淺談建筑圍護結構

胡勇

（南京回歸建筑環境設計研究院有限公司 江蘇南京 210000）

摘 要：本文將主要通過針對建筑設計和圍護結構能耗分析，從外墻體結構、門窗結構、屋頂等幾方面入手分析節能設計的主要策略，并且結合一些具體實例來加以說明節能技術的具體應用，對建筑圍護結構的節能設計進行進一步地探討，努力推廣我國建筑節能設計的發展。

關鍵詞：建筑設計 圍護結構 節能設計

隨著社會的不斷發展，當今世界所面臨的能源短缺問題日益顯著，許多國家都將能源節約問題作為重點關注問題，我國也已將節約能源作為一項基本國策來對待，特別是近些年來房屋建筑的大量開展趨勢，建筑節能同樣是節約能源的主要內容之一。作為房屋建筑設計人員，深入開展節能設計是我們的基本責任和義務。房屋建筑作為隔離自然界各種因素影響的人為產物，作用是為人類創造出良好的室內條件。隨著現代技術水平的提高，人們過分地依賴人工設備技術力量來得到更佳的舒適度，但是卻導致了高能耗和破壞生態平衡的現象。我國本是人均能源短缺的國家，但建筑能耗卻是同等條件下發達國家的2至3倍。我們需要在進行建筑設計時充分考慮節能因素，充分挖掘建筑節能的潛力。

1.墻體的節能設計

墻體作為建筑圍護結構的主體，在外部所占比例最大，主要起到承重、隔熱保溫、防水防潮的作用，建筑節能中很大部分都是通過建筑圍護結構中墻體的保溫隔熱性能來實現的。我國以往使用的主要墻體材料為實心粘土磚類，并采用增加墻體厚度的方式來滿足對于隔熱要求，這對于土地資源和能源來說是一種嚴重的浪費現象。在現階段常用的建筑墻體保溫材料大多為合成材料，主要包括四種體系：聚苯板、聚氨酯、保溫砂漿和墻體自保溫。它們各有不同特點：目前聚苯板和保溫砂漿的使用率比較高，但保溫性能相對來說較差，同時聚苯板的施工工藝比較繁瑣；聚氨酯的保溫性能雖然較好，然而傳統的聚氨酯硬泡板材適用范圍并不廣泛。墻體的保溫可以分為外保溫和內保溫兩種方式，由于墻體外保溫可避免主體結構直接產生大的溫差變化，從而可以減少相應的熱應力，延長建筑壽命，并且內保溫方式容易導致墻體表面潮濕、結露、發霉、淌水等問題，所以外保溫相對于內保溫具有明顯的優越性。目前建筑領域主要提倡使用外隔熱保溫技術與復合墻體自保溫系統的結合。復合墻體自保溫系統主要原理是采用磚或鋼筋作為承重墻，同時與聚苯板、礦棉、膨脹珍珠巖、加氣砼等絕緣保溫材料復合使用，達到改善墻體保溫隔熱性能的作用。

2.門窗結構的節能設計

隨著建筑形式向現代化發展，圍護結構中采用透明的圍護構件例如外墻玻璃幕等的比例越來越高，以便獲得更好的采光、通風和視野范圍。在建筑能耗中由于玻璃門窗造成的能耗占到了建筑總能耗的大約40%，是外圍護結構節能設計的薄弱環節，這是由于透明的窗體圍護結構有著輕薄的特點，保溫隔熱性能較差造成的。

2.1使用保溫性能良好的玻璃

普通的透明玻璃厚度為3mm，對太陽輻射能的透過率可達到85%以上，這意味著晴天來自室外的大部分輻射能量可以傳入室內，但在夜晚或陰雨天氣室內的物體熱輻射能量的90%左右將通過其散失出去，并不能有效地阻擋室內熱量向室外的散失。為減小室內熱量的散失，目前大多數建筑的外窗體安裝的是能起到良好的節能效果的中空玻璃。由于中空玻璃中填充的是氬氣、氪氣和氙氣這類不活潑的惰性氣體，所以可以更有效的防止熱量流失從而達到節能的效果。

2.2采用熱導率低、密閉性好的窗體型材

金屬雖然堅固但熱導率比較高，已經不太適于作為窗體型材，合成材料中的聚氯乙烯導熱系數僅為鋼材的1/350，鋁材的1/1250左右。而且聚氯乙烯材料的密封性非常好。采用塑窗框扇結合的搭接或嵌接結構，在接合處使用彈性密封條，這種做法在節能的同時還可以起到良好的防水、防塵效果。在節能設計中注意加強窗體與墻體之間、框扇之間的接縫氣密性設計也是十分重要的細節。除了選用節能良好的窗體、窗框外，增加玻璃窗的遮陽設計同樣可以起到隔熱的效果，例如在多層玻璃間使用百葉或格柵、設立水平式垂直式外遮陽手段、采用退凹式開窗設計等方法，都可以提高窗體的遮陽隔熱效果。

3.屋頂的節能設計

3.1構造保溫隔熱層

保溫隔熱層的作用是通過提高屋頂圍護結構本身的熱惰性來提高建筑的隔熱能力，保溫層材料一般選用聚苯板或再生聚苯板。設計有隔熱層的通屋頂具有較好的隔熱性能，根據統計比無隔熱層屋頂表面溫度低7℃左右。另外，在屋頂上開通風屋脊或在通風平屋頂上設置一定高度的通風帽而造成進出風口高度差，也可以起到類似的作用。

3.2植被屋頂

開辟屋頂花園，種植花卉美化環境的同時，還可以利于屋頂的保溫隔熱。植被屋頂是指在鋼筋砼屋面板上鋪上一定厚度的土壤種植植被，利用植物的蒸騰作用光合作用以及一定的遮擋作用，來減少太陽輻射對建筑的影響。于此同時土壤層同樣能保持一定水份，擁有一定的蓄熱能力。在使用該方法時應當注意屋頂的土壤層不能太厚，減少屋頂的承重。

3.3蓄水屋面

我們都知道水的比熱容較大，正是利用該特性可以在平坦的屋頂上存儲高度為3-5cm左右的水層，能起到很好的隔熱效果，這種方法的優勢是不論在氣候干燥還是濕熱的地區都有顯著效果。另外需要注意蓄水高度應當根據當地的氣象資料，考慮到降水以及蒸發，其實保持在合適的高度。

4.小結

能源問題直接關系到我國的環境資源和可持續發展戰略，建筑節能作為建筑行業發展的重要任務，已成為國內外建筑行業共同廣泛關注的研究課題，推廣使用節能建筑材料可以產生較好的經濟效益和社會效益。因此建筑設計人員需要站在可持續發展的高度上進行建筑的設計工作，以節約能源作為考慮的重點。當然建筑節能設計作為一個系統工程涉及到了方方面面的許多細節問題，每一個細節的改善都可能帶來顯著的效果，也就是說需要各個專業、不同職責的工作人員互相支持、共同配合才能創作出既節能又宜居的優秀建筑。先進的科學技術所帶來的節能設計不僅能夠使建筑本身具有良好的節能效果，還同時能大大降低設備的使用能耗，從而達到一舉兩得的節能作用。節能設計可以降低建筑的綜合造價，經濟效益相當可觀。采用先進的科學技術方法可以相對減少很多能源消耗，使有限的能源需求得到更加舒適的回報。

參考文獻：

[1]吳青賢，葉華明.建筑圍護結構的節能設計[J].中國高新技術企業，2008（19）：232-233.

[2]盧海燕.建筑圍護結構節能設計淺析[J].中小企業管理與科技，2011（1）：209.

[3]王晶.淺談幾種建筑圍護結構節能設計[J].甘肅科技，2006，22（7）：158-159.

[4]田寧.建筑節能設計[J].山西建筑，2009，35（34）：263-264.

[5]宋德萱.節能建筑設計與技術[M].上海：同濟大學出版社，2003.