淺談建筑圍護結(jié)構(gòu)

胡勇

（南京回歸建筑環(huán)境設(shè)計研究院有限公司 江蘇南京 210000）

摘 要：本文將主要通過針對建筑設(shè)計和圍護結(jié)構(gòu)能耗分析，從外墻體結(jié)構(gòu)、門窗結(jié)構(gòu)、屋頂?shù)葞追矫嫒胧址治龉?jié)能設(shè)計的主要策略，并且結(jié)合一些具體實例來加以說明節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用，對建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計進(jìn)行進(jìn)一步地探討，努力推廣我國建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計 圍護結(jié)構(gòu) 節(jié)能設(shè)計

隨著社會的不斷發(fā)展，當(dāng)今世界所面臨的能源短缺問題日益顯著，許多國家都將能源節(jié)約問題作為重點關(guān)注問題，我國也已將節(jié)約能源作為一項基本國策來對待，特別是近些年來房屋建筑的大量開展趨勢，建筑節(jié)能同樣是節(jié)約能源的主要內(nèi)容之一。作為房屋建筑設(shè)計人員，深入開展節(jié)能設(shè)計是我們的基本責(zé)任和義務(wù)。房屋建筑作為隔離自然界各種因素影響的人為產(chǎn)物，作用是為人類創(chuàng)造出良好的室內(nèi)條件。隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的提高，人們過分地依賴人工設(shè)備技術(shù)力量來得到更佳的舒適度，但是卻導(dǎo)致了高能耗和破壞生態(tài)平衡的現(xiàn)象。我國本是人均能源短缺的國家，但建筑能耗卻是同等條件下發(fā)達(dá)國家的2至3倍。我們需要在進(jìn)行建筑設(shè)計時充分考慮節(jié)能因素，充分挖掘建筑節(jié)能的潛力。

1.墻體的節(jié)能設(shè)計

墻體作為建筑圍護結(jié)構(gòu)的主體，在外部所占比例最大，主要起到承重、隔熱保溫、防水防潮的作用，建筑節(jié)能中很大部分都是通過建筑圍護結(jié)構(gòu)中墻體的保溫隔熱性能來實現(xiàn)的。我國以往使用的主要墻體材料為實心粘土磚類，并采用增加墻體厚度的方式來滿足對于隔熱要求，這對于土地資源和能源來說是一種嚴(yán)重的浪費現(xiàn)象。在現(xiàn)階段常用的建筑墻體保溫材料大多為合成材料，主要包括四種體系：聚苯板、聚氨酯、保溫砂漿和墻體自保溫。它們各有不同特點：目前聚苯板和保溫砂漿的使用率比較高，但保溫性能相對來說較差，同時聚苯板的施工工藝比較繁瑣；聚氨酯的保溫性能雖然較好，然而傳統(tǒng)的聚氨酯硬泡板材適用范圍并不廣泛。墻體的保溫可以分為外保溫和內(nèi)保溫兩種方式，由于墻體外保溫可避免主體結(jié)構(gòu)直接產(chǎn)生大的溫差變化，從而可以減少相應(yīng)的熱應(yīng)力，延長建筑壽命，并且內(nèi)保溫方式容易導(dǎo)致墻體表面潮濕、結(jié)露、發(fā)霉、淌水等問題，所以外保溫相對于內(nèi)保溫具有明顯的優(yōu)越性。目前建筑領(lǐng)域主要提倡使用外隔熱保溫技術(shù)與復(fù)合墻體自保溫系統(tǒng)的結(jié)合。復(fù)合墻體自保溫系統(tǒng)主要原理是采用磚或鋼筋作為承重墻，同時與聚苯板、礦棉、膨脹珍珠巖、加氣砼等絕緣保溫材料復(fù)合使用，達(dá)到改善墻體保溫隔熱性能的作用。

2.門窗結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計

隨著建筑形式向現(xiàn)代化發(fā)展，圍護結(jié)構(gòu)中采用透明的圍護構(gòu)件例如外墻玻璃幕等的比例越來越高，以便獲得更好的采光、通風(fēng)和視野范圍。在建筑能耗中由于玻璃門窗造成的能耗占到了建筑總能耗的大約40%，是外圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的薄弱環(huán)節(jié)，這是由于透明的窗體圍護結(jié)構(gòu)有著輕薄的特點，保溫隔熱性能較差造成的。

2.1使用保溫性能良好的玻璃

普通的透明玻璃厚度為3mm，對太陽輻射能的透過率可達(dá)到85%以上，這意味著晴天來自室外的大部分輻射能量可以傳入室內(nèi)，但在夜晚或陰雨天氣室內(nèi)的物體熱輻射能量的90%左右將通過其散失出去，并不能有效地阻擋室內(nèi)熱量向室外的散失。為減小室內(nèi)熱量的散失，目前大多數(shù)建筑的外窗體安裝的是能起到良好的節(jié)能效果的中空玻璃。由于中空玻璃中填充的是氬氣、氪氣和氙氣這類不活潑的惰性氣體，所以可以更有效的防止熱量流失從而達(dá)到節(jié)能的效果。

2.2采用熱導(dǎo)率低、密閉性好的窗體型材

金屬雖然堅固但熱導(dǎo)率比較高，已經(jīng)不太適于作為窗體型材，合成材料中的聚氯乙烯導(dǎo)熱系數(shù)僅為鋼材的1/350，鋁材的1/1250左右。而且聚氯乙烯材料的密封性非常好。采用塑窗框扇結(jié)合的搭接或嵌接結(jié)構(gòu)，在接合處使用彈性密封條，這種做法在節(jié)能的同時還可以起到良好的防水、防塵效果。在節(jié)能設(shè)計中注意加強窗體與墻體之間、框扇之間的接縫氣密性設(shè)計也是十分重要的細(xì)節(jié)。除了選用節(jié)能良好的窗體、窗框外，增加玻璃窗的遮陽設(shè)計同樣可以起到隔熱的效果，例如在多層玻璃間使用百葉或格柵、設(shè)立水平式垂直式外遮陽手段、采用退凹式開窗設(shè)計等方法，都可以提高窗體的遮陽隔熱效果。

3.屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計

3.1構(gòu)造保溫隔熱層

保溫隔熱層的作用是通過提高屋頂圍護結(jié)構(gòu)本身的熱惰性來提高建筑的隔熱能力，保溫層材料一般選用聚苯板或再生聚苯板。設(shè)計有隔熱層的通屋頂具有較好的隔熱性能，根據(jù)統(tǒng)計比無隔熱層屋頂表面溫度低7℃左右。另外，在屋頂上開通風(fēng)屋脊或在通風(fēng)平屋頂上設(shè)置一定高度的通風(fēng)帽而造成進(jìn)出風(fēng)口高度差，也可以起到類似的作用。

3.2植被屋頂

開辟屋頂花園，種植花卉美化環(huán)境的同時，還可以利于屋頂?shù)谋馗魺帷Ｖ脖晃蓓斒侵冈阡摻铐盼菝姘迳箱伾弦欢ê穸鹊耐寥婪N植植被，利用植物的蒸騰作用光合作用以及一定的遮擋作用，來減少太陽輻射對建筑的影響。于此同時土壤層同樣能保持一定水份，擁有一定的蓄熱能力。在使用該方法時應(yīng)當(dāng)注意屋頂?shù)耐寥缹硬荒芴?，減少屋頂?shù)某兄亍?/p>

3.3蓄水屋面

我們都知道水的比熱容較大，正是利用該特性可以在平坦的屋頂上存儲高度為3-5cm左右的水層，能起到很好的隔熱效果，這種方法的優(yōu)勢是不論在氣候干燥還是濕熱的地區(qū)都有顯著效果。另外需要注意蓄水高度應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，考慮到降水以及蒸發(fā)，其實保持在合適的高度。

4.小結(jié)

能源問題直接關(guān)系到我國的環(huán)境資源和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建筑節(jié)能作為建筑行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)，已成為國內(nèi)外建筑行業(yè)共同廣泛關(guān)注的研究課題，推廣使用節(jié)能建筑材料可以產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益和社會效益。因此建筑設(shè)計人員需要站在可持續(xù)發(fā)展的高度上進(jìn)行建筑的設(shè)計工作，以節(jié)約能源作為考慮的重點。當(dāng)然建筑節(jié)能設(shè)計作為一個系統(tǒng)工程涉及到了方方面面的許多細(xì)節(jié)問題，每一個細(xì)節(jié)的改善都可能帶來顯著的效果，也就是說需要各個專業(yè)、不同職責(zé)的工作人員互相支持、共同配合才能創(chuàng)作出既節(jié)能又宜居的優(yōu)秀建筑。先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)所帶來的節(jié)能設(shè)計不僅能夠使建筑本身具有良好的節(jié)能效果，還同時能大大降低設(shè)備的使用能耗，從而達(dá)到一舉兩得的節(jié)能作用。節(jié)能設(shè)計可以降低建筑的綜合造價，經(jīng)濟效益相當(dāng)可觀。采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)方法可以相對減少很多能源消耗，使有限的能源需求得到更加舒適的回報。

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