建筑圍護結構節能技術及應用

前言：本站為你精心整理了建筑圍護結構節能技術及應用范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：面對當今我國資源緊張的趨勢，在建筑方面，節能技術研究應用的重要性不言而喻。與過去相比，我國雖然在建筑圍護結構節能技術上有所進展，但是同發達國家相比，我國在建筑方面的能源損耗基數仍然較大，深化建筑節能技術研究刻不容緩。本文就建筑圍護結構節能技術及應用研究進行探討。

關鍵詞：建筑圍護結構；節能技術；應用研究

發展建筑節能技術，不僅可以緩解國家資源緊張的趨勢，同時對減少建筑方面的能源消耗，改善環境，減少污染，促進國家相關生態政策的推進具有重要的意義。建筑圍護結構的設計是當前建筑行業節能設計的重點內容，節能建筑設計理念也日益受到人民群眾的喜愛。建筑外墻、門窗和樓梯間隔墻的散熱量最大，而地面、屋頂的散熱量較小。所以說，建筑的耗能水平與外圍護結構的設計直接相關，要減少建筑耗能，就必須合理設計建筑圍護結構，使得建筑物在冬天可以減少熱量散入室外，夏天隔絕熱量進入室內，從而使室內溫度時刻處于適宜狀態，同時也減少了采暖、制冷設備的使用，實現節能的目的。

１建筑圍墻結構節能技術應用的意義

建筑工程項目中圍墻結構屬于非常重要的部分，主要涉及到外墻、門窗、屋面、地板等部分，傳統的施工工作忽視工程的節能發展，不能科學選擇各個結構的施工材料、施工工藝技術方式等，很容易因為所選擇的材料不合理出現環境污染問題和能源損耗的問題，也可能會因為施工工藝不科學導致結構的性能降低，不能滿足節能發展的基本需求。而在圍墻結構中使用節能技術的情況下，就可以詳細、仔細分析圍墻結構不同部分的實際情況，利用節能環保的方式增強原材料、工藝技術的綠色化和環保性，預防出現環境污染的問題、能源損耗的問題等，幫助企業控制成本的同時還能使得圍墻工程項目向著綠色化、環保性的方向發展，提升經濟效益水平，打造節能施工的模式，有效保護自然環境、生態環境，促使建筑工程的可持續進步與良好發展。由此可見，在建筑圍墻施工期間使用節能技術具有重要意義，應重點結合外墻結構、門窗結構、屋面結構、地板結構的特點，針對性、科學性選擇使用先進的節能技術，達到預期的節能環保施工目的。

２外墻節能技術

２．１外墻設計

在整個建筑中，外墻在圍護結構設計中占有重要地位。外墻也是整個建筑建構中散熱量最大的部位，是建筑耗能的關鍵因素。外墻的節能主要靠提高墻體的保溫隔熱性來體現，作用是減少冬季的損失和降低夏季外墻內的表面溫度。

２．２單一材料外墻和復合材料外墻

設計外墻圍護結構時，按外墻材料劃分，有兩種方式：單一材料外墻，它既具有保溫性能又可承重。加氣混凝土在設計使用過程中要注意其收縮大，吸水率高，抹灰性能差等缺點。因此，在使用加氣混凝土砌塊時，要嚴格控制產品的干縮率，以避免出現墻體裂縫；在運輸保管中要注意防水，使用過程中要合理控制含水率，含水率如果過高，會降低加氣混凝土性能。除了考慮加氣混凝土本身的性能外，還要考慮它的構造要求，因其抗壓強度較低，所以作為墻體材料時不可用作填充墻或高層建筑［１］。復合材料外墻。復合墻體比單一材料更具優越性，它更好的發揮了各種材料的長處，比單一材料外墻承重性好，且不會使墻體過厚。

２．３三種保溫墻類型

外墻按主體結構和復合材料的位置不同，又可分為內保溫墻，外保溫墻和夾心保溫墻三種：外保溫墻指的是在建筑物的表面設置保溫層，施工技術要求較高。外墻外保溫技術主要有單層墻外保溫技術體系和雙層墻外保溫技術體系。在使用過程中應注意以下問題：一是安全問題，位于主體墻，保溫層和保護層以及飾面層之間的連接要牢固，否則容易坍塌。同時要注意材料的可燃性特征，設計時要考慮防火因素。二是裂縫問題，要消除保護層和飾面層出現裂縫的情況。三是耐久性的問題，它主要是注意外墻材料的使用壽命，解決老化和耐候性不強的問題。除了上述兩種類型外，在寒冷地區還有ＥＰＳ外墻保溫技術，膠粉聚苯顆粒外墻保溫技術和擠塑聚苯板外保溫技術等。內保溫外墻。這種技術與外保溫墻技術相反，它是將保溫材料置于外墻的室內一側，主要優點在于：操作安全，施工簡單和成本低廉。同時對材料本身的防水性、耐候性要求都不高。這種技術施工時簡單，速度高，可保證短時間即可完工。主要類型有：聚合物砂漿復合聚苯保溫板，增強石膏復合聚苯保溫板，增強水泥復合聚苯保溫板等做法。雖然這種技術在我國流行甚廣，但在實踐過程中還是出現了許多問題，如，“熱橋”問題，室內容易出現發霉結露現象；“裂縫問題”，飾面層常有裂縫；第一次使用后，對以后的二次裝修和室內布置會產生影響。所以，這種技術在我國建筑節能技術的發展過程中漸漸被取代。外墻夾心保溫技術。通常是將絕熱材料設置在外墻中間，在磚砌體或者是砌塊墻體中間留出中空，把礦棉板、玻璃棉板、巖棉板充入中空，或者是填入袋裝玻璃棉、膨脹珍珠巖等。主要類型有：薄壁混凝土巖棉復合外墻板，泰柏板和鋼筋混凝土巖棉復合外墻板等等。這種技術因造價成本低，保溫效果好。寒冷地區較常用的夾心復合墻體還有：承重空心磚與聚苯板復合保溫墻體，普通混凝土小型空心砌塊與聚苯復合保溫墻體和粘土實心磚與聚苯板復合保溫墻體等。在施工過程中應注意“熱橋”現象，建筑結構壽命縮短，墻面出現裂縫等問題，同時抗震性能差，這點在地震易發區要極為注意。

３門窗節能技術

在建筑物中，除了墻體以外，門窗是散熱量最大的影響因素，熱量損失的方式主要為：對流傳遞，輻射傳遞，傳導傳遞和空氣滲漏等。門窗的節能技術研究在整個減少建筑損耗過程中同樣非常重要。影響門窗的節能效率主要有窗戶的朝向，窗戶的大小形狀和窗戶所使用的材料等幾個方面［２］。３．１窗戶朝向的設計為了獲得“冬暖夏涼”的舒適，采取南向窗的開窗方式。一般情況下都是設計東西向窗，很少見北向設窗，這是為了獲取更多的太陽能而減少熱量的損失。３．２窗墻比的設定在建筑節能設計中，要根據窗戶的熱工性能來考慮窗戶尺寸。寒冷地區北、東、西向和南墻的窗墻比應分別控制在２０％、３０％、３５％左右，Ｒ０≥０．１５６ｍ２／Ｗ，北向窗戶宜采用Ｒ０≥０．３０７ｍ２／Ｗ［４］。確定窗戶大小之后，就需要考慮窗口形狀問題。不同的形狀，對室內日照時間和面積也有一定影響。

３．３窗戶遮陽問題

窗戶遮陽設施主要是為了遮擋太陽輻射熱的目的。采取遮陽措施的房間，在夏季會減少空調的負荷。隨著全球變暖問題日趨嚴重，在建筑節能設計中，窗戶遮陽設計也越來越受到重視。遮陽設施從所選材料和制作方法上主要有以下幾類：（１）遮陽玻璃，根據玻璃的光物理特性來制作遮陽設施。目前的已經普遍使用的類型有：熱輻射玻璃。這些遮陽玻璃具有隔熱保溫效果好，外觀美觀，使用方面等特點，但是造價成本高。（２）活動遮陽，這種措施在我國寒冷地區比較常見，如，布窗簾、百葉窗、遮陽棚等，這種方式靈活簡便，成本低廉。設施材料來源廣泛，如，葦、竹子、布料都可以制作活動遮陽的工具。（３）適當增加鑲嵌部分的空間層次數量，提升所鑲嵌材料在紅外線方面的反射性能，增強熱絕緣性，確保鑲嵌的位置具備較高的保溫性能、隔熱性能，預防出現熱量散失的問題。（４）保溫隔熱處理的過程中應重點在窗框的位置進行保溫阻熱的處置，在金屬窗框相互之間鑲嵌保溫材料，盡可能減少傳熱性能，同時也可通過空腹鋼窗中所含有的空氣進行隔熱，減小窗框的傳熱效率。另外可使用塑料材質的窗框，減少通過其中的熱能消耗量，預防出現環保問題。（５）結合建筑工程項目當地區域的環境特點、氣候特點等，科學選擇玻璃材料，減小門窗傳熱的數量。（６）科學利用中空類型的玻璃材料，在隔層中設置氬氣，主要原因是氬氣化學穩定性高，不會和其他物質之間發生化學反應，密度和空氣相比重很多，不會出現流動的問題，傳熱性能較高，所以可以在中空玻璃中設置氬氣，增強節能水平。

４屋面節能技術

屋面的隔熱和保溫一般分為平屋面和坡屋面兩大部分，這兩部分一般使用實體材料保溫屋面設計來達到節能目的。根據保溫材料的位置又分為外保溫隔熱正置式屋面和外保溫隔熱倒置式屋面。一般應用較廣的是倒置式保溫屋面。這種結構構造簡單，保護防水層，壽命持久，且不用設置排氣溝和排氣管道，同時對于施工要求和施工成本要求比較低。但是這種倒置式保溫平屋面，引起壓縮強度高，吸水率小，因而有著較高的保溫材料要求。屋面部分的節能處理工作中需要遵循以下幾點要點：其一，杜絕使用導熱系數很高、并且密度很大的材料制作屋面區域的保溫層結構，應確保材料具備很低的吸水率。主要原因就是在保溫層含水量高的情況下會降低保溫效果，如若一定要使用吸水率很高的保溫層材料，就應在屋面設置排氣孔將內部的水汽排出，維持干燥的狀態；其二，在屋面的位置設置絕熱性能的材料，創建具備節能特點的復合型屋面，可使用巖棉板材料、聚苯板材料等，利用熱工計算的方式明確厚度指標，注意均勻涂抹防水材料或者設置防水卷材，預防出現滲漏水的問題；其三，可采用倒置的方式設置屋面，也就是在防水層的上部分鋪設保溫層。此類方式的優勢在于能夠增強防水效果和性能，不會出現防水層老化的現象，預防在陽光照射或是溫差過高的情況下出現防水層開裂的問題。同時在保溫層下面設置防水層還能預防出現保溫材料內部吸濕的問題，延長保溫材料的應用壽命；其四，重點在屋面使用質量符合標準的架空隔熱板，在板內填充玻璃棉材料和巖棉材料，將其與屋面相互之間的距離控制為３０ｃｍ，在架空的情況下，可以增強通風性能、散熱性能與隔熱性能；其五，設置具備反射降溫功能的屋頂結構，例如，在屋面的位置均勻涂抹顏色很淺的光滑材料，提升太陽輻射的反射性能，盡可能減少屋面內部和表面的溫度，增強隔熱降溫的有效性；其六，在屋面的位置合理種植與設置相應的植被，不僅可以美化屋頂的環境、增強城市景觀的優化性，還能起到預防污染問題和調節氣溫的重要作用，提升保溫隔熱的性能，降低建筑能源消耗量。同時還可采用蓄水屋面的形式改善節能環保的現狀，尤其是環境氣候溫度較高的區域，可以使用蓄水屋面降低溫度、增強隔熱效果，抑制太陽輻射所帶來的影響，降低高溫天氣對屋面造成的損害，快速進行屋面位置的降溫、冷卻，避免出現資源浪費問題。

５地板節能技術

地板節能一般應用在地下室，地下車庫等地下空間。通常是在一樓地下板下填充高效保溫隔熱材料來達到建筑節能的目的。如，低溫地板采暖系統，這種技術具體做法是：注入管內６０℃以下的低溫熱水加熱地板混凝土層，在地面溫度較高的情況下，室內溫度也會比較高。如地面溫度２６℃時，室內溫度可以保持１６～－２０℃這種節能技術的優點在于：使人體感到舒適同時避免室內溫度過高而導致的人頭腦混沌等情況；同時無散熱器，增加了室內空間容量，還增加了隔音效果［４］。地板是建筑工程當中關鍵性施工材料之一，而地板節能設計也是建筑設計當中一個關鍵性環節，為保證地板擁有良好的節能效果，國內很多建筑工程都配備地下室以及地下車庫等空間，這為地板保溫提供了關鍵性支持。通常情況而言在一樓地板填充高層隔熱材料，可以實現對地面完成散熱。相較于傳統采暖系統，在熱舒適方面擁有明顯提升，在國內注入低溫熱水，可以使地面溫度達到預期標準，這樣的做法可以使地板溫度明顯高于室內上部溫度，使人感到頭腦清醒，極為舒適。同時也增加了室內使用空間，室內裝修設計環節應用復合型材料，不懼腐蝕、不結垢，同時維修費用極低，地板內部增設保溫層，同時可以加設格紋處理，這些地板采暖系統可以確保地板表面溫度達到２０℃以上、２８℃以下，應用效果極佳。

６結語

目前我國在建筑節能方面的研究雖然取得較大成就，但與國外相比，還是缺乏先進的技術，在某些方面遠落后于世界上其他發達國家。但是國家已經注意到了建筑節能，尤其建筑圍護結構節能的重要性，所以這些技術的研究已經加大了投入力度，前景將會越來越好。本文以長白山酒店為例，分析了以長白山地區為代表的寒冷地區在建筑節能技術方面應用的研究，針對圍護結構節能技術，從墻體、門窗、屋面、地板等方面進行了系統的闡述，當然，我們在建筑節能的道路上還有許多困難和挫折需要克服，但只要我們努力，相信圍護結構節能技術的應用前景將更加廣闊。

參考文獻：

［１］王金奎，史慧芳．窗墻比在公共建筑節能設計中的應用［Ｊ］．低溫建筑技術，２０１０，（９）：１０２－１０３．

［２］王波，孫文遷．氣密性對建筑門窗保溫性能的影響［Ｊ］．新型建筑材料，２０１２，（３）：８３－８５．

［３］王白林．淺談倒置式屋面保溫防水施工方法［Ｊ］．陜西建筑，２０１２，（９）：２０－２２．

［４］宋鍇亮．地板采暖節能技術分析［Ｊ］．科技致富向導，２０１１，（８）：３４１．

作者:郗青偉 單位:河北省唐山市曹妃甸區住房和城鄉建設局