談建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能

劉嶸

(山西建工設(shè)計(jì)院，山西太原 030002)

1 建筑節(jié)能

隨著哥本哈根世界氣候大會(huì)的召開(kāi)，全球氣溫上升氣候變暖引起全世界人民的關(guān)注，由此造成干旱和水災(zāi)、海水水位增高、惡劣天氣、冰雪減少一系列影響，再有煤炭、石油及天然氣等不可再生能源儲(chǔ)備量已逐年減少，而我國(guó)又是能耗大國(guó)，節(jié)能減排是基本國(guó)策，人們已經(jīng)開(kāi)始控制溫室氣體的排放，以盡量延緩全球變暖效應(yīng)。我國(guó)建筑能耗約占總能耗的1/3，無(wú)論從建筑本體圍護(hù)結(jié)構(gòu)還是建筑系統(tǒng)采暖空調(diào)系統(tǒng)來(lái)衡量，均屬于高耗能建筑，而能源資源相對(duì)匱乏，建筑能耗卻迅速增長(zhǎng)，所以提高能源使用效率，就能夠大大緩解國(guó)家能源緊缺狀況，利用可再生能源。建筑節(jié)能是減排溫室氣體、抵御太陽(yáng)輻射、控制溫度變化的重要措施。

2 建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能及新型材料的利用

1)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗占建筑能耗的3/4，所以首先要從這些圍護(hù)組件下工夫。建筑的外圍護(hù)有屋面、外墻、門窗、玻璃幕墻等，而外墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，是主要的節(jié)能對(duì)象，現(xiàn)采用的比較成熟的外墻節(jié)能有外墻外保溫，此做法工藝合理，技術(shù)含量高，避免了風(fēng)吹、日曬、雨淋、冰雪的侵蝕，有效的延長(zhǎng)了建筑物的壽命，南北方地區(qū)都適合，隨著節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，節(jié)能效果會(huì)不斷的提高;外墻內(nèi)保溫，此做法缺點(diǎn)比較多，不僅占用空間，傳熱系數(shù)高造成保溫隔熱性能差，容易形成冷橋，而且不利于室內(nèi)裝修，現(xiàn)在很少采用;外掛板外墻外保溫系統(tǒng)、擠塑聚苯乙烯保溫板與外墻裝飾掛板相結(jié)合，這種做法保溫性好，適合各種氣候條件，適用范圍廣，而泡沫聚苯材料是可燃有機(jī)保溫材料，存在較高的火災(zāi)危險(xiǎn)性，蔓延速度快，給建筑物內(nèi)的生命和財(cái)產(chǎn)造成安全隱患，在設(shè)計(jì)中需采取一定的防火措施;墻體隔熱保溫的涂料，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光的輻射和反射進(jìn)行隔熱，而酚醛泡沫保溫板是一種新型不燃、防火低煙保溫材料，它最突出的特點(diǎn)是不燃、抗高溫。保留了原有材料質(zhì)輕、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，使泡沫塑料型保溫材料原有的易燃、遇熱變形等缺點(diǎn)得到了改善;輕鋼框架結(jié)構(gòu)的墻面與高效保溫材料的外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)，加入了吸聲玻璃棉，使得保溫和隔聲性能很好的結(jié)合。對(duì)于那些沒(méi)有防火設(shè)施的墻體需在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置隔火帶，可采用具有A級(jí)防火保溫材料并且不低于10 mm厚的巖棉板進(jìn)行防護(hù)，在跨越防火分區(qū)的位置應(yīng)采用寬度不小于1.2 m的不燃性保溫隔熱材料分別做水平或豎向分隔。使得火焰不會(huì)燃燒到其他分區(qū)和室內(nèi)，不僅隔熱保溫也考慮到防火措施。

節(jié)能屋面現(xiàn)有倒置式屋面，兼有保溫隔熱與防水性，比普通屋面使用壽命長(zhǎng);還可采用集保溫隔熱、遮陽(yáng)、防輻射為一體的多層陽(yáng)光板;筆者認(rèn)為利用種植屋面是最好的，屋面種植一些耐寒、耐旱植物，不僅美化了環(huán)境，提高了綠化率，同時(shí)對(duì)室內(nèi)起到了隔熱降溫的作用?，F(xiàn)在的高層窗戶多為推拉窗與固定窗組合，而推拉窗的熱工性能差，使用的面積比較小，一般用于陽(yáng)臺(tái)，構(gòu)件材料多采用斷橋塑鋼來(lái)降低導(dǎo)熱系數(shù)。窗戶的重要組成玻璃，經(jīng)歷了多種的形式，中空玻璃以其良好的熱工性能和減少輻射的功能脫穎而出，對(duì)厚度或空氣層進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂苹蚋纳?，提高了窗戶的保溫隔熱性能。使用暖邊技術(shù)盡可能最大限度上消除中空玻璃邊緣處的冷凝現(xiàn)象。現(xiàn)南方很多地方還通過(guò)調(diào)整窗墻比來(lái)節(jié)能保溫。玻璃幕墻由于其室內(nèi)采光充足、外立面效果富有現(xiàn)代感，裝飾定位高，而被大型公共建筑和高層建筑中廣泛采用，但缺點(diǎn)是耗能大、有一定程度的光污染，比較先進(jìn)的利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制的智能幕墻，可根據(jù)室內(nèi)光線、空氣質(zhì)量、溫度的高低來(lái)調(diào)節(jié)以達(dá)到節(jié)能的效果，這樣玻璃幕墻就能自由呼吸了。

我們還在進(jìn)行新型建筑節(jié)能材料的創(chuàng)新和研究，不僅要隔熱保溫、降低能耗，環(huán)保型綠色節(jié)能建筑，還要節(jié)約資源，在制造材料的工藝上充分利用多種資源。例如：聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織國(guó)際太陽(yáng)能中心喜文華提出南墻計(jì)劃，利用南墻太陽(yáng)能采暖，在南墻上鑲嵌太陽(yáng)能集熱器、太陽(yáng)能集熱器構(gòu)件，冬季集熱氣吸收太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為熱能提高室溫，夏季屏蔽太陽(yáng)直射的熱，達(dá)到降溫的效果。再如中國(guó)臺(tái)灣最年輕的環(huán)保建筑師、建筑博士黃謙智先生設(shè)計(jì)的臺(tái)北花卉博覽會(huì)流行館，建筑結(jié)構(gòu)主體采用竹編材料，用30萬(wàn)個(gè)六角形寶特磚，其特殊的PET材質(zhì)使自然光照入室內(nèi)，既減少了用電量，又達(dá)到節(jié)能減碳的效果。同時(shí)這座“零碳排放”流行館還向世界展示了綠色、減排、利用再生能源的環(huán)保設(shè)計(jì)理念。再有海南屬于亞熱帶氣候，由于特殊的地理位置，夏熱冬暖，某小區(qū)地址選在湖泊旁，充分利用了自然環(huán)境，使得室內(nèi)溫度比周邊的建筑室內(nèi)溫度低2℃～3℃，創(chuàng)造了良好的建筑室內(nèi)微氣候。

2)建筑采暖。建筑物耗熱量指標(biāo)和采暖耗煤量指標(biāo)是評(píng)價(jià)建筑物能耗水平的兩個(gè)重要指標(biāo)。我國(guó)南方與北方各有所不同，北方冬季采暖主要能耗為煤炭，輔助采暖為電力，到了采暖期空氣中排出大量的二氧化碳與二氧化硫，而南方夏熱冬暖，炎熱的時(shí)間比較長(zhǎng)，空調(diào)使用期限長(zhǎng)，那么如何提高建筑對(duì)能源的利用效率，冬季減少室內(nèi)的熱量向外散失，夏季減少室外熱量向內(nèi)侵入，改善建筑的冷熱消耗，更加合理地利用自然能源，同時(shí)降低外界熱環(huán)境的影響，人類通過(guò)很多的試驗(yàn)和實(shí)踐，有了一定的成果。例如：北方冬季利用陽(yáng)光來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，向陽(yáng)的窗戶可采用大面積的玻璃窗，安裝百葉窗，根據(jù)陽(yáng)光攝入量調(diào)節(jié)百葉窗，控制冷空氣進(jìn)入，最大限度的保持室內(nèi)溫度同時(shí)減少采暖達(dá)到節(jié)能的效果。還有可在窗外種植爬藤類(爬山虎、喇叭花等)植物，茂盛碧綠的爬滿外墻和窗戶，不僅美化了環(huán)境而且調(diào)節(jié)了室內(nèi)空氣，既可采光又可遮陽(yáng)，使之溫馨而舒適。

3 建筑節(jié)能措施

公共建筑節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)頒布規(guī)定，圍護(hù)結(jié)構(gòu)分擔(dān)節(jié)能率約13%～25%。從我們建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，關(guān)注建筑節(jié)能，并采取一定的措施是控制能耗的主要途徑之一。人們逐漸研究發(fā)現(xiàn)利用自然環(huán)境來(lái)改善對(duì)采暖及空調(diào)設(shè)備的依賴，屋頂綠化、建筑節(jié)能材料的充分利用、采用先進(jìn)設(shè)備的中央空調(diào)系統(tǒng)，提升熱水器的能效、雨水的回收利用、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等技術(shù)，來(lái)遏制氣候變暖。節(jié)約能源，使建筑物提高保溫隔熱性能，減少采暖、制冷、照明的能耗。建筑材料上高層外墻可優(yōu)先選用以礦(巖)棉、膨脹?；⒅?、泡沫玻璃、玻璃棉、節(jié)能裝飾玻璃、保溫系統(tǒng)為代表的無(wú)機(jī)保溫材料外保溫系統(tǒng)，保溫材料采用不燃性或難燃性材料，消除火災(zāi)隱患，從根本上減少火災(zāi)的概率。我國(guó)現(xiàn)對(duì)建筑節(jié)能越來(lái)越重視，出臺(tái)了相關(guān)的政策、法規(guī)，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、材料等入手，制定出了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，借鑒先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)，例如美國(guó)政府為低收入家庭免費(fèi)進(jìn)行節(jié)能改造，日本住宅采用隔熱構(gòu)造的補(bǔ)貼貸款制度，采用太陽(yáng)能熱水器、節(jié)能型供水設(shè)備等措施，已取得了一定的成效。我們現(xiàn)在所面臨的任務(wù)是新建筑要按照現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行建設(shè)與管理，對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造。相信在國(guó)家節(jié)能政策、法律、法規(guī)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)下，積極研究、發(fā)展、推廣應(yīng)用節(jié)能新技術(shù)，我們的建筑節(jié)能工作一定能上一個(gè)新的臺(tái)階。

［1］ JGJ 26-2010，嚴(yán)寒和嚴(yán)寒地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］ JGJ 75-2003，夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］.