淺談建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)探析

郝飛

摘要：建筑墻體的節(jié)能性受到周邊環(huán)境、地區(qū)氣候、城市布局等多方面因素的影響。設(shè)計(jì)師應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)節(jié)能型建筑墻體的重要性，在進(jìn)行建筑墻體設(shè)計(jì)時(shí)全面分析影響建筑墻體節(jié)能性的因素，通過(guò)合理有效的設(shè)計(jì)提高建筑墻體的節(jié)能性能。保溫首先說(shuō)明了節(jié)能型建筑墻體的應(yīng)用現(xiàn)狀，然后分析了外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料，最后詳細(xì)闡述了房屋建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；墻體節(jié)能；外墻保溫；聚苯板；體形系數(shù)

中圖分類號(hào)：TU761文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、節(jié)能型建筑墻體的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著全球變暖的不斷加劇，節(jié)能技術(shù)在建筑業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，節(jié)能建筑已成為建筑業(yè)的必然發(fā)展方向。節(jié)能建筑是指，通過(guò)優(yōu)化建筑外圍結(jié)構(gòu)的熱性能，提高對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能等自然資源的利用率，從而降低建筑的能耗水平。有關(guān)調(diào)查資料顯示，建筑墻體的節(jié)能貢獻(xiàn)率為50%。此外，建筑墻體設(shè)計(jì)是室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)的重要組成部分，優(yōu)秀的建筑墻體設(shè)計(jì)能有效改善室內(nèi)環(huán)境，提升建筑舒適度。因此，在節(jié)能建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)節(jié)能型墻體的應(yīng)用，進(jìn)而提高建筑的整體節(jié)能水平，為住戶提供更優(yōu)質(zhì)的居住體驗(yàn)。

節(jié)能建筑墻體在國(guó)外已得到廣泛應(yīng)用，各項(xiàng)節(jié)能建筑技術(shù)日趨成熟。這在很大程度上推動(dòng)了我國(guó)節(jié)能建筑墻體的發(fā)展。經(jīng)過(guò)多年應(yīng)用研究與實(shí)踐，我國(guó)的墻體節(jié)能技術(shù)已初步成熟，例如對(duì)建筑墻體的材料及其朝向、體形系數(shù)等有關(guān)因素進(jìn)行改造，使墻體能夠有效利用太陽(yáng)能，提高墻體節(jié)能效果。但有些設(shè)計(jì)觀念依舊停留在原有水平，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中過(guò)于追求建筑功能和美觀程度，缺乏對(duì)建筑節(jié)能性的考慮。另外，節(jié)能墻體的制造技術(shù)也在很大程度上制約了節(jié)能建筑墻體的發(fā)展水平。

二、外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料

（一）外墻保溫技術(shù)

在建筑中，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個(gè)最重要環(huán)節(jié)，發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料則是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式。外墻內(nèi)保溫施工，是在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層。內(nèi)保溫施工速度快，操作方便靈活，可以保證施工進(jìn)度。內(nèi)保溫應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)。技術(shù)成熟，施工技術(shù)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是比較完善的。在2001 年外墻保溫施工中約有 90％以上的工程應(yīng)用內(nèi)保溫技術(shù)。

被大面積推廣的內(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)格布的做法。但內(nèi)保溫會(huì)多占用使用面積，“熱橋”問(wèn)題不易解決，容易引起開(kāi)裂，還會(huì)影響施工速度，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)。內(nèi)保溫在技術(shù)上的不合理性，決定了

其必然要被外保溫所替代。

外保溫技術(shù)及其特點(diǎn)：外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。外保溫與內(nèi)保溫相比，技術(shù)合理，有其明顯的優(yōu)越性，使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內(nèi)保溫的效果好。外保溫技術(shù)不僅適用于新建的結(jié)構(gòu)工程，也適用于舊樓改造，適用于范圍廣，技術(shù)含量高；外保溫包在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè)，能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑物的壽命；有效減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋，增加建筑的有效空間；同時(shí)消除了冷凝，提高了居住的舒適度。

（二）節(jié)能材料

目前比較成熟的外墻保溫技術(shù)主要有以下幾種。

1、外掛式外保溫

外掛的保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板(簡(jiǎn)稱聚苯板，EPS、XPS)、陶粒混凝土復(fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、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)在全世界范圍內(nèi)的外墻保溫外掛技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。

該外掛技術(shù)是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上。然后抹抗裂砂漿，壓人玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護(hù)層。最后加做裝飾面還有一種做法是用專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上，然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預(yù)先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設(shè)計(jì)的中國(guó)銀行總行辦公樓的外保溫就是采用的這種設(shè)計(jì)。

這種外掛式的外保溫安裝費(fèi)時(shí)，施工難度大。且施工占用主導(dǎo)工期，待主體驗(yàn)收完后才可以進(jìn)行施工。在進(jìn)行高層施工時(shí)，施工人員的安全不易得到保障。

2、聚苯板與墻體一次澆注成型

該技術(shù)是在混凝土框一剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi)，在即將澆注的墻體外側(cè)，然后澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型為復(fù)合墻體。該技術(shù)解決了外掛式外保溫的主要問(wèn)題，其優(yōu)勢(shì)是很明顯的。由于外墻主體與保溫層一次成活。工效提高，工期大大縮短，且施工人員的安全性得到了保證。而且在冬季施工時(shí)。聚苯板起保溫的作用，可減少外圍圍護(hù)保溫措施。但在澆注混凝土?xí)r要注意均勻、連續(xù)澆注，否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會(huì)造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)茬，影響后序施工。

三、房屋建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）墻體朝向設(shè)計(jì)

墻體朝向決定了建筑墻體的整體設(shè)計(jì)方向，是進(jìn)行節(jié)能型建筑墻體設(shè)計(jì)的主導(dǎo)因素。恰當(dāng)?shù)膲w朝向能為建筑提供優(yōu)質(zhì)的天然采光條件和通風(fēng)條件，提高自然資源利用率，從而達(dá)到降低建筑能耗的目的。在進(jìn)行墻體朝向設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮建筑的地理?xiàng)l件及其周邊環(huán)境特點(diǎn)，確定最佳的墻體朝向。正確的建筑墻體朝向應(yīng)盡量保證太陽(yáng)輻射熱水平“夏季低、冬季高”，提高太陽(yáng)能利用效率。不同朝向、不同地區(qū)、不同時(shí)間條件下，建筑物所能接受的太陽(yáng)輻射熱有明顯差異。因此，在實(shí)際墻體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件及日照規(guī)律，進(jìn)行正確的建筑墻體朝向設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，南北向或接近南北向的墻體朝向是最常用的設(shè)計(jì)方案。

（二）體形系數(shù)

體形系數(shù)是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。在實(shí)踐過(guò)程中，通常在施工圖階段才會(huì)考慮節(jié)能計(jì)算，由于體形系數(shù)過(guò)大，暴露在大氣中的表面積過(guò)多，屋面、外墻、外窗等外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能需要加大才能通過(guò)權(quán)衡計(jì)算，因此對(duì)建筑能耗有直接的影響。建筑節(jié)能應(yīng)該從源頭抓起，在設(shè)計(jì)方案時(shí)就應(yīng)該考慮到建筑朝向、間距、綠化配置及體形系數(shù)等因素對(duì)耗能的影響，充分利用風(fēng)能，盡可能地實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的“冬暖夏涼”，創(chuàng)造有利于建筑

節(jié)能的微氣候，減少空調(diào)、取暖器等電器的使用。不僅滿足功能上的要求，造型上的美觀，在為住戶提供舒適居住環(huán)境的同時(shí)，盡量降低建筑能耗，節(jié)約材料。

（三）墻體窗墻比設(shè)計(jì)

窗墻比是指建筑墻體的外窗總面積與建筑物外墻立面總面積之比。由于外窗的熱工性能相對(duì)較低，保溫效果較差，對(duì)建筑能耗具有明顯影響。我國(guó)有關(guān)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中明確提出“建筑的窗墻比S ≦0.7”的強(qiáng)制性要求，增加了墻體窗墻比設(shè)計(jì)的難度。同時(shí)，設(shè)置外窗是實(shí)現(xiàn)建筑良好的通風(fēng)及采光條件的重要途徑，因此，在墻體設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中，應(yīng)充分考慮多種影響因素，合理規(guī)劃建筑外墻上的外窗位置及面積。

例如在氣候濕潤(rùn)的江南地區(qū)，應(yīng)選擇較大的墻體窗墻比，以確保建筑在夏季具有良好的通風(fēng)條件，在冬季可接收到較多太陽(yáng)輻射，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)目的。此外，應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)太陽(yáng)高度角的變化規(guī)律，合理確定外窗位置，使外窗起到遮擋夏季陽(yáng)光、引入冬季陽(yáng)光的作用;還應(yīng)充分考慮風(fēng)向變化規(guī)律，以保證整個(gè)建筑通風(fēng)良好。這樣不僅能夠保持室內(nèi)環(huán)境的宜居性，還能取得良好的節(jié)能效果。

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