房屋建筑墻體節(jié)能設(shè)計探析

■梁海鵬 ■廣東維美工程設(shè)計有限公司廣州分公司， 廣東 廣州 510303

1 節(jié)能型建筑墻體的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著全球氣候，資源的不斷變化，建筑業(yè)中利用節(jié)能技術(shù)已經(jīng)是一個必然的趨向。節(jié)能建筑主要是指通過對建筑外圍的結(jié)構(gòu)熱性能進(jìn)行優(yōu)化，提高其對自然能，如風(fēng)能、太陽能燈資源的利用來減少建筑的能耗。節(jié)能建筑墻體現(xiàn)已經(jīng)在國外得到廣泛的關(guān)注及應(yīng)用，技術(shù)也日趨成熟。根據(jù)資料顯示，建筑墻體的節(jié)能貢獻(xiàn)率為50%，大大減少了墻體材料的能耗。經(jīng)過多年努力，我國也對節(jié)能建筑墻體有了很大的研究成果，例如對墻體所選的材料及其朝向、體形系數(shù)等有關(guān)因素做了相應(yīng)的改造，使其能夠有效的利用太陽能來提高節(jié)能效果。建筑墻體的設(shè)計是室內(nèi)環(huán)境設(shè)計的中藥組成部分，設(shè)計過程中應(yīng)加強(qiáng)對節(jié)能型墻體，材料的選擇應(yīng)用，按也有的設(shè)計者還缺乏對節(jié)能型材料的認(rèn)識與思考，常在追求建筑功能與美觀上采用原有的舊觀念上，缺乏創(chuàng)新。

2 外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料

2．1 外墻保溫技術(shù)

建筑中的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)在墻體中占有很大份額，熱損耗也是較大的，所以發(fā)展外墻保溫技術(shù)及應(yīng)用節(jié)能材料是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能技術(shù)的主要方式。外墻內(nèi)保溫施工時在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加保溫層，而內(nèi)保溫應(yīng)用時間較長，技術(shù)也較成熟。

內(nèi)保溫技術(shù)常用的有:增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布的做法。但內(nèi)保溫技術(shù)多占用使用面積，在“熱橋”問題上不易解決，會引起開裂，影響施工速度。與內(nèi)保溫技術(shù)相比，外保溫技術(shù)有明顯的優(yōu)越性，同樣的尺寸，規(guī)格和性能的保溫材料，外保溫比內(nèi)保溫的效果要好。外保溫技術(shù)在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè)，能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長建筑物的壽命，有效減少建筑結(jié)構(gòu)的熱橋，同時可消除冷凝，提高居住的舒適度。

2．2 節(jié)能材料

目前比較成熟的外墻保溫技術(shù)主要有以下幾種。

(1)外掛式外保溫。外掛式外保溫技術(shù)是采用粘接砂漿或者是用專用的固定件件保溫材料貼、掛在外墻上的方式，然后抹上抗裂的砂漿，或者用壓人玻璃纖維網(wǎng)形成一層外保護(hù)膜。外掛保溫材料主要有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板(簡稱聚苯板，EPS、XPS)、陶粒混凝土復(fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等。其中的聚苯板有良好的物理性能及其成本也很廉價，已經(jīng)在外墻保溫外掛技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。

外掛式外保溫技術(shù)施工最后常在作為裝飾面時會用到專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上面，然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預(yù)先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設(shè)計的中國銀行總行辦公樓的外保溫就是采用的這種設(shè)計。但這種外保溫安裝施工難度大，耗費(fèi)的時間也很長，會占用主導(dǎo)工期，只能是等主體驗(yàn)收完后才可進(jìn)行施工，不過尤其是在進(jìn)行高層建筑施工時，施工人員的安全問題得不到有效的保障。

(2)聚苯板與墻體一次澆注成型。聚苯板與墻體一次性澆筑成型的技術(shù)是在混凝土框—剪體系中在建筑模板內(nèi)放置聚苯板，在即將澆筑的墻體外側(cè)澆筑混凝土，這種使混凝土和聚苯板一次性澆筑成型的墻體稱為復(fù)合墻體。該技術(shù)有明顯的優(yōu)勢，可將外墻體與保溫層一次性成型，可解決外掛式外保溫的主要問題，在冬季施工，聚苯板可起到保溫作用，可減少外圍圍護(hù)的保溫措施。并且這種技術(shù)工效有很大的提高，工期會大大的縮減，施工人員的安全也可得到有效保證。但要注意在混凝土澆筑時，要均勻、連續(xù)性的澆筑，不然會因?yàn)槭艿交炷恋臏y壓力影響，聚苯板在拆模后很可能會出現(xiàn)變形，錯茬等現(xiàn)象，影響后序的施工。

3 房屋建筑墻體節(jié)能設(shè)計要點(diǎn)

(1)墻體朝向設(shè)計。在實(shí)際墻體設(shè)計中，墻體朝向的設(shè)計要根據(jù)不同的地區(qū)，不同的時間條件，不同的氣候條件及日照的規(guī)律來進(jìn)行正確合理的朝向設(shè)計。墻體朝向決定了建筑墻體的整體設(shè)計方向，是進(jìn)行節(jié)能型建筑墻體設(shè)計的主導(dǎo)因素。要想達(dá)到充分的利用天然采光的條件和通風(fēng)條件，有必要充分考慮建筑的地理?xiàng)l件，以及其周邊的環(huán)境等等特點(diǎn)，從而設(shè)計出恰當(dāng)?shù)膲w朝向，提高自然資源的利用率，正確的建筑墻體朝向應(yīng)盡量保證太陽輻射熱水平“夏季低、冬季高”，提高太陽能利用率等，可根據(jù)建筑物對太陽能輻射熱吸收的差異進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到減低建筑能耗的目的。一般來說，南北向或接近南北向的墻體朝向設(shè)計是我們目前最常用也會最合適的設(shè)計方案。

(2)體形系數(shù)。實(shí)踐過程中，所涉及到的體形系數(shù)主要是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值，其對建筑能耗有著直接的影響。通常在施工圖設(shè)計階段，就應(yīng)該從源頭抓起，要對建筑的朝向，間距，綠化的配置以及體形系數(shù)等因素對能耗的影響考慮，在充分利用風(fēng)能的同時，盡可能的為實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的冬暖夏涼，創(chuàng)造有利的屬于建筑節(jié)能的微氣候，減少空調(diào)或者取暖器等電器的使用。但由于建筑物暴露在大氣中的表面積過多，體形系數(shù)過大，屋面、外墻等的外圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能需要加大，這就對建筑能耗有了很大的影響。因此在設(shè)計建筑節(jié)能體系系數(shù)時，不僅要從滿足功能上考慮，還要注意造型上的美觀，要保證在為住戶提供舒適的居住環(huán)境的同時，盡量的降低建筑能耗，節(jié)約材料。

(3)墻體窗墻比設(shè)計。窗墻比是根據(jù)建筑墻體的外窗總面積和建筑外墻立面的總面積之比得來的。我國有關(guān)建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中有明確的提出“建筑的窗墻比S≦0．7”的強(qiáng)制性的要求，而由于外墻體的熱工性能比較低，保溫效果較差，這對建筑能耗有很明顯的影響，也就增加了墻體窗墻比的設(shè)計難道。同時，在墻體設(shè)計過程中，設(shè)置外窗是為實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)以及建筑良好采光的重要途徑，這時應(yīng)要充分考慮多種影響因素，合理規(guī)劃建筑外墻上的外窗位置和面積是極為重要的。

例如在我國的江南地區(qū)，氣候濕潤，墻體窗墻比上面應(yīng)選擇較大的比例，這樣可保證夏季有良好的通風(fēng)條件，冬季的時候可接收到較多的太陽輻射，這種設(shè)計可實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的設(shè)計目的。與此同時，應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)太陽高度的變化，合理確定外窗位置，使外窗起到遮擋夏季陽光、引入冬季陽光的作用;還應(yīng)充分考慮風(fēng)向變化規(guī)律，以保證整個建筑通風(fēng)良好。這樣不僅能夠保持室內(nèi)環(huán)境的宜居性，還能取得良好的節(jié)能效果。

［1］趙月影．建筑保溫技術(shù)與新型建筑墻體材料及節(jié)能探析［J］．科技與企業(yè)．2013(02)．

［2］任慶運(yùn)．新型建筑墻體材料及節(jié)能建筑保溫技術(shù)探析［J］．民營科技．2013(01)．

［3］丁歡．論新型建筑墻體材料及墻體保溫技術(shù)［J］．廣東建材． 2010(09)．