關于建筑外圍護結構設計的現代節能技術的應用淺議

寧曉莉

摘 要：本文結合作者的工作實踐，首先簡單介紹了建筑外圍護結構設計節能技術應用，然后對建筑外圍護結構設計的現代節能技術作出分析，主要包括：屋頂結構設計節能技術的應用以及外窗結構設計節能技術的應用，以供同行參考借鑒。將現代節能技術有效地應用到建筑外圍護結構設計，對建筑外圍護結構進行節能設計，可以降低建筑能耗，促進生態環境和諧發展，更能提升人們的生活水平，推動城市的可持續發展。

關鍵詞：建筑外圍護結構設計；現代節能技術；屋頂結構設計；外窗結構設計

我國經濟快速發展，能源消耗速度日益提升，節能重要性日益受到人們的關注就建筑而言，其外圍護結構的熱損失占據比較大的比例，于是如何在建筑外圍護結構設計中積極引入和應用現代節能技術應引起高度重視。基于此背景，該文重點對建筑外圍護結構設計的現代節能技術的應用進行闡述。

1 建筑外圍護結構設計節能技術應用介紹

在墻體保溫中，我國建筑往往使用實心粘土磚作為墻體材料，這一做法可能造成能源及土地資源的浪費加重。近些年來，全國各地均采取了一定的措施以推動墻體材料的改進和應用：有效利用加氣混凝土所具有的理想保溫性能，用于框架填充墻；在粘土儲量較大的地區，燒制多孔磚，根據節能要求設計孔型以及尺寸；結合當地資源情況，用粉煤灰、煤矸石以及浮石等制造不同類型的混凝土空心砌塊；復合墻體具有良好的絕熱作用，已在國內得到了應用和推廣，通常包括外保溫、中間保溫以及內保溫三種形式。在屋面節能方面，對于平頂屋面，通常采用以下做法：加厚加氣混凝土屋面；架空加氣混凝土屋面；屋面下設保溫層等。對于尖頂屋面，可通過順坡頂鋪釘玻璃棉氈等保溫材料的做法來提高其節能效果。在門窗保溫方面，在上世紀70年代之前，門窗絕大多數為木窗；70年代，鋼門和鋼窗相繼問世；80年代，鋁合金門窗開始使用；21世紀之后，塑料門窗也日漸興起。

2 建筑外圍護結構設計的現代節能技術分析

2.1 建筑得熱過程

建筑物內獲得熱量的主要熱源是室外空氣溫度以及太陽輻射強度。在夏季白天，室外高溫以圍護結構為媒介向室內傳遞能量。

首先，圍護結構自身導熱。熱以導熱方式向內表面傳遞。該環節，熱量傳遞多少主要取決于材料熱阻，二者呈反比關系；其次，圍護結構表面吸熱。在太陽輻射下，圍護結構外表面既反射了一定的輻射熱，同時也吸收了一定的輻射熱，外表面溫度升高；最后，圍護結構內部放熱。熱能到達內表面之后，此時室內氣溫相對偏低，那么便會通過對流以及輻射兩種形式向室內放熱。

在夏季的晚上，圍護結構外表面缺少了太陽輻射的熱，室外綜合溫度急劇下降，同時外表面向外散熱仍在持續，外表面溫度慢慢被內表面溫度超過，此時熱量由內表面傳遞到外表面。因此，在外圍護結構設計中，特別對于炎熱地區，應盡可能地實現白天理想隔熱，而夜間有效散熱的效果。

2.2 屋頂結構設計節能技術的應用

對于建筑圍護結構而言，屋面屬于關鍵組成部分，甚至多達建筑圍護結構總面積的20%，所以，對屋頂結構予以合理的隔熱保溫設計便顯得非常重要。

2.2.1 屋面鋪隔熱板

為了增大屋面熱阻，減少傳熱系數，降低外界高溫由屋面向室內傳遞，目前最主要的屋面隔熱做法就是于屋面結構層之上添置一層絕熱材料。為使材料層具有更為理想的隔熱性能，建議選擇導熱系數小、蓄熱性能優異的材料。在屋面板上添置保溫層，同樣出現負面影響，會給屋面層的及時散熱產生某些阻礙，使得室內熱環境不理想，因此應進行優化設計，從而更好地降低屋面表面的溫度。為起到理想隔熱效果，且方便操作，一般使用預制好的屋面隔熱磚，一種是實體材料隔熱磚，另外一種是帶空氣夾層的隔熱磚，如圖1所示。

2.2.2 屋面綠化

屋面綠化就是在屋面上種植綠色植物，這項屋面節能技術在大城市中最為常見，因為大城市的綠化面積相對來說很小，空氣質量不是很好，但房屋綠色植被就能很有效地解決這種問題。據研究表明，如果在厚度100mm的屋面上進行80mm厚土的覆蓋，那么屋面的導熱系數就小于1.5W/m2·K，但當屋頂土的厚度達到200mm時，它的傳熱系數會降低0.5個刻度值，這樣就可以減少城市在夏天對空調的使用，實現節能的目的，同時也改善了大城市的空氣質量。在這項技術中，屋頂的防水保護要引起高度重視，因為當我們采用這種方式時，我們要進行植物的澆灌，而澆灌的水肥酸堿性不定，無論酸性還是堿性對屋頂的防水層都會有腐蝕作用，為了合理解決該弊端，常采用以下方式：在屋頂的防水層上加一層火山灰硅酸鹽水泥砂漿，厚度大概在2.0cm。

2.3 外窗結構設計節能技術的應用

2.3.1 外窗類型的選擇

推拉窗上空間、下滑輪之間存在一定的空隙，會形成對流交換，將會加速熱量交換，并非節能窗型；平開窗以及固定窗，其扇及框構造具有良好的密閉效果，促使熱量對流交換變弱，所以這兩種窗型本身有著較為理想的節能效果。

2.3.2 外窗玻璃的優選

透明玻璃得熱快、散熱也快，其保溫隔熱性能不理想；針對熱反射玻璃，其于玻璃表面鍍上一層金屬薄膜或者干涉層，在光照強烈的炎熱地區較為適宜；對于低輻射玻璃，主要依靠真空沉積技術在玻璃表面形成一層低輻射涂層；對于吸熱玻璃，其主要于玻璃中摻加某些金屬離子或其他物質，使外觀具有一定的顏色，同時提高其對光線的吸收能力。由于能夠遮擋住部分太陽輻射熱能，因此適用于以防熱為主的南方地區；對于中空玻璃，其本身有較高的熱阻系數，可以良好抑制由于室內外溫差而導致的熱傳導，常常表現出較為理想的保溫性能，在北方地區較為適宜。

2.3.3 合理控制門窗的氣密性

對門窗進行合理安裝時，部件和部件之間容易出現裝配間隙，將會導致室內外空氣發生交換。在保證室內衛生和正常換氣的前提下，如果經由門窗縫隙進出的空氣量偏大，將會給室內制冷以及熱能耗造成負擔，這將會給節能造成十分不利的影響。所以，應合理控制經由門窗縫隙進出的空氣量。特別對于高層建筑而言，考慮到風壓偏大，應該重視并保證門窗的氣密性。

3 總 結

進行建筑外圍護結構的節能設計，應積極考慮選用哪些合適的墻體外圍隔斷材料，更應考慮如何對墻體外圍結構進行合理設計。將現代節能技術有效地應用到建筑外圍護結構設計，對建筑外圍護結構進行節能設計，可以降低建筑能耗，促進生態環境和諧發展，更能提升人們的生活水平，推動城市的可持續發展。

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