設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)化、品種也更加多樣。目前市場(chǎng)上主要有1）安裝在窗戶外側(cè)的遮陽百葉，不僅在夏季遮陽，在冬季還對(duì)窗戶起到防護(hù)作用，避免寒風(fēng)侵襲；2）安裝在窗戶或其他建筑構(gòu)件上方的遮陽篷,如今專業(yè)生產(chǎn)的遮陽篷一般都能調(diào)節(jié)傾斜角度，以遮擋不同高度角的陽光，可以勝任任何朝向的遮陽；3）遮陽紗幕，遮陽紗幕與普通的遮陽篷相比，尤其對(duì)東西向的窗戶來說遮陽更有效。

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