住宅建筑外围护结构节能的探讨

于 德 功

(山西建筑工程(集团)总公司，山西 太原 030002)



住宅建筑外围护结构节能的探讨

于 德 功

(山西建筑工程(集团)总公司，山西 太原 030002)

根据我国住宅建筑节能现行政策要求，总结出了外墙节能和外窗节能占重要地位的结论，重点探讨了常用的外墙节能技术、节能材料选用以及外窗节能的技术、材料的选用，以期使住宅建设达到节能降耗的目的。

住宅建筑，围护结构，外墙保温，外窗

我国的住宅建筑相对数量较大，而建筑外墙围护结构是住宅建筑最大的耗能构件，同时我国幅员辽阔，隔热和保温因地域不同而做法千差万别，但资源相对不足，能耗巨大，是普遍存在的问题，能源问题已经成为制约经济发展的主要因素。随着我国对节约能源的不断重视，住宅建筑围护结构的节能技术也在逐渐成熟，特别是外墙节能保温技术，经过多年发展有了很大进步，同样作为围护结构的窗和幕墙，各种新材料和新工艺的发展也逐步跟上了节能的要求。在建筑中常使用的外墙保温做法主要有外保温、内保温等方法，外窗由于型材和玻璃不同，在节能效果中存在各种问题。

1 我国建筑节能的目标及节能标准

节能就是以节约能耗为核心目的，通过一系列技术措施达到这一目的。对住宅建筑围护结构采用节能技术，降低能耗，满足节约能源的需要。

1.1 节能目标

以20世纪80年代中期建造的建筑为基准建筑进行改造，制订了实现节能50%的目标，详见1986年8月1日起执行的JGJ 26— 86民用建筑节能设计标准(该标准于1996年7月1日废止)；通过10年的发展，再次制定了节能65%的目标，详见JGJ 26— 95民用建筑节能设计标准(该标准于2010年7月31日废止)；随着我国节能技术的不断发展，又一次修订了节能标准：于2010年8月1日起执行实现节能75%，详见JGJ 26—2010民用建筑节能设计标准。

1.2 节能标准

根据我国的地理及气候条件位置由北向南分为：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区，因气温不同各自有不同的节能标准。根据不同地区采取不同的节能措施，都依据JGJ 26—2010民用建筑节能设计标准执行。

2 住宅建筑的外墙节能措施

2.1 外墙内保温节能措施

外墙内保温是指在外墙的内侧镶贴挤塑板(聚苯板、岩棉板)，或者抹保温砂浆等保温材料，从而使建筑达到保温节能作用的方法。该施工方法具有施工方便、安全、快捷等优点。缺点是：外部结构冷(热)桥会导致能量散失，占用室内空间等。

2.2 外墙外保温节能措施

外墙外保温是将保温隔热体系置于建筑物外墙外侧，用保温材料把建筑与大气接触的部位全部覆盖，使建筑物达到保温的效果，这也是目前建筑工程中最可行的外墙保温方法。经过计算保温层的厚度达到节能标准，将保温隔热体系置于外墙外侧，对结构外露部件起到保护作用并可有效阻断冷(热)桥，全面保证节能效果，同时在保温层的外面可以做各种装饰面层，美化建筑物外表。缺点是施工周期长，不安全因素多，风险较大。

2.3 节能建筑外墙保温应注意的事项

1)保温的完整性。住宅建筑物的外保温应该覆盖整个建筑，不能忽略建筑的雨篷、挑檐、女儿墙等构件，避免出现裂缝，因此，我们应该对建筑进行全面的保温。2)保温材料的选择。a.保温材料是最重要的，常用的保温材料以挤塑聚苯板、模塑聚苯板、岩棉板等保温材料为主。挤塑聚苯板、模塑聚苯板具有密度小，导热系数小等优点，它的导热系数仅为0.029 W，有优良的保温性能，缺点是防火性能差，岩棉板的导热系数为0.03 W～0.04 W，不燃烧，密度较大，造价较高，根据实际情况选用合适的保温材料。b.抗裂增强网、锚固钉等的选择。保温材料表面的保护层需设置抗裂增强网，避免保护层出现裂缝，从而影响节能保温效果和使用寿命，其主要有镀锌铁丝网和耐碱玻纤网格布，因为抗裂砂浆多为碱性，增强网一般选用高耐碱的网格布，镀锌铁丝网使用必须保证抗裂砂浆层的厚度，避免碳化失去作用。应根据保温层的厚度选择适当长度的锚固钉，同时具有足够的强度和与墙体的连接性能。

3 建筑外窗节能的分析

建筑外窗是建筑围护结构中的轻质、通风、采光、靓化建筑外形的构件，外窗的面积占外墙面积的20%～40%，它的能量损失却占到50%，为了满足节能目标，对外窗的水密性能、气密性能和抗风压能力要求越来越高，设计也根据《民用建筑节能设计标准》采用不同的保温、隔热、遮阳、密封等多种手段来提高外窗的各项性能指标，达到节能的目的。建筑外窗的发展历程及节能采用如下所述。

3.1 建筑外窗窗框材料的设计选用

建筑外窗由玻璃和窗框、窗扇框共同组成。窗框和扇框型材面积占整个建筑外窗面积的10%～20%，因此，窗框和窗扇框材料的保温隔热性能对整个建筑外窗的节能效果有一定的影响，我国常用的建筑外窗框材有木质、钢质、塑钢结合、铝合金四大类。

1)木质窗框保温隔热性能优良，但缺点是易变形、裂缝，需要用油漆做防腐处理，并且需大量木材做原料，影响环境，目前基本停用。2)钢质窗框强度高，抗风压性能良好，然而导热性能好，致使其保温、隔热性能差，成本造价高，几何尺寸精确度低，而且易锈蚀，需定期刷防火漆和面漆来维持使用，现在已经不适合做节能建筑外窗，逐步淘汰了。3)塑钢窗用型材现阶段主要采用聚氯乙烯高分子材料加工成各种薄壁空腹型材，与对应的型钢钢衬组合在一起共同受力，特点是塑料部分为空腹保温、隔热性能好，耐腐蚀性好，因与钢衬共同受力提高了窗框和扇的强度、刚度、耐冲击力、抗风压性能，密封条使窗的水密性和气密性大大提高。缺点是不耐火，具体使用年限没有经过时间验证。4)铝合金材料做的窗框强度和刚度较好，抗风压变形能力较好，合理的断面设计，使其有很好的气密性和水密性能。表面的氧化膜使其在自然环境下耐腐蚀性大大提高，使用寿命长，并且表面氧化膜处理有丰富的色彩和质感，装饰性能好，不燃烧，耐潮湿。随着技术的进步，开发出的隔热断桥复合型铝合金门窗型材，可以根据节能需要，制造出满足各种节能要求的导热系数的铝合金型材；缺点是造价较高，建设成本高。

3.2 建筑外窗玻璃的选用

在建筑外窗所占面积中，玻璃的面积约占到整个窗面积的80%～90%，因此，建筑外窗玻璃节能性能，对整个建筑的节能影响很大。玻璃的节能选用主要考虑玻璃的隔热、保温及隔声性能。为了节能，一般采用中空玻璃及中空镀膜玻璃，有时为了更好地隔热，在空气层中填充氮气或者氩气，表1为几种气体的导热系数。

表1 三种气体的导热系数 W/(m·K)

镀膜玻璃是采用镀膜工艺改变玻璃表面的反射特性，可见光通过，太阳热辐射直接反射回去，通过这种工艺提高玻璃的隔热性能，镀膜玻璃又分为两种：热反射镀膜玻璃、低辐射镀膜玻璃(简称Low-E玻璃)。

热反射镀膜玻璃可以有效地反射太阳能波段中的热辐射波，通过配置不同的膜结构和厚度，可较好改变玻璃的隔热性能。

低辐射镀膜玻璃(Low-E)采用对红外线高反射，不吸热的材料作为镀膜结构层，可见光有效通过，却能把整个红外波段的热辐射全部反射回去，有效地增强了玻璃的隔热性能，同时反射膜也可以有多种颜色，靓化外墙，能隔热保温同时美化城市。

所以，在住宅建筑设计中，根据性能、造价、色彩等要求，选择相应传热系数的玻璃和中间空气层填充气体。

4 结语

建筑围护结构是建筑物体量最大，受大气环境影响最大的部件，它的节能效果客观上反映了这个建筑物的节能情况，随着我国国民经济的发展，节能技术的日益成熟，新型保温节能墙体材料日新月异，性能不断加强，使建筑外围护结构的保温节能效果越来越高，很大程度上解决我国能耗太大的困境，达到节约能源的目的，实现可持续发展。

[1]涂逢祥.建筑节能.北京:中国建筑工业出版社，2009.

[2]许武毅.建筑玻璃的节能特性.

[3]JGJ 134—2010，夏热冬冷地区建筑节能设计标准.

[4]JGJ 26—2010，民用建筑节能设计标准.

Inquiry on energy conservation of residential building enclosure structure

Yu Degong

(ShanxiConstructionEngineering(Group)Headquarter,Taiyuan030002,China)

According to domestic residential building energy saving policies, the paper summarizes exterior wall energy conservation and its significance, mainly explores common exterior wall energy conservation technology and energy saving material selection and external window energy saving techniques and material selection, with a view to reduce residential building construction energy consumption.

residential building, enclosure structure, exterior insulation, external window

1009-6825(2015)01-0193-02

2014-10-21

于德功(1973- )，男，工程师

TU201.5

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