浅析住宅建筑外围护结构节能

■潘 涛，刘 浩

■1．信阳市方圆工程建设监理有限公司，河南 淮滨 464400;2．淮滨县建筑工程质量监督管理站，河南 淮滨 464400

当前，由于建筑能耗的不断增加，其已经给我国国民经济带来了巨大损失，并已成为制约我国社会可持续性发展的重要因素［1］。国内常采用自然通风与采光的利用、太阳辐射的控制与改善、外围护结构系统等住宅建筑节能技术，其中住宅建筑外围护结构的建筑设计会直接影响建筑物的节能性［2］。目前，我国已经意识到节能保温的重要性，伴随着建筑围护结构的节能技术的逐渐成熟，作为围护结构的幕墙和窗，其新型工艺及材料也逐渐赶上了节能的需求。

1 住宅建筑外围护结构节能的重要作用

现在，全球人口增长速度已经远超过能源增长速度，这也在无形中加重了地球变暖问题，因而人们已经认识到节能的重要性。由于建筑业的快速发展，建筑能耗也在不断增加，为了促进社会的可持续性发展，住宅建筑必然要走节能的道路。住宅建筑的外围护结构是建筑的重要部分，主要包括地面、门窗、屋面、外墙等，该些结构的隔热、保温水平直接影响住宅建筑节能状况，如果上述外围结构无法达到保温要求，会增加建筑耗能;所以，优化建筑外围护结构设计，使之向节能方向发展，可以有效改善居住环境，进而促进社会可持续性发展［1，2］。

2 外围护结构节能设计原理及标准

住宅建筑外围护结构属于一种非稳态传热过程，室内热环境常由室外气象参数来决定［3］。地面、屋面、门窗、外墙等组成了外围护结构空间，这些围护结构的保温性及室外自然气候决定住宅室内的热环境;而设计节能性围护结构的主要内容则是减弱室外环境对围护结构的热影响;外围护结构的保温性主要指该结构体系在夏季阻止空调冷量外传，冬季阻止室内热量传向室外，使室内维持适当温度的性能，外围护结构保温性的好坏会直接影响人体的舒适度、制冷和采暖设备的运行能耗［1，3］。

3 节能策略

3．1 外墙外侧保温节能策略

外墙外侧保温主要指在住宅建筑物外墙的外面放置保温隔热体系，并用保温材料来覆盖大气与建筑物接触的所有部位，起到保温效果，这是当前建筑施工中最常用的建筑外墙保温措施［2，3］。建筑施工中应认真计算外墙保温层的所需厚度，使之达到节能标准，将隔热保温体系放置在建筑外墙外面，可以保护墙外露出部分和隔断冷、热桥，达到全面节能的效果;另外，可以在建筑外墙保温层的外面做一些装饰性面层，可以起到美化建筑物外表的作用［4］。

3．2 外墙内侧保温节能策略

外墙内保温通常指在建筑外墙涂抹保温砂浆，或者在其内侧镶贴岩棉板和聚苯板等挤塑板，以起到保温节能作用，上述方法具有施工快捷、安全、方便等诸多优点，但是也存在着室内空间占用量大、能量散失快等缺点［2，4］。

3．3 合理选取保温节能材料

3．3．1 确保保温材料的完整性

建筑物外侧的保温层应覆盖整个建筑，应重视建筑的女儿墙、挑檐、雨篷等构件，避免裂缝的出现，所以，应全方位地对建筑进行保温［3，4］。

3．3．2 合理选择保温材料

(1)住宅建筑中常用的保温材料为岩棉板、模塑聚苯板、挤塑聚苯板等﹕模塑聚苯板、挤塑聚苯板具有导热系数和密度小等优点，他们的导热系数为0．029W，具备较好的保温性能，但是防火性较差;而岩棉板密度大、不燃烧，导热系数是0．03W，造价比较高，因而应依据实际建筑情况，合理选用节能保温材料［5］。(2)合理选用锚固钉、抗裂增强网等材料﹕住宅建筑外围护结构表面设置的保护层常需覆盖抗裂增强网，防止其出现裂缝，以增加保护层的使用寿命及节能保温效果，所用抗裂增强网主要为耐碱玻纤网格布和镀锌铁丝网，由于建筑所用抗裂砂浆为碱性物质，一般选用耐碱的网格布作为增强网;当抗裂砂浆层达到一定厚度时才能使用镀锌铁丝网，以免因碳化而失去作用;另外，住宅建筑过程中应依据保温层的实际厚度选取强度及连接性能适宜的锚固钉［2-5］。

4 建筑外窗节能措施

4．1 合理选用窗框材料

住宅建筑外窗常由窗扇框、窗框及玻璃组成，其中窗扇框和窗框的面积占建筑外窗面积15%左右，所以，窗扇框和窗框的隔热保温性能将直接影响整个住宅建筑外窗的实际隔热节能效果，当前，我国常使用铝合金、塑钢结合、钢质及木质建筑外窗框材，现将其性能简述如下。

4．1．1 木质窗框材料

木质窗框材料具有较好的隔热保温性能，但是因具有易裂缝、变形等缺点，需用油漆进行防腐处理，另外，木质窗框需要大量的木材为原材料，会严重影响环境，当前已基本停止使用［1，6］。

4．1．2 钢质窗框材料

钢质窗框材料强度高、导热性和抗风压性好，但是其隔热、保温效果较差、造价成本较高，容易被锈侵蚀，需定期刷面漆和防火漆来维持使用寿命，目前已不被用于节能建筑外窗［2，6］。

4．1．3 塑钢窗框材料

塑钢窗是一种由聚氯乙烯高材料加工而成的薄壁空腹型材，并与配套的型钢钢衬组合受力，隔热性能、空腹保温和耐腐蚀性好，因与钢衬一起受力，无形中提高了扇和窗框的抗风压性能、耐冲击力、刚度及强度，所用的密封条也增大了窗的气密性及水密性;但是唯一的缺点是不耐火［3，6］。

4．1．4 铝合金窗框材料

使用铝合金制作的窗框的刚度、强度、抗风压变形力较好，科学的断面设计，使窗框具有较好的水密性和气密性，其表面形成的氧化膜，极大地提高了窗框耐腐蚀性及使用寿命;铝合金窗框表面的氧化膜具有一定的质感和色感，耐潮湿、不燃烧，还具有较好的装饰性［3，5］。

4．2 合理选用建筑外窗玻璃

玻璃面积常占住宅建筑外窗面积的80%左右，所以，外窗会直接影响住宅建筑的整体节能性。选用节能性玻璃主要考虑其隔声性、保温性及隔热性，为了更好的达到节能保温性，建筑过程中通常采用中空镀膜玻璃及中空玻璃;另外，为了更好地达到隔热效果，可以将氩气或氮气冲到空气层﹙中空气、氮气、氩气的导热系数分别为0．0242、0．0163、0．008﹚［2，3］。镀膜玻璃主要指借助镀膜工艺来改善玻璃的反光性，以此提高玻璃隔热性，同时镀膜玻璃可以分为低辐射镀膜玻璃和热反射镀膜玻璃。热反射镀膜玻璃可以极好地将太阳波段中的热辐射波反射回去，经过配制不同的厚度和结构，能有效改善玻璃隔热性;低辐射镀膜玻璃的镀膜结构层材料具有不吸热性和红外线高反射性，极大地增强了低辐射镀膜玻璃的隔热性能，此外，反射膜颜色较多，既能保温隔热，也能靓化外墙、美化城市［5，6］。

因而，在设计住宅建筑时，应该依据建筑物的色彩、造价、性能等需求，合理选择相关传热系数玻璃及空气层所要填充的气体。

5 结束语

建筑围护结构是受外界环境影响最大的住宅部分，其节能效果可以反应该建筑的实际节能状况，随着我国经济的飞速发展及节能技术的日趋成熟，新型的节能保温材料的性能也不断优化，逐步提高了建筑外围结构的节能保温效果，这可以在一定程度上缓解我国住宅建筑耗能较大的局面，并促进社会的可持续性发展。

［1］李玲，李俊鸽，杜高潮．寒冷地区乡村住宅外围护结构节能设计［J］．住宅科技，2006，07:29-31．

［2］赵阳，杨峰敏，吕大丰．浅谈夏热冬冷地区住宅建筑的外围护结构节能技术改造［J］．科技信息，2012，10:323．

［3］周建勇．农村住宅建筑围护结构节能设计研究［J］．江苏建筑，2012，06:104-106．

［4］牛智辉，陈天丽，雷艳杰．豫中地区既有居住建筑外围护结构节能改造［J］．施工技术，2010，S2:438-441．

［5］林毅斐．基于闽南气候适应性的高层建筑外围护结构节能策略分析［J］．福建建筑，2011，02:18-21．

［6］陈红，张德兵．适应寒冷地区高层住宅外围护结构节能技术的探讨［J］．华中建筑，2011，04:77-78．