高層建筑圍護節(jié)能設計

李明孝

摘 要：文章通過對高層建筑中的建筑圍護的幾個結(jié)構(gòu)進行節(jié)能減排的研究，通過的對它們的討論，對于高層建筑建設具有指導意義

關(guān)鍵詞：建筑圍護；節(jié)能設計；墻；窗戶

節(jié)能減排是當今社會一大主題，尤其是現(xiàn)代居住的高層建筑，對于節(jié)能減排要求更高，從而滿足居民更高的生活需求，降低生活成本。我們以華北地區(qū)高層建筑物為例，經(jīng)研究表明：通過圍護結(jié)構(gòu)傳熱占傳熱耗熱量的73%-77%，其中建筑物與圍護結(jié)構(gòu)縫隙的傳熱耗熱量占23%-27%。

另外，在環(huán)境更加寒冷的東北地區(qū)的高層建筑，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅，在建筑物耗熱量中，傳熱耗熱量約占71%空氣滲透耗熱量約占29%在傳熱耗熱一所占份額中，窗戶約占28.7%、外墻約占27.9%、屋頂約占8.6%、地面約占3.6%、陽臺門下部約占1.4%和外門約占1%窗戶的傳熱耗熱t(yī)與空氣滲透耗熱量相加，約占全部耗熱量的57.7%從傳熱耗熱量的構(gòu)成來看，外墻所占比例最大，其次是窗戶，以下是樓梯間隔墻（在有不采暖樓梯間情況下）和屋頂，陽臺門下部、戶門和地面所占比例較小，但這些部位的保溫也是不可忽視的。可以看出，窗戶是耗熱的薄弱環(huán)節(jié)，是節(jié)能的重點部位，改善建筑物窗戶（包括陽臺門〕的保溫性能和加強窗戶的氣密性是節(jié)能的關(guān)鍵措施。我們以下幾個方面著手減排。

1 外墻和屋面

1.1 外墻

按照新標準對外墻的保調(diào)新規(guī)定，墻體為單一材料，滿足要求的僅僅有加氣混凝土墻體，另外，熱橋部分需要特殊處理。如果使用粘土空心磚做墻體，不同地區(qū)厚度不同，而且很厚，如西安地區(qū)37cm，北京市49cm，長春市76cm，哈爾濱地區(qū)為102cm。如此厚度的外墻顯然是不實際的。因此我們需要在其它方面考慮，從而降低墻體厚度。

內(nèi)保溫的墻體的建筑存在明顯的缺點，如顯著影響周邊熱橋，同時占用用戶的實際使用面積和影響二次裝修。如能解決抗震柱、圈粱等熱橋部位外側(cè)的保溫以及二次裝修等問題，則內(nèi)保溫墻體仍有一定的使用價值。北京市已于1997年1月l日開始實施住宅商品房以使用面積計價的政策，這一政策將有力地促進墻體材料革新和建筑節(jié)能的發(fā)展。

1.2 屋面

1.2.1 屋面的類型。目前屋面主要由四種類型，它們分別為夾芯保溫層、內(nèi)保溫層、外保溫層和單一保溫屋面，它們是按照保溫層所在的屋面的位置分。目前屋面保溫多采用外保溫屋面，雖然新標準在屋面方面提出更高的要求，但是目前高層建筑仍然采用外保溫結(jié)構(gòu)。

為了提高屋面的保溫性能，以滿足新標準的要求，主要應從采用輕質(zhì)高效、吸水率低或不吸水的可長期使用、性能穩(wěn)定的保溫材料作為保溫隔熱層，以及改進屋面構(gòu)造、使之有利于排除濕氣等措施。經(jīng)研究目前國外一些發(fā)達國家，屋面保溫隔熱層多使用徑質(zhì)高強、吸水率極低的擠塑型聚苯板材料。我們在新的高層建筑中可以借鑒這個經(jīng)驗。目前我國一些科研單位研發(fā)出新的保溫材料僧水型水泥膨脹珍珠巖保溫板、憎水型廢橡膠防水膠粘結(jié)膝脹珍珠巖保溫板、水泥聚笨保溫隔熱空心砌塊等屋面保溫隔熱材料，以及屋面架爭、微通風等構(gòu)造做法，均有利于提高屋面的保溫隔熱性能，從而取得較好的節(jié)能和改善頂層房間熱環(huán)境的效果。

1.2.2 屋面材料。根據(jù)屋面保溫使用材料可分為：加氣混凝土保溫屋面乳化瀝青珍珠巖保溫屋面：憎水型珍珠巖保溫屋面；聚苯板保溫屋面；水泥聚苯板保溫屋面；巖棉、玻璃棉板保溫屋面；彩色鋼板聚氮酷硬泡夾央芯保溫屋面等。

2 門窗和地下室

2.1 門窗

高層建筑中傳熱或空氣滲透最薄弱的環(huán)節(jié)為門窗。達到節(jié)能一半的目標，它對門窗的密閉性和保溫效果提出更為苛刻的要求。目前市場雙層玻璃的塑料窗可以達到新標準的要求，可是它存在以下缺點：雙層玻璃不便于清洗、增加窗戶的重量，結(jié)構(gòu)復雜不利于安裝，因此我們需要探索新思路，研究新方法和新材料。

2.1.1 改善門窗保溫性能的措施。鑲嵌部位的保溫能力提高，增加其空氣間層數(shù)目和加強其對紅外線的反射能力是外門窗鑲嵌部位提高保溫性能兩種主要方法。為增加空氣層層數(shù)可采用多層透明鑲嵌材料。經(jīng)實測及河研知，空氣間層的最佳厚度為20～25mm。當采用雙層或三層玻璃時，還需注意中間空氣層的防塵和防結(jié)露問題。此外，在窗內(nèi)窗外側(cè)粘貼透明塑料薄膜也可形成空氣間層.取得一定的保溫效果。提高鑲嵌材料對紅外線的反射能力也可改善其保溫性能。一種對紅外線高反射，低輻射放熱性的紅外線反射薄膜材料在我國已取得初步研制成果，將其和普通玻璃組成中空鑲嵌組合體，保溫能力高于普通中空玻璃，傳熱系數(shù)比使用單層玻璃可降低，大大減少透過鑲鉑嵌材料的熱損失

2.1.2 加強窗框部分的保溫措施。窗框的絕熱處理時改善窗框保溫能力的主要方法，目前在金屬窗框之間增加高效保溫材料，提高窗框部分絕熱系數(shù)，或利用傳熱系數(shù)低的空氣層，將窗框做成空腹從而提高窗框絕熱系數(shù)。另外，設計過程中從材質(zhì)上考慮，采用導熱系數(shù)低的材質(zhì)做窗框，從而降低熱損耗。

2.1.3 門窗的氣密性。節(jié)能標準對門窗氣密性的要求，加強窗戶的氣密性的措施：我國目前常用窗的氣密性水平還處于較低的階段。經(jīng)過近幾年的測定和調(diào)研.特別是在常用窗型中用量最多的鋼窗，其氣密性等級均處于相當?shù)偷姆度?nèi)。而國外的民用建筑，尤其是居住建筑，外窗的氣密性等級都要求在1-2級之間。由此可知，不改變窗戶氣密性水平過低的問題。在鋼窗中，能夠達到2-3級的窗戶，需要在制作和安裝過程中，各項指標均達到國標要求，尤其氣密條或類似氣密條的物質(zhì)。平開鋁窗、塑料窗、鋼塑復合窗等能達到1級。氣密性在新標準中的要求保持不變，原因有二，一是目前氣密性已經(jīng)滿足房間的換氣需求；二是目前技術(shù)水平的可行性。

窗戶的經(jīng)濟評價評價窗戶的經(jīng)濟性，不能簡單考慮單位面積的價格，還要考慮大局—全面考慮整體使用情況。如目前市場上的單層鋼窗或木窗，單位面積的價格是很低，初期投資小，但是每隔一段時間需要維修，而且使用時間短，因此從整體經(jīng)濟上說，這種門窗不實用。較為全面的考慮，選型過程中應該考慮建筑物的使用年限，同時考慮一次性投資、維護和更換費用。由于窗戶的傳熱系數(shù)和供暖單位能耗也有關(guān)系，因此，在窗戶選型過程中，傳熱系數(shù)也是選擇的重要的性能指標。

價格低廉的單層鋼窗，其絕熱系數(shù)偏大，造成供暖成本偏高；價格稍高的單層塑料窗，但是兩者的供暖的成本相差不大；單框雙玻塑料窗供熱成本低，但是制造成本增加。

2.2 地下室

把建筑物設于地下室或地下通風層之上是防止房向內(nèi)的熱量被吸收入土層中去的一種有效辦法。用這種辦法，需要在地下室或地下通風層修筑有效的保溫設施。由于房間內(nèi)的很大一部分暖氣是通過地下室上部的，尤其是盯出地面以上的墻體泄出室外的。因此，對這些部分更應加強保溫的要求如果第一層的底下需要留出通風孔，則必須在第一層的地面底部設置保溫措施。地下室的保溫層可以設于墻內(nèi)或墻外，但如地下室本身有采暖設施時，則保溫層還是設在墻外比較好

3 結(jié)語

通過研究外墻、屋面、門窗和地下室的討論，在高層建設過程中，提供選擇的思路，這樣有利于施工過程中選擇。尤其利于節(jié)能減排，利于我國藍天白云計劃。

參考文獻

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