浅述外围护结构的建筑节能技术

周 杭，沈金权

（浙江联合建工设计研究院有限公司，浙江 绍兴 312000）

随着我国工业化和城市化的高速发展，我们对能源的需求将更加迫切，但我国是一个能源相对短缺的国家，减少能源的消耗成为国家发展的必要条件。在我国，建筑能耗占总能耗的25%左右，居各种能耗首位。我国建筑不仅耗能高，而且能源利用效率很低，建筑节能已是社会发展的必然。建筑节能设计也越来越引起我国广大建筑工作者的重视。

建筑的外围护结构是由墙体、屋面、门窗等围合起来的空间，这一空间热环境的优劣，取决于室外自然气候的优劣和围护结构的保温隔热性能的高低。我国现有居住建筑外围护结构的热工性能普遍较低，直接影响了室内热舒适度。提高建筑外围护结构的热工性能是建筑节能的最有效手段。因此，改善建筑外围护结构的热工性能，是建筑节能的首要问题。

1 墙体节能设计

墙体是建筑外围护结构的主体，通过墙体散失的热量约为总耗热量的22%，因此加强墙体围护结构的保温至关重要。外墙节能有外墙外保温系统、外墙内保温系统、外墙自保温系统3类。

1.1 外墙外保温系统

外墙外保温系统是将保温材料置于建筑物外墙的外侧，不仅适用于北方冬季需保温地区的采暖建筑，也适用于南方夏季需隔热地区的空调建筑。既适用于新建建筑，也适用于既有建筑的节能改造。具有节能效率高、保温效果明显、减少温度应力引起墙体开裂、延长使用寿命、改善居室环境、便于室内装修和翻新维护等优点，但是施工较为复杂，系统内部存在空腔。目前主要做法有外挂式外保温、聚苯板与墙体一次浇筑成型、聚苯颗粒料浆做外墙保温。

1.2 外墙内保温系统

外墙内保温就是在外墙的内侧使用苯板、保温砂浆等保温材料，从而使建筑达到保温节能的作用。具有不增加建筑面积、不影响外墙面上各类施工、施工受气候影响小等优点，但是节能效率低，热桥现象和室内结露挂霜现象严重，对减小墙体厚度无帮助。因为减少使用面积，温度应力引起墙体开裂，无法为建筑物提供有效的保护，对延长建筑物使用寿命无帮助。由于其增加了室内火患，不方便进行室内装修，不便于翻新与维护保养。由于内保温在技术上的不合理性，目前比较少做，已逐步被外保温所替代。

1.3 外墙自保温系统

外墙自保温体系可最大限度的实现建筑节能设计标准的预期目标，可实现建筑节能效果达65%以上；一般将保温材料置于结构内部，因而可保持与建筑物相同的使用寿命；其一般是工厂化生产，现场拼装，因而可保证建造施工质量；其成本较传统保温体系造价低 20%～25%；施工工艺中若将绝热材料设置在外墙中间，则有利于较好的发挥墙体本身对外界的防护作用，因而对保温材料强度要求也可相应下降。但目前自保温体系主要用于填充墙或低层建筑承重墙，其不能用于既有建筑的墙体节能改造，即使用范围受到一定限制；其与外保温对比墙体厚度较大，由于新型材料的吸水率和砂浆问题，因而其墙体粉刷层较易出现开裂现象。

2 门窗节能设计

建筑围护结构热工性能最薄弱的环节是门窗，室内热量损失中，约40%是经过门窗损失的。因此改善门窗和提高门窗的节能保温性能至关重要。

2.1 控制窗墙的比例

窗墙比例系指窗户面积与窗户面积加上外墙面积之比。一般来说，窗户的传热系数大于同朝向、同面积的外墙传热系数。因此，采暖耗能热量随着窗墙比例的增加而增加。在采光通风条件的允许下，控制窗墙比例比设置保温窗帘和窗板更加有效。

2.2 改善窗户保温效果

首先，增加窗玻璃层数，使用双层或三层窗，利用玻璃之间的密闭空气间层增大热绝缘系数，降低窗户的传热系数。可以大大改善窗户的保温性能。其次使用真空玻璃，真空玻璃不仅隔音性能优良，而且保温性能极佳，可以大幅度提高窗户的保温性能及建筑节能效果。再次改变窗框材料，窗框部分的保温效果主要取决于窗框材料的导热性能。在选择窗框材料时，尽量选择导热系数低、不容易变形和老化的材料。

2.3 减少冷风渗透

在我国住宅中多数门窗，特别是钢窗的气密性很差，冬季室外冷空气通过门窗缝隙进入室内，从而增加了供暖能量的消耗。因此增设密封条是提高门窗气密性的手段之一。密封条应弹性良好，镶嵌牢固严密，经久耐用，使用方便，价格适中。同时，密封条品种的选择要与门窗的类型、缝隙的宽度、使用的部位相互匹配。根据门窗的具体情况，分别采用不同的密封条，如橡胶条、塑料条或橡塑结合的密封条。然而，当密封过于严实，又与居室的卫生环境（通风换气）发生矛盾，为使正常的通风换气问题得到解决，在要求普遍安设密封条的同时，还应开发使用简便的微量通风器。微量通风器可以设置在窗框内，手动调节它的启闭程度。

2.4 加强户门、阳台门的保温

以前，我们一般大都采用实心木板或复合板作为户门和阳台门，一方面它们的保温隔热性能较差，同时不利于安全防火。另一方面，户门和阳台门一般与外界接触，自然界的风霜雨雪对户门产生很大的负面影响（变形、裂缝、腐烂）。有些地方虽然使用空腹薄板当作户门，这对改善户门的保温隔热虽然能起到一定的作用，但是户门的强度性较差，在外界各种力的作用下，空腹薄板户门容易损坏，而且维修不方便，价钱昂贵。因此，可将空腹薄板置于居室内侧，铝合金置于外侧，使两者相得益彰，这样不仅达到保温隔热的效果，而且又达到安全防护的作用。由于阳台的形式多种多样（凸型阳台、四型阳台、半凹半凸型阳台），应根据不同的特点处理好各自的保温隔热关系，但是不管阳台形式怎样（封闭阳台除外），它们都有一个共同的特征：在阳台门的小部件制作钢材门心板，在上面贴上绝缘材料，上部透明部分采用双层玻璃，中间应留一定厚度，使之形成空气层。这样，其保温隔热效果大有改善。

3 屋面节能设计

屋面节能的原理与墙体节能一样，通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。

3.1 选用新型保温材料

选用热导率小、重量轻、强度高的新型保温材料，如选用现喷硬质聚氨酯泡沫塑料，这种新型的保温材料不仅重量轻，热导率极小，保温效果好，施工方便，而且适用于形状比较复杂的屋面。另外，这种保温材料是闭孔的材料，不仅吸水率非常小，而且在一定程度上还具有防水的功能。所以在进行屋面保温工程设计时，在综合考虑经济发展水平的情况下，应优先采用热导率小、重量轻、吸水率低、抗压强度高的新型保温材料。

3.2 增加保温层的厚度

要使建筑物整体达到节能 50%、65%的目标，应根据建筑物耗热量指标及所选用保温材料的品种、屋面相关层次的构成以及当地的室外计算温度，在确保室内温度的条件下，通过计算增加保温层的厚度，以降低热量的损失。

3.3 做好防水层，降低保温层内的含水率

渗漏水通过防水层进入保温层，使保温层内的含水量大为提高，从而降低了保温效果。所以要降低热量损耗就必须做好屋面防水层，以确保保温层的含水率相当于当地自然风干状态下的平衡含水率。

3.4 采用吸水率低的保温材料

既然保温层所用材料的热导率与其含水率的大小有密切关系，而一些保温材料，如水泥膨胀珍珠岩、加气混凝土板等保温材料，由于吸水率很高，容易使保温层的热导率增大。故在进行屋面保温工程设计时，宜选用一些吸水率低的保温材料，如沥青膨胀珍珠岩、聚苯乙烯板等。

3.5 设置排汽屋面

设置排汽屋面的目的就是要将保温层内的水分逐步排入大气中，以降低保温层的含水率，使保温层能达到当地自然风干状态下的平衡含水率，从而减少屋面部分的热量损耗，确保保温效果。

3.6 采用生态型的节能屋面

利用屋顶植草栽花，甚至种植灌木或蔬菜，使屋顶上形成植被，成为屋顶花园，起到了良好的隔热保温作用。种植屋面又分为覆土种植屋面和无土种植屋面两种，覆土种植屋面是在屋顶上覆盖种植土壤，厚度200 mm左右，有显著的隔热保温效果。无土种植屋面是用水渣、蛭石等代替土壤作为种植层，不仅减轻了屋面荷载，而且还大大提高了屋面的隔热保温效果，降低了能源的消耗。

4 结束语

建筑节能工作是一项大而广、内涵丰富、情况复杂的巨大工程，是实现建筑领域可持续发展的必由之路。据有关文献报道，外围护结构散出的热量占建筑能耗量的70%以上， 因此必须踏踏实实做好外围护节能工作每一个环节，为我国建设节约型社会，实现可持续发展战略做出应有的贡献。