建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)常用節(jié)能技術(shù)措施

王新花

1 外墻體節(jié)能技術(shù)

提高墻體熱工性能的有效途徑之一是采用結(jié)構(gòu)材料與高效保溫材料結(jié)合而成的復(fù)合墻體?，F(xiàn)將常見(jiàn)的幾種復(fù)合墻體介紹如下[1]。

1.1 外保溫

外保溫是將外保溫隔熱材料置于外墻外側(cè)，使建筑外墻達(dá)到保溫效果的一種保溫形式。最早的外墻外保溫系統(tǒng)起源于20世紀(jì)40年代的瑞典和德國(guó)，而實(shí)際的外保溫工程在歐洲已有35年以上的歷史。目前，外墻外保溫系統(tǒng)依然是歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)占有率很高的一種建筑節(jié)能技術(shù)，也是目前我國(guó)大力推廣的保溫技術(shù)。外保溫有其明顯的優(yōu)點(diǎn):

1)外保溫適用范圍廣，不僅適用于新建工程，也適用于舊樓改造;2)外保溫有效的減少了建筑結(jié)構(gòu)(混凝土梁、柱等部位)的熱橋;3)保溫層不占用室內(nèi)使用面積，不影響室內(nèi)裝修;4)外保溫技術(shù)含量高，技術(shù)更合理，消除了冷凝，防止墻體表面結(jié)露;5)外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè)，從而使主體結(jié)構(gòu)所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，因此能延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命。

1.2 內(nèi)保溫

外墻內(nèi)保溫是將保溫隔熱系統(tǒng)置于外墻內(nèi)側(cè)，使建筑物外墻達(dá)到保溫效果的一種保溫形式。在20世紀(jì)90年代開(kāi)始，在我國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展的起步階段，尤其在我國(guó)北方地區(qū)，內(nèi)保溫和夾芯保溫技術(shù)曾經(jīng)被廣泛使用。內(nèi)保溫的優(yōu)點(diǎn):1)施工方便，內(nèi)保溫材料被樓板所分隔，僅在一個(gè)層高范圍內(nèi)施工，不需搭腳手架。2)由于這種節(jié)能墻體的外側(cè)結(jié)構(gòu)層密度大、蓄熱能力強(qiáng)，因此采用這種墻體時(shí)室溫波動(dòng)相對(duì)較大，供暖時(shí)升溫快，不供暖時(shí)降溫也快。當(dāng)然，內(nèi)保溫缺點(diǎn)也十分明顯:1)內(nèi)保溫技術(shù)無(wú)法消除圈梁、樓板、構(gòu)造柱等引起的冷熱橋效應(yīng)，熱損失較大。同時(shí)設(shè)計(jì)中還要注意采取措施(如設(shè)置空氣、隔氣層)，避免由于室內(nèi)水蒸氣向外滲透，在墻體內(nèi)產(chǎn)生結(jié)露而降低保溫隔熱層的熱工性能。2)由于這種節(jié)能墻體的絕熱層設(shè)在內(nèi)側(cè)，會(huì)占據(jù)一定的使用面積，若用于舊住房節(jié)能改造，在施工時(shí)會(huì)影響室內(nèi)住戶的正常生活。3)內(nèi)墻懸掛和固定物件等容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。

1.3 夾芯保溫

它是將保溫材料置于同一外墻的內(nèi)、外側(cè)墻片之間(外墻為雙層墻)，這種保溫方式會(huì)使外墻厚度增加很多，但外墻兩側(cè)均為重質(zhì)堅(jiān)硬材料，對(duì)公共建筑有一定適用性。優(yōu)點(diǎn):1)傳統(tǒng)材料的防水，耐候等性能良好，對(duì)內(nèi)側(cè)墻面和保溫材料形成有效的保護(hù)。對(duì)保溫材料的選材要求不高，聚苯乙烯、玻璃棉、巖棉等各種材料均可使用。2)對(duì)施工季節(jié)和施工條件的要求不十分高，不影響冬期施工。近年來(lái)，在嚴(yán)寒地區(qū)得到了一定的應(yīng)用。缺點(diǎn):由于在非嚴(yán)寒地區(qū)，此類(lèi)墻體與傳統(tǒng)墻體相比尚偏厚，且內(nèi)、外保溫墻片之間需有連接件連接，構(gòu)造較傳統(tǒng)墻體復(fù)雜以及地震區(qū)建筑中圈梁和構(gòu)造柱的設(shè)置，不可避免地存在冷熱橋效應(yīng)，因此保溫材料的效率仍然得不到充分的發(fā)揮。

1.4 外墻自保溫

能滿足外墻自保溫要求的墻體材料有蒸壓加氣混凝土制品(砌塊和外墻板)以及其他能滿足外墻平均傳熱系數(shù)(K)和熱惰性指標(biāo)(D)要求的輕質(zhì)混凝土制品或復(fù)合制品。適用于有節(jié)能設(shè)計(jì)要求的多層外墻，尤其適用于別墅建筑。當(dāng)所設(shè)計(jì)的建筑為多層建筑，且建筑物外墻砌體面積較大時(shí)，才適宜考慮選用加氣混凝土制品用于外墻自保溫。

2 屋面節(jié)能技術(shù)

2.1 倒置式屋面

即采用保溫層在防水層之上的做法，一般采用“找坡層—找平層—防水層—結(jié)合層—保溫層—隔離層(可選)—保護(hù)層”的做法。保溫層常用的保溫材料有高密度膨脹聚苯板、擠塑聚苯板、聚氨酯泡沫塑料等。倒置式屋面的做法可避免防水層產(chǎn)生由溫度變化引起的早期破壞以及卷材防水層的鼓包現(xiàn)象、延長(zhǎng)防水層的使用年限，并可充分發(fā)揮保溫隔熱層的節(jié)能作用，目前在各類(lèi)建筑屋面上會(huì)優(yōu)先考慮應(yīng)用。選用倒置式屋面的保溫材料時(shí)，保溫材料本身除有較小的吸水率外，還要具有一定的壓縮強(qiáng)度。國(guó)外典型的倒置式屋面較多采用擠塑聚苯板(XPS)作為保溫材料。

2.2 正置式屋面

與倒置式屋面比較，其保溫層與防水層的順序相反。由于防水層直接與環(huán)境接觸，在晝夜溫差及室外溫度的變化下防水層表面易產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，經(jīng)過(guò)幾個(gè)交替循環(huán)后油氈表面延性降低，變脆、變硬、產(chǎn)生裂縫，致使防水層在短期內(nèi)受到破壞。過(guò)去的正置式屋面多采用膨脹珍珠巖作為保溫材料，膨脹珍珠巖具有很強(qiáng)的吸濕性，吸濕后在高溫下產(chǎn)生濕氣，易在防水層內(nèi)側(cè)外鼓形成氣泡，而膨脹珍珠巖則因吸濕其保溫效果大大降低。故盡量在全年和全天溫度變化小的地區(qū)選用此類(lèi)屋面。還應(yīng)當(dāng)盡量選用膨脹聚苯板(EPS)、擠塑聚苯板(XPS)等吸水率較小的保溫產(chǎn)品。

2.3 整體現(xiàn)場(chǎng)噴涂保溫屋面

此類(lèi)屋面具有施工快，保溫防水一次解決等特點(diǎn)，使用聚氨酯為噴涂材料時(shí)，其外表面就設(shè)置保護(hù)層，可使用細(xì)石混凝土，或防輻射涂層保護(hù)層防止聚氨酯老化。整體現(xiàn)場(chǎng)噴涂保溫屋面較宜用于屋面平面較為規(guī)整，且找坡坡度較為平緩的工程。聚氨酯或其他保溫材料的噴涂厚度除應(yīng)按相應(yīng)保溫要求確定外，也應(yīng)當(dāng)考慮建筑屋面防水要求。

2.4 架空隔熱屋面

架空隔熱屋面主要用于提高屋面系統(tǒng)的夏季隔熱的功能，避免建筑內(nèi)表面溫度偏高過(guò)于劇烈，一般多應(yīng)用于廠房或倉(cāng)庫(kù)等工業(yè)建筑平屋面。

3 遮陽(yáng)技術(shù)

3.1 窗戶的遮陽(yáng)

窗戶的遮陽(yáng)又可分為內(nèi)遮陽(yáng)和外遮陽(yáng)。采用在窗的內(nèi)側(cè)懸掛窗簾等內(nèi)遮陽(yáng)方式可以防止太陽(yáng)的輻射，但只是把太陽(yáng)輻射熱量轉(zhuǎn)換為其他形式的熱量，仍然散發(fā)到室內(nèi)，對(duì)降低空調(diào)能耗的作用影響不大。窗戶外遮陽(yáng)可以有效的將太陽(yáng)輻射阻擋在室外，從而也就不會(huì)構(gòu)成室內(nèi)得熱。窗戶外遮陽(yáng)的基本形式可分為四種:水平式、綜合式、垂直式、擋板式。

3.2 墻體遮陽(yáng)

外墻遮陽(yáng)的目的是防止夏季太陽(yáng)直接照射在外墻表面，使外墻表面溫度升高，增加向室內(nèi)的傳熱量。西向外墻在日照下有時(shí)表面溫度可超過(guò)50℃，導(dǎo)致室內(nèi)炎熱。

4 玻璃節(jié)能技術(shù)

外窗是建筑能耗比例較大的構(gòu)件，除了前面所提到的遮陽(yáng)措施以外，提高玻璃的隔熱品質(zhì)有助于明顯降低能耗。有關(guān)資料的數(shù)據(jù)表明，門(mén)窗的能耗約為墻體的 4倍、屋面的5倍，約占建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)總能耗的40%～50%，夏季因太陽(yáng)輻射熱透過(guò)單玻窗射入室內(nèi)而消耗的冷量約占空調(diào)負(fù)荷的20%～30%[3]。影響玻璃熱工性能的4個(gè)比較重要的參數(shù)為:1)玻璃的傳熱系數(shù)K值。2)遮陽(yáng)系數(shù) Sc。3)可見(jiàn)光透過(guò)率 VLT。4)太陽(yáng)得熱系數(shù) SHGC。

總的來(lái)看，我國(guó)建筑門(mén)窗用節(jié)能玻璃的使用率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距，如美國(guó)在20世紀(jì)80年代，中空玻璃在全部住宅中的使用量約占85%，到 20世紀(jì)90年代已達(dá)到90%;在原西德，80年代就達(dá)到85%[3]。至今我國(guó)節(jié)能玻璃的使用量都非常的小。

[1] 上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司.建筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)與產(chǎn)品——設(shè)計(jì)選用指南[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

[2] 韋延年.夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫指標(biāo)的確定方法[J].四川建筑科學(xué)研究，2002，28(1):71-73.

[3] 付祥釗.夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[4] 王 輝.住宅建筑外墻節(jié)能技術(shù)探討[J].山西建筑，2009，35(2):240-241.