建筑围护结构节能设计探议

摘 要：为了达到建筑的节能建设目的，需要重视建筑围护结构设计规划，从屋面、门窗、外墙三个层面进行精心设计，在结构设计中融入节能思想，节约能源，从长远的角度考虑，促进资源的可持续利用，社会的可持续发展。

关键词：建筑；围护结构；节能设计

随着全球气候的急剧变化，能源与环境问题已经越来越成为人们关注的焦点，发展节能建筑，能有效缓解世界能源的压力。建筑行业的节能设计可体现在建筑设计的各个层面，从建筑围护结构设计的角度来看，可在门窗、外墙、屋顶三个层面采用有效的设计办法，降低能耗。例如在我国北方地区，注重墙体的保温设计，从而降低冬季的供热消耗，节约能源，促进可持续发展。建筑结构节能设计的一个关键点是要了解建筑体形系数，这一系数表示建筑物与室外大气的大气表面积与所包围体积的比值，设计时注重围护结构在建筑物体系中所占的比例，寻求有效的围护结构设计办法。

1 屋面节能设计

作为建筑围护结构的主要部件，屋面是房屋最上部的结构，能接受大量的太阳辐射，与外界进行能量交换。

1.1 通风隔热屋面设计

在夏热冬冷的地区，通风隔热屋顶被广泛使用，这种屋顶带有通风、封闭的空气间层结构，能够提升屋盖的隔热功效。实验证明，在炎热的重庆夏季，测试两组不同隔热结构的建筑，一组实验针对通风屋面，一组实验针对石砌屋面，通风屋面的表面平均温度和最高温度分别为34.1℃和36.0℃，而石砌屋面的平均温度与表面温度则分别为35.1℃和37.3℃。这样明确的温度对比发现，通风屋顶具有更好的隔热与散热的效果。

1.2 种植屋面设计

我国华南地区普遍采用种植屋面，利用屋顶植花种草，这种生态型的节能屋面，具有良好的隔热保温的效果，在我国的四川、湖南、广西等地都较为广泛的采用。植被屋顶可以分为无土种植与覆土种植两种形式，覆土种植在屋顶上覆盖厚土壤，在厚土壤上种植花草，这种方式比具有通风间层的屋顶效果更好，但是增加了屋顶的自重。而无土种植的自重较轻，具有防水渗漏的特点，利用木屑、水渣替代土壤，这种无土种植屋顶的隔热效果，与植被覆盖密度、培植基质的厚度相关。草被屋面可以粗放管理，草的耐气候能力与生长能力都比较强，这样的植被屋顶不仅可以增加屋面的美观程度，还可以改善建筑的热环境，创造良好的空气质量。

2 门窗节能设计

门窗节能设计通常是保温、节能设计中的薄弱环节，门窗节能设计需要从两个层面考虑，一是提升门窗保温隔热的性能，二是增强门窗采光、通风、美观的性能。

2.1 提升窗户保温性能的节能措施

采用多层玻璃窗的形式能提升窗户保温性能，利用空气的导热系数低于玻璃导热系数这一特点，在玻璃间增添一定厚度的空气间层，发挥空气间层的作用，保持室内温度。为了更好地利用空气间层的作用，需要减少空气间层与外部空气的对流换热，保持空气间层的封闭状态。在选用窗框材料时，一定要选择隔热性能好的材料，塑钢门窗随着不断的推广使用，已经成为一种比较成熟的建筑材料，塑钢门窗的使用，不仅改善了室内的声环境，也改变了室内的热环境，该材料的使用在节约能耗上发挥了重大的作用。玻璃钢窗也是一种比较绿色环保的节能建筑材料，且尺寸稳定、不易变形，加之于中空玻璃相结合，据有良好的隔热保温效果。

2.2 窗户遮阳

夏季，太阳辐射较强，如果进入室内的温度过高，则会增加空调的负荷，随着全球气候的变暖，窗户夏季的遮阳效果的好坏已越来越成为工程建设的重点。为了遮阳，可以采用遮阳板，遮阳板可以分为活动与固定的两种，因寒冷地区夏季阳光多来自西面，因此设置为固定的遮阳板。为了达到窗户这样的目的，可在普通玻璃上粘贴节能薄膜作为一种镶嵌材料，达到遮阳的目的，这种遮阳玻璃不仅价格较低，而且比较美观，适用范围广，抵挡辐射的功效强。

3 墙体节能设计

外墙的节能功效主要体现在增加外墙的隔热性能，减少冬季的热能损耗，降低空调能耗。当前外墙设计，主要有两种形式，一种是承重墙与单一保温材料相结合，另一种是保温层与承重墙复合的保温墙体。自保温外墙是由单一材质制成具有保温隔热功效的材料砌筑而成的，自保温外墙一般用到的材料为矿渣混凝土、加气混凝土、粉煤灰保温砌块等，这种利用墙体的材料实现整个建筑结构的保温功效，需要墙体自重很重，否则难以达到较强的保温效果。而在我国的北方地区，由于冬季的时候室内外的温差比较大，采用单一保温材质很难实现保温效果，需要增加使用外墙内保温的方式，来满足室内热环境的要求。综合内保温与外保温技术，外保温墙面具有突出特点，能防止保温层受潮、避免产生热桥，同时外保温有助于建筑室内的热舒适与热稳定，在此基础上，延长建筑物的使用寿命，促进整个建筑物系统的节能改造。目前我国外墙外保温的构造还存在很多问题，泄水构造措施的缺失，导致在雨水天气时，墙体很容易进水，保温层上设置钢丝网片，后涂抹抗裂砂浆，这样的构造，如果抗裂砂浆的含沙量过大，就容易造成外部的涂料出现剥落、脱皮的情况。为了改进外墙外保温构造，需要在建筑外墙外侧的找平层上设置一层隔气层，这样可以防止保温层受潮，保温板与隔气层中间留有一定空隙，使进入的雨水可以顺利排出。

4 结语

能源危机已经成为全球建筑行业关注的重点，建筑围护结构节能设计能在设计的层面巧妙的节约能源。从建筑结构的角度考虑，主要在屋面、门窗、外墙三个层面进行节能设计，考虑到不同地区不同气候条件的限制，根据现实状况，进行恰当的节能设计，从而降低建筑能耗，促进资源的可持续利用。

参考文献

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作者简介：王秀兰（1961- ），女，汉族，山东人，建筑工程师，研究方向：建筑工程施工管理及工民建工程设计。