民用建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計中的問題分析

張洋

摘要：以建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計作為研究對象，首先指出了圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的基本要求和原則，然后又具體從外墻保溫、屋面保溫以及門窗保溫、熱橋保溫等方面探討了如何運用圍護結(jié)構(gòu)提升節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：民用建筑節(jié)能;圍護結(jié)構(gòu);優(yōu)化運用

為了響應(yīng)我國節(jié)能減排的相關(guān)要求，從20世紀80年代至今，建筑節(jié)能設(shè)計逐步得到推廣及普及，建筑圍護結(jié)構(gòu)作為建筑的“外衣”，對建筑能耗影響巨大。在建筑節(jié)能設(shè)計中，圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計成為重要手段。為了更好地提升圍護結(jié)構(gòu)在建筑節(jié)能中的作用，除了要重點做好相關(guān)圍護結(jié)構(gòu)保溫材料的選擇外，還需充分考慮到圍護結(jié)構(gòu)的整體性和綜合性，避免因某一環(huán)的薄弱帶來突出的能耗損失問題。

1.低能耗建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)置要求

1.1節(jié)能降耗

建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的最終目的就是節(jié)能降耗。針對建筑中的所有圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)該進行深入全面分析，把握圍護結(jié)構(gòu)各部位和建筑能耗的關(guān)聯(lián)，以便圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計有針對性并發(fā)揮最大效果。當(dāng)圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計還需充分考慮到以往建筑物在使用過程中存在的明顯節(jié)能問題和痛點，將這些問題和缺陷作為重要關(guān)注點，同時探求利用新型保溫材料和構(gòu)造，實現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)，有效降低建筑物在服役期內(nèi)的能耗使用，同時提高使用舒適度。

1.2堅固安全

建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計必須考慮自身的堅固性和可靠性，確保所有圍護結(jié)構(gòu)保溫材料可在后續(xù)建筑物長期應(yīng)用中具備穩(wěn)定的服務(wù)價值。圍護結(jié)構(gòu)處于建筑物外側(cè)，面臨著較為繁雜的侵害因素，無論是惡劣天氣帶來的侵蝕影響，還是可能存在的人為因素影響，都可能導(dǎo)致圍護結(jié)構(gòu)受損嚴重。一旦圍護結(jié)構(gòu)受損，不僅難以保證節(jié)能效果，往往還會帶來嚴重的安全隱患，如近年來頻頻發(fā)生的外墻外保溫板脫落、保溫材料著火等事件。因此，建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計須滿足堅固安全的要求，要在保證安全的前提下實現(xiàn)節(jié)能增效。

1.3綜合適宜

建筑節(jié)能的實現(xiàn)包括設(shè)計和施工、墻體材料、門窗系統(tǒng)、空氣交換、建筑密封、可再生能源利用等多個因素。建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計要綜合考慮各個因素，用綜合集成的思路指導(dǎo)設(shè)計，以項目自身的特點為出發(fā)點，整體考慮如何降低建筑能耗。整個圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計要有針對性，要避免短板，也要避免過于拔高局部保溫性能。同時，良好的施工是節(jié)能設(shè)計能正常發(fā)揮節(jié)能效果的關(guān)鍵，設(shè)計時也要充分考慮施工因素。

2.民用建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計中應(yīng)該注意的問題

2.1建筑體形的確定

表面凹凸過多會增大建筑外表面與室外空氣直接接觸的表面積，增大體形系數(shù)，增大建筑能耗，對建筑節(jié)能十分不利。設(shè)計中應(yīng)盡量選擇簡潔規(guī)整凹凸變化小的建筑外形，減少錯層、懸挑、架空結(jié)構(gòu)，注意控制建筑外形尺寸比例，避免高寬比、長細比過大增大建筑體形系數(shù)。

2.2建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能方案的選擇

建筑外墻保溫分為外保溫、內(nèi)保溫、復(fù)合保溫三種。鑒于現(xiàn)階段建筑保溫材料、施工技術(shù)、建筑功能要求、后期維護及投資費用等多方面因素綜合考慮，一般優(yōu)先選用外墻外保溫系統(tǒng)。對于屋面，一般選用屋面板板頂保溫系統(tǒng)。有特殊要求的建筑、特殊要求的房間或房間的特殊部位可選用內(nèi)保溫或復(fù)合保溫系統(tǒng)。

2.3保溫材料的選擇

選擇保溫材料應(yīng)綜合考慮各種因素。材料的保溫性能、燃燒性能、物理性能應(yīng)滿足設(shè)計要求，除此之外，當(dāng)?shù)厥┕に?、供材能力、材料價格也是必須考慮的因素。材料必須滿足現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》要求，同時應(yīng)為后期運行維護管理提供方便?，F(xiàn)階段，保溫材料種類很多，其性能指標(biāo)各異，選擇時應(yīng)根據(jù)建筑使用性能、建筑高度、防火要求、圍護結(jié)構(gòu)性能、當(dāng)?shù)貧夂蜻m應(yīng)性、供材狀況、施工水平等因素，結(jié)合保溫材料性能指標(biāo)綜合考慮，選用性價比最高的保溫材料。

2.4按標(biāo)準要求，分朝向控制窗墻比

適當(dāng)比例的外墻門窗洞口可以自然采光、通風(fēng)、換氣，調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣，促進室內(nèi)微循環(huán)，同時外墻門窗洞口也是室內(nèi)外空氣交換的主要通道。如果門窗洞口比例過大，將會大大增加室內(nèi)外能量交換量，加大建筑能耗。即使目前保溫性能最好的窗的傳熱系數(shù)也是墻體的4倍，甚至更多，普通窗戶的傳熱系數(shù)更大，保溫性能更差。所以，在滿足室內(nèi)采光、通風(fēng)的前提下，應(yīng)盡量減少開窗面積，特別是對蓄熱不利的朝向（北向），對一些地區(qū)來說，東西向在盡量減少開窗面積的同時，還應(yīng)考慮遮陽措施。

2.5重視周邊地面（無地下室時）及采暖地下室外墻的保溫

周邊地面（無地下室時）及采暖地下室外墻與土壤或室外空氣直接接觸，而且一般接觸部位面積較大，是室內(nèi)外能量交換的重要通道。應(yīng)對建筑外墻周邊地面至少2.0m范圍內(nèi)地面采取保溫隔熱措施，加大周邊地面熱阻，減少熱量損失。對采暖地下室外墻與土壤或室外空氣直接接觸的部位應(yīng)采用導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫性能好，并且耐腐蝕的絕熱材料外貼隔熱。

2.6注重冷熱橋、變形縫、外門窗洞口周邊縫隙的處理

屋面、外墻、地下室墻體的冷熱橋部位應(yīng)設(shè)置保溫措施，使其內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)空氣露點溫度。外墻挑出陽臺、挑檐、隔板等部位都是能量傳輸敏感部位，應(yīng)加強保溫。設(shè)置變形縫的建筑，應(yīng)沿建筑外表面采用不燃保溫材料將縫隙全部封堵密實。填深不應(yīng)小于300mm，并設(shè)置防護措施進行保護，防止外力損傷及雨雪侵蝕。另外還應(yīng)特別注意保溫層接縫、轉(zhuǎn)角處的防水、防裂處理，保證節(jié)能層及其防護層連續(xù)、完整、持續(xù)有效。

2.7做好保溫材料的表面防護

保溫材料一般強度較低、耐火性能差、吸水率高，容易被損傷、被引燃或被雨雪侵蝕，失去保溫性能。應(yīng)按規(guī)范做好相應(yīng)部位防護，以保證保溫材料能夠按設(shè)計設(shè)定的有效壽命期內(nèi)發(fā)揮最大的效力。如保溫材料與空氣接觸的一側(cè)應(yīng)采用具有一定強度和防水放火性能的聚合物抗裂砂漿抹面，首層應(yīng)考慮防外力損傷，厚度不應(yīng)小于15mm，其他層不應(yīng)小于5mm，外部裝飾面層應(yīng)具有防水性能。屋面保溫層上下均應(yīng)設(shè)置保護層，防止施工及使用過程中損壞保溫層。

結(jié)語

在當(dāng)前建筑節(jié)能設(shè)計工作中，為了更好地提升節(jié)能降耗效果，注重圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計極為必要，圍護結(jié)構(gòu)的處理應(yīng)該充分考慮到外墻保溫系統(tǒng)、屋面保溫系統(tǒng)、門窗保溫系統(tǒng)和熱橋保溫優(yōu)化等方面，同時從節(jié)能設(shè)計、保溫材料及施工工藝多角度嚴格把控，以增強建筑物的整體保溫隔熱性能。

參考文獻

[1]公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準：GB50189—2015[S].

[2]王瑩珺.河北省被動式超低能耗無熱橋節(jié)能設(shè)計[J].住宅科技，2019，39（10）：41–44.