20090430108 通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來(lái)提高能源效率

1、1、引言22、我國(guó)能源形勢(shì)及建筑節(jié)能的必要性43、建筑圍護(hù)體系與建筑能耗64、建筑圍護(hù)性結(jié)構(gòu)節(jié)能措施84.1 墻體節(jié)能措施84.1.1內(nèi)保溫復(fù)合墻體及優(yōu)缺點(diǎn)94.1.2外保溫復(fù)合墻體及優(yōu)缺點(diǎn)94.1.3中間保溫復(fù)合墻體及優(yōu)缺點(diǎn)124.2 門窗的節(jié)能124.2.1門窗框架結(jié)構(gòu)的選用124.2.2開窗的設(shè)計(jì)134.3屋面的節(jié)能204.3.1倒置式屋面224.3.2屋頂綠化234.3.3 蓄水屋面245.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的選擇265.1建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外墻材料的選擇265.2玻璃材料的選擇306.對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能的檢測(cè)316.1門窗系統(tǒng)的效能316.2窗的熱傳導(dǎo)系數(shù)337.總結(jié)33通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的

2、設(shè)計(jì)來(lái)提高能源效率摘要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活的提高采暖范圍日益擴(kuò)大，空調(diào)建筑迅速增加。耗能建筑的大量興建，使建筑用能急劇增長(zhǎng)，也對(duì)環(huán)境造成了重大危害。綠色建筑堅(jiān)持“可持續(xù)發(fā)展”的建筑理念，盡管綠色建筑的所包含的內(nèi)容很多，但其中最重要的主題莫過于建筑的節(jié)能對(duì)策。建筑物及其周邊環(huán)境還有相關(guān)聯(lián)的企業(yè)比其他任何一個(gè)人類企業(yè)或工廠，都要產(chǎn)生多的CO2、制造更多的污染、消耗更多的能源及浪費(fèi)更多的自然資源。建筑節(jié)能本應(yīng)包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)、照明等，而建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)于建筑在運(yùn)行中的耗能是一個(gè)重要因素。建筑是由圍護(hù)結(jié)構(gòu)，包括墻體、屋面、門窗、地面等圍合起來(lái)的空問，這一空間熱環(huán)境的優(yōu)劣，取決于室外自然氣候的

3、優(yōu)劣和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能的高低。透過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入空調(diào)建筑的得熱量是構(gòu)成建筑空調(diào)負(fù)荷的重要組成部分，因此很多國(guó)家通過立法設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工特性以達(dá)到建筑節(jié)能的目的。圍護(hù)結(jié)構(gòu)總傳熱值(Overall Thermal Transfer Value, OTTV)是一綜合考慮墻體與屋頂?shù)臒崽匦裕皯舻臒崽匦约疤?yáng)透過窗戶的熱射得熱的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)。因此，改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，是建筑節(jié)能的首要問題。關(guān)鍵詞：建筑及節(jié)能 建筑圍護(hù)性型結(jié)構(gòu) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)總傳熱值1、引言我國(guó)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，有很大的差距，在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的采暖建筑中，普遍采用高效保溫材料復(fù)合的墻體和屋面，以

4、及密封性能好的多層窗。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們的生活水平不斷提高，建筑行業(yè)的發(fā)展規(guī)模空前擴(kuò)大，人們對(duì)建筑物的要求也越來(lái)越高。與此同時(shí)，人民生活的提高采暖范圍日益擴(kuò)大，空調(diào)建筑迅速增加。耗能建筑的大量興建，使建筑用能急劇增長(zhǎng)，也對(duì)環(huán)境造成了重大危害。為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康地發(fā)展，建筑節(jié)能勢(shì)在必行。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，包括墻體、屋面、門窗、地面等圍合起來(lái)的空問，這一空間熱環(huán)境的優(yōu)劣，取決于室外自然氣候的優(yōu)劣和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能的高低。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)受到建筑行業(yè)的廣泛關(guān)注，在當(dāng)今能源高度緊張的形勢(shì)下，如何更好的進(jìn)行建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，更好的應(yīng)用相關(guān)的技能技術(shù)，做好現(xiàn)場(chǎng)傳熱系數(shù)的檢測(cè)，從真正

5、意義上實(shí)現(xiàn)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱、隔聲、防水防潮、耐火以及耐久性的功能。在節(jié)約材料和能源的基礎(chǔ)上，保障建筑的質(zhì)量，應(yīng)用相關(guān)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)，充分發(fā)揮好建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的功能，滿足人們的實(shí)際生活需要。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括建筑及房間各面的圍擋物，由墻體、屋頂以及門窗等構(gòu)成一定的建筑空間，可以有效地抵御不利環(huán)境帶來(lái)的影響，保證了地面以下建筑物基坑在巖土層的開挖。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要分為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括了屋頂、外墻以及外門等，是與室外空氣直接接觸的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，具有保溫、防潮、防水、耐久、耐火等功效；內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)是不與外空氣直接介乎的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，有內(nèi)門、內(nèi)窗、隔墻以及樓板等，起著隔視線、隔聲及其他

6、一些特殊的功能。我國(guó)作為發(fā)展中的國(guó)家，隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，建筑耗能已經(jīng)成為我國(guó)能源損耗的主要領(lǐng)域，降低建筑能源損耗意義重大，關(guān)系著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展和在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)地位。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量的損失主要來(lái)自外墻、門窗以及屋頂三個(gè)部分，因而建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)主要有：外墻節(jié)能技術(shù)、門窗節(jié)能技術(shù)以及屋頂節(jié)能技術(shù)。采用保溫隔熱的材料，不斷開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的新型材料，運(yùn)用切實(shí)可行的構(gòu)造技術(shù)，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。外墻節(jié)能技術(shù)主要應(yīng)用于外墻的節(jié)能保溫，目前復(fù)合墻體已經(jīng)逐漸成為建筑墻體的主要形式，以鋼筋混凝土或塊體材料為承重結(jié)構(gòu)，在框架結(jié)構(gòu)材料中加上隔熱保溫材料為墻體，也可以直接與保溫隔熱材料復(fù)合；門窗作為

7、采光和通風(fēng)的重要場(chǎng)所，起著圍護(hù)作用，同時(shí)又對(duì)建筑物的外觀美觀效果起著重要影響，然而門窗最易造成能量的損失，門窗節(jié)能技術(shù)可以有效地控制門窗部位的能量的損失，改善門窗材料的保溫?zé)嵝阅?，提高門窗的密閉性能，通過降低玻璃的熱傳系數(shù)減少玻璃窗面積過大造成的能量損失；屋頂?shù)母魺岜匾彩墙ㄖo(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的關(guān)鍵，在寒冷的時(shí)候設(shè)保溫層來(lái)防止熱量的損失，在炎熱的時(shí)候則通過設(shè)置隔熱降溫層來(lái)阻止陽(yáng)光的輻射熱，對(duì)于夏熱冬冷的地區(qū)則需要全面兼顧。屋頂保溫常用的技術(shù)措施有在屋面防水層設(shè)置聚苯乙烯泡沫，也可在屋頂防水層下設(shè)置熱系數(shù)小的輕質(zhì)材料達(dá)到保溫的效果。2、我國(guó)能源形勢(shì)及建筑節(jié)能的必要性人的一切活動(dòng)都離不開能量，人類的發(fā)

8、展史可以說就是一部能源的使用史。目前我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，而我國(guó)一直都是依賴高能耗的輸出來(lái)?yè)Q取GDP增長(zhǎng)，能源利用率極低，這勢(shì)必帶來(lái)一系列的環(huán)境和社會(huì)問題。建筑的能耗占全國(guó)能源總消耗量的276，而現(xiàn)階段我國(guó)的建筑業(yè)處于一個(gè)繁榮期，在已建成的城鄉(xiāng)建筑中有95以上高能耗建筑。我國(guó)寒冷地區(qū)建筑總能耗超過全國(guó)平均數(shù)約27，占地區(qū)總能耗的30至40，而寒冷地區(qū)的建筑能耗主要以冬季的采暖能耗為主，建筑能耗的73至77是通過圍護(hù)體系來(lái)散失的，所以圍護(hù)體系的節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)建筑的節(jié)能效果。我國(guó)在很長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi)都是依賴高能耗的輸出來(lái)?yè)Q取經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，對(duì)能源的依賴遠(yuǎn)大于發(fā)達(dá)國(guó)家。雖然我國(guó)的能源生產(chǎn)總量?jī)H次于

9、美國(guó)，但是由于人口眾多，人均資源擁有量遠(yuǎn)低于世界平均水平。我國(guó)能源儲(chǔ)量有限，從表11中可以看出，中國(guó)能源消費(fèi)量占世界總量的比例高于儲(chǔ)量所占的比例。同時(shí)我國(guó)的能源利用率相對(duì)較低，平均利用率僅30左右。2003年，中國(guó)消耗了世界總產(chǎn)量近30的能源和30的主要資源和原材料，僅完成全球4的GDP產(chǎn)值。長(zhǎng)此以往，這將是中國(guó)不能承受之重。伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的是建筑業(yè)的發(fā)展也進(jìn)入了鼎盛時(shí)期，我國(guó)每年建成的房屋面積高達(dá)16。20億，這一建筑面積超過了所有發(fā)達(dá)國(guó)家年建成建筑面積的總和迄今為止，我國(guó)已建成的400多億m2建筑中高能耗建筑占95以上，單位面積寒冷能耗相當(dāng)于氣候條件相近發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍，而舒適度反比

10、發(fā)達(dá)國(guó)家差很多。由于我國(guó)外墻、門窗、屋面、地面等圍護(hù)體系保溫隔熱性能差，寒冷用能的三分之二都通過圍護(hù)體系散失，而新建的建筑也有80以上是高能耗的。從以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，絕大多數(shù)的高能耗建筑必將潛伏巨大的能源危機(jī)。預(yù)計(jì)到2020年，全國(guó)房屋建筑面積將達(dá)到686億m2，到時(shí)的建筑能耗將是一個(gè)十分巨大的數(shù)量，這勢(shì)必會(huì)直接影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)及社會(huì)的發(fā)展。目前建筑能耗的黑洞正日益擴(kuò)大，己經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋，所以減少建筑能耗勢(shì)在必行。我國(guó)的建筑業(yè)，在承擔(dān)解決城市居民居住職責(zé)的同時(shí)，也為長(zhǎng)期推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。一方面我們肯定建筑活動(dòng)對(duì)人們以及社會(huì)所形成的積極效應(yīng)，另外一方面建筑活動(dòng)所帶來(lái)的一系

11、列負(fù)面效應(yīng)，如：對(duì)環(huán)境的破壞、對(duì)能源需求的增加等，采取一定的措施使得人和環(huán)境在某一個(gè)平衡點(diǎn)處和諧相處。建筑對(duì)環(huán)境的影響。目前，我國(guó)已建成房屋大量屬于高能耗建筑，總量龐大，潛伏著巨大能源危機(jī)。僅到2000年末，我國(guó)建筑年消耗商品能源共計(jì)376億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而建筑用能的增加對(duì)全國(guó)的溫室氣體排放“貢獻(xiàn)率”已經(jīng)達(dá)到了25。我國(guó)僅因冬季寒冷向空中排放的二氧化碳19億噸，二氧化硫300多萬(wàn)噸，煙塵300多萬(wàn)噸，每年生活污水排放約190億噸，占廢水總量的455，2003年全國(guó)年排放二氧化硫近2158。7萬(wàn)噸，居世界第一位，酸雨面積占國(guó)土面積的三分之一，空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)城市也僅占五分之一，流經(jīng)城市的河段70受到不同

12、程度的污染。建筑對(duì)能源的消耗。因高能耗建筑比例大，單北方寒冷地區(qū)每年就多耗標(biāo)準(zhǔn)煤1800萬(wàn)噸，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)70億元。1996年，中國(guó)建筑年消耗335億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占能源消耗總量的24：到2001年，達(dá)到376億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占能源消耗總量的276，年增加比例約05。如果任由這種狀況繼續(xù)發(fā)展，到2020年，我國(guó)建筑耗能將達(dá)到1089億噸標(biāo)準(zhǔn)：到2020年，空調(diào)夏季高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個(gè)三峽電站滿負(fù)荷能力，這將會(huì)是一個(gè)十分驚人的數(shù)量。3、建筑圍護(hù)體系與建筑能耗圍護(hù)體系是一棟建筑物的構(gòu)成主體，由外圍護(hù)體系和內(nèi)圍護(hù)體系兩部分組成。其中，外圍護(hù)體系包括了外墻、外門窗、屋面和地面四個(gè)部分，其作用是使室內(nèi)受到遮

13、護(hù)不受室外氣候變化的影響。現(xiàn)在從建筑節(jié)能的概念上來(lái)講主要關(guān)注的是外圍護(hù)體系的節(jié)能技術(shù)。如果僅從室內(nèi)的冷熱角度來(lái)考慮，則外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用就是為了防熱御寒，使室內(nèi)形成溫暖、舒適的環(huán)境。當(dāng)然，氣候有四季之別。冬夏兩季，房屋內(nèi)外的熱流方向截然不同，春秋兩季可謂舒適氣候。若僅就春秋兩季而言，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能差一些也是可以的，而冬夏兩季，則要求外圍護(hù)體系具有絕熱的性能。冬天，一般室內(nèi)溫度高，室外溫度低，熱流必然由室內(nèi)流向室外。當(dāng)室內(nèi)不供暖時(shí)，室溫的自然變化受太陽(yáng)輻射熱，與其它建筑物之間的熱輻射，以及房間人體散熱等各因素的影響，它不同于室外氣溫，把這個(gè)自然變化的室溫稱為該房間的自然溫度。冬季，房屋的熱流

14、方向大多是由室內(nèi)流向室外的。為了居住的舒適，冬夏兩季室內(nèi)維持的溫度與室外的溫度有很大的差別，這個(gè)溫差導(dǎo)致能量以熱的形式流出或流入室內(nèi)，寒冷設(shè)備消耗的能量主要就是用來(lái)補(bǔ)充這個(gè)能量損失的。在相同的室內(nèi)外溫差條件下，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能的好壞，直接影響到流出或流入室內(nèi)的熱量多少。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能好，流出或流入室內(nèi)的熱量就少，寒冷設(shè)備消耗的能量也就少；反之，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能差，流出或流入室內(nèi)的熱量就多，寒冷設(shè)備消耗的能量也就多。就是在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的節(jié)能50的日標(biāo)上，其分配方式都是建筑物要承擔(dān)30，系統(tǒng)承擔(dān)20，可見圍護(hù)結(jié)構(gòu)在建筑節(jié)能中起著重要的作用。在進(jìn)行圍護(hù)體系的熱工設(shè)

15、計(jì)時(shí)，寒冷地區(qū)建筑只需要考慮熱過程的單向傳遞，把圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫作為惟一的控制指標(biāo)。因此可以適當(dāng)?shù)慕档蛪w、屋面、窗戶的傳熱系數(shù)，增加保溫隔熱材料的厚度來(lái)達(dá)到節(jié)約建筑能耗的目的。1.減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)表征的是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫能力，簡(jiǎn)單地說，傳熱系數(shù)大，則保溫能力差。故欲增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫能力，就應(yīng)該盡量減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。2.減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面積：被包圍的空問體積對(duì)應(yīng)的建筑外表面越大，建筑與室外空氣接觸的面積越大，建筑受其室外氣候的影響越大。3.減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷風(fēng)滲透量：建筑物空氣滲透主要來(lái)自底層大門、外門窗和外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中不嚴(yán)密的孔洞。從我國(guó)寒冷地區(qū)目前大多數(shù)建筑的特點(diǎn)來(lái)

16、看，建筑墻體氣密性好，而外窗尤其是普通住宅建筑外窗氣密性很差。因此減少外窗的冷風(fēng)滲透量是減少住宅滲風(fēng)耗能量的最重要的方面。4.增大建筑的太陽(yáng)輻射面積：雖然輻射面積的計(jì)算比較煩瑣，但一定建筑面積和層高的住宅，長(zhǎng)方形住宅且長(zhǎng)軸朝向東西時(shí)，其輻射面積大，平均輻射面積大(如南墻面由于能夠接收到最多的直射太陽(yáng)光，其平均輻射面積大)的墻面面積也大。4、建筑圍護(hù)性結(jié)構(gòu)節(jié)能措施4.1 墻體節(jié)能措施我國(guó)傳統(tǒng)使用的實(shí)心黏土磚墻體通過增加砌筑厚度滿足保溫要求，不僅浪費(fèi)土地資源，而且增加建筑物自重負(fù)荷。針對(duì)實(shí)心磚墻體的弊端，我國(guó)開始推廣使用空心黏土磚、小型混凝土空心砌塊、粉煤灰混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊等作為墻體

17、砌筑材料，取得了很好的效果。如加氣混凝土砌塊墻體的傳熱系數(shù)為0“一083w(m2·K)，而實(shí)心磚墻體的傳熱系數(shù)卻是152W(m2·K)。除了新型材料的砌筑墻體，復(fù)合墻體越來(lái)越成為當(dāng)代墻體節(jié)能技術(shù)的主流。其主要形式是保溫隔熱材料與傳統(tǒng)墻體材料實(shí)心磚、混凝土(多見于舊墻體的節(jié)能改造)或新型墻體材料(空心磚、空心砌塊)復(fù)合而成。絕熱材料有礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料、膨脹珍珠巖等。根據(jù)絕熱材料在墻體中的位置，還分為內(nèi)保溫、外保溫、中間保溫三種形式。4.1.1內(nèi)保溫復(fù)合墻體及優(yōu)缺點(diǎn)內(nèi)保溫復(fù)合墻體的絕熱材料在建筑物外墻的內(nèi)側(cè)，墻體從外向內(nèi)依次為結(jié)構(gòu)層、空氣層、絕熱材料和覆面保護(hù)層構(gòu)成。內(nèi)

18、保溫復(fù)合墻體施工方便，工時(shí)不受氣候條件影響，但由于保溫層內(nèi)側(cè)的保護(hù)層熱容較低，室內(nèi)溫度波動(dòng)較大，冬季宜采用低溫連續(xù)供暖；在保溫層覆蓋不到的部位(如窗臺(tái)板、過梁)容易產(chǎn)生“冷橋”而結(jié)露。4.1.2外保溫復(fù)合墻體及優(yōu)缺點(diǎn)外墻外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè)，以賦予建筑物良好保溫隔熱性能的建筑節(jié)能措施。除了保溫隔熱功能以外，由于將絕熱體系置于外墻外側(cè)，從而使主體結(jié)構(gòu)所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，因而外墻外保溫對(duì)結(jié)構(gòu)墻體能起到保護(hù)作用并可有效阻斷冷（熱）橋，有利于結(jié)構(gòu)壽命的延長(zhǎng)。建筑中外保溫復(fù)合墻體的優(yōu)點(diǎn)可以歸納為以下五個(gè)方面：1.提高主體結(jié)構(gòu)的使用壽命，減少長(zhǎng)期的維修費(fèi)用。采用外保溫技術(shù)，

19、由于保溫層置于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)，緩沖了因溫度變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的應(yīng)力，避免了雨、雪、凍、融、干、濕循環(huán)造成的結(jié)構(gòu)破壞，減少了空氣中有害氣體和紫外線對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的侵蝕。因而只要墻體和屋面保溫隔熱材料選材適當(dāng)，厚度合理，外保溫可以有效地防止和減少墻體和屋面的溫度變形，有效消除常見的斜裂縫或八字裂縫。 2.降低建筑造價(jià)，增加房屋使用面積。由于外保溫技術(shù)保溫材料貼在墻體的外側(cè)，其保溫、隔熱效果優(yōu)于內(nèi)保溫，故可使主體結(jié)構(gòu)墻體減薄，從而增加每戶的使用面積。 3.基本消除“熱橋”的影響?！盁針颉笔侵冈趦?nèi)外墻交界處、構(gòu)造柱、框架梁、門窗洞等部位形成散熱的主要渠道。對(duì)內(nèi)保溫而言，“熱橋”是難以避免的，而外保溫

20、既可防止“熱橋”部位產(chǎn)生結(jié)露，又可消除“熱橋”造成的熱損失。熱損失減少了，每個(gè)采暖季的支出自然就降了下來(lái)。 4.改善墻體熱工性能。采用外保溫時(shí)，由于蒸氣滲透性高的主體結(jié)構(gòu)材料處于保溫層內(nèi)側(cè)，只要保溫材料選材適當(dāng)，在墻體內(nèi)部一般不會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象，故無(wú)需設(shè)置隔氣層。同時(shí)外保溫墻體由于蓄熱能力較大的結(jié)構(gòu)層在墻體內(nèi)側(cè)，當(dāng)室內(nèi)受到不穩(wěn)定熱作用時(shí)，室內(nèi)的空氣溫度上升或下降，墻體結(jié)構(gòu)層能夠吸引或釋放熱量，故有利于室溫保持穩(wěn)定。 5.便于對(duì)建筑物進(jìn)行裝修改造。在室內(nèi)裝修中，內(nèi)保溫層易遭破壞，外保溫則可避免發(fā)生這種問題。在對(duì)舊建筑物進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)，采用外保溫方式最大的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需臨時(shí)搬遷，基本不影響用戶正常生活。

21、但與此同時(shí)，外保溫復(fù)合墻體的負(fù)面效應(yīng)同樣引人關(guān)注，外墻外保溫的缺點(diǎn)具體可以歸納為以下三個(gè)方面：1.國(guó)內(nèi)的外保溫施工與國(guó)外相比難度較大。這是因?yàn)槲覈?guó)地少人多，城市人口居住密度高，居住建筑結(jié)構(gòu)以多層和高層建筑為主，而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家以低層別墅和少量多層建筑為主，很少見到目前在國(guó)內(nèi)大量出現(xiàn)的現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的高層住宅建筑。這樣國(guó)內(nèi)的外墻外保溫針對(duì)的對(duì)象，要比國(guó)外建筑結(jié)構(gòu)的單體面積及高度都大得多，施工難度也更大。 2.有些外保溫產(chǎn)品技術(shù)不過關(guān)，刮大風(fēng)時(shí)常常吹落保溫層，外保溫層裂縫處理較難，阻礙外保溫技術(shù)的推廣。因此，建議相關(guān)部門應(yīng)該就外保溫產(chǎn)品技術(shù)及施工標(biāo)準(zhǔn)加以細(xì)化，嚴(yán)格審批制度，抬高準(zhǔn)入門檻。3.直

22、到目前為止，高大建筑的外立面保溫層（國(guó)家規(guī)定必須使用的），普遍使用的是燃點(diǎn)極低的擠塑聚苯乙烯（XPS）保溫板，以聚苯乙烯樹脂為主要原料。其特點(diǎn)就是易燃，引燃一處之后能把災(zāi)情迅速擴(kuò)展到整個(gè)建筑并形成風(fēng)管效應(yīng)，助燃，再如此惡性循環(huán)下去。高大建筑的火災(zāi)多與此有關(guān)，惡性的建筑火災(zāi)事故一點(diǎn)兒不鮮見。4.1.3中間保溫復(fù)合墻體及優(yōu)缺點(diǎn)中間保溫型復(fù)合墻體是在混凝土預(yù)制外墻板或外墻砌體中設(shè)置或填充絕熱材料形成的夾心型復(fù)合墻體。常見類型有預(yù)制混凝土巖棉復(fù)合外墻板、磚砌體中間保溫墻體等。近年來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家采用較多的新型節(jié)能復(fù)合墻板也屬于這種類型，它們是由保溫絕熱材料、外墻板、內(nèi)墻板復(fù)合而成，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，

23、然后運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)安裝在結(jié)構(gòu)框架上。目前有鋼絲網(wǎng)巖棉夾心板，鋼板巖棉夾心板，GRC夾心板等品種。日本開發(fā)了硅鈣石膏復(fù)合夾心板，以巖棉、鍍鋁膜、空氣層作為中間保溫層，具有輕質(zhì)、保溫效果好、施工效率高等優(yōu)點(diǎn)作為外墻板使用，不僅保溫，而且外觀精巧美觀。我國(guó)也開發(fā)了同類產(chǎn)品，但目前僅限于做內(nèi)墻板，或作為內(nèi)保溫復(fù)合墻體的內(nèi)側(cè)。4.2 門窗的節(jié)能4.2.1門窗框架結(jié)構(gòu)的選用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，門窗的厚度較薄，傳熱系數(shù)較大，而且要經(jīng)常開啟和關(guān)閉，通過門窗傳遞的熱量大約占建筑物總熱量損失的50，所以門窗在建筑節(jié)能中占有重要地位。傳統(tǒng)的木質(zhì)門窗保溫性能很好，但木材易吸水變形、耐久性較差，而且資源短缺；鋼門窗強(qiáng)度很高，但

24、易吸水生銹，而且保溫隔熱性差；鋁合金門窗耐腐蝕性、強(qiáng)度、裝飾性都較好，但其節(jié)能性仍沒有得到改善。綜合比較，塑料門窗是一種既可取代木門窗具有良好的熱工性能，又能滿足其他功能要求的新一代門窗材料。塑料窗材的導(dǎo)熱系數(shù)為014 W(m·K)，僅為鋁合金窗材的11250、鋼窗材的l357，而且P、，C的空腔結(jié)構(gòu)及周邊密封結(jié)構(gòu)可使其導(dǎo)熱系數(shù)更低，氣密性可小于05m3(h·m)，是目前節(jié)能效果最顯著的一類窗材。4.2.2開窗的設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，為迎合業(yè)主需要，往往為了追求建筑外觀的形態(tài)美觀、造型新穎、時(shí)尚，在設(shè)計(jì)時(shí)大量使用巨大的玻璃幕墻、凸窗、落地窗、挑

25、空結(jié)構(gòu)，而這些建筑元素在建筑節(jié)能上是不利的。我們都知道，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)建筑保溫起決定性的作用，但其中的熱橋問題往往容易被我們忽略。圍護(hù)結(jié)構(gòu)中包含金屬、鋼筋混凝土或混凝土墻、梁、柱、肋等部位，在室內(nèi)外溫差作用下，形成熱流密集，內(nèi)表面溫度較低或較高的部位，這些部位形成傳熱的橋梁，即所謂的熱橋。建筑師在設(shè)計(jì)時(shí)為了追求建筑造型的變化、獨(dú)特，在建筑立面上增加了凹凸面，外飄窗被廣泛應(yīng)用，凸出墻體、屋面的構(gòu)件被運(yùn)用的越來(lái)越多，這些建筑構(gòu)件豐富了建筑立面造型，使建筑更加美觀、個(gè)性，但卻無(wú)形中增加了熱橋的產(chǎn)生，對(duì)建筑節(jié)能有不利影響，再加上我國(guó)中小城市的建筑在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工過程中，都不能采取較好的措施來(lái)保證屋面

26、、墻體的隔熱保溫性能，也沒有較好的控制窗戶的傳熱系數(shù)，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能較差。要想防止熱橋的產(chǎn)生就要平衡建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱，控制各組成部分的傳熱系數(shù)相近，保證各部位的傳熱均勻。這就需要設(shè)計(jì)師熟悉各種建筑材料的物理性能，在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)材料仔細(xì)研究，合理使用，從根本上減少熱橋的產(chǎn)生，最終達(dá)到節(jié)能的目的。開窗設(shè)計(jì)是一切建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，由于窗戶與外界有較高的對(duì)流換熱系數(shù)與所選用材料與外界的導(dǎo)熱換熱系數(shù)，因此，開窗的設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑節(jié)能體系中顯得尤為重要。具體可有以下幾個(gè)方面加以注意與改進(jìn)：1.適當(dāng)?shù)拈_窗面積無(wú)論是空調(diào)制冷的“冷房”和采暖供熱的“暖房”，玻璃開口面積越大，總能耗越大。因此，透

27、明開窗的比例應(yīng)適當(dāng)。過去很多人誤以為開窗越大，越能提供視覺上的滿足感，但是英國(guó)的心理實(shí)驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)：大多數(shù)人對(duì)20的開窗率已大致心滿意足，對(duì)30的大開窗率已達(dá)心理滿足感之高峰，30以上的大開窗對(duì)心理滿足感毫無(wú)貢獻(xiàn)。亦即30以上的開窗只是增加能源消耗而已。英國(guó)建筑研究所另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，人類對(duì)最小開窗面積的要求，只要達(dá)到樓地面的625即可，因此，目前一般集合住宅的開窗率約為20。2.選用好的節(jié)能玻璃除了設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)拈_窗面積之外，選用好的節(jié)能玻璃也是很有效的節(jié)能對(duì)策?；旧希ＡУ墓?jié)能特性在j“保溫性能”與“遮陽(yáng)性能”。“保溫性能”以熱穿透率U值【W(wǎng)(m2K)】來(lái)表示，其值越小保溫性能越好；“遮陽(yáng)性能”以

28、射透過率田來(lái)表示，其值越小遮陽(yáng)能力越好。為了提高能源的所有的利用效率，所得的窗戶均采用雙層釉面光滑玻璃，因?yàn)樵诒┞兜谋砻骐p層釉面玻璃相比于單層來(lái)說可以減少能量的損失。通過改善從單窗格到其它窗格的釉面類型可以造成建筑該空間內(nèi)所需熱量和冷量的急劇減少。只要堅(jiān)掙北保溫，南遮陽(yáng)”的節(jié)能原則，即北方寒帶氣候區(qū)采用雙層、復(fù)層玻璃、抽真空或充灌惰性氣體的中空玻璃，南方溫?zé)釟夂虿捎梅瓷ＡЩ螂S氣候條件變化而變化的玻璃，就是最有效的節(jié)能設(shè)計(jì)。雙層玻璃具有良好的保溫性能以及優(yōu)越的隔聲性能，有利于改善室內(nèi)的聲環(huán)境。而且，建筑中也常使用玻璃墻來(lái)裝飾整體建筑，因此雙層玻璃在整個(gè)框架結(jié)構(gòu)建筑的節(jié)能體系中發(fā)揮著重要的作用。

29、 但是住宅的中空玻璃窗一般為666的做法，也就是6毫米的透明玻璃中間為6毫米的干燥空氣層，如玻璃質(zhì)量差，透光率就不好，型材（鋁材或塑鋼）和做工不好的話就會(huì)影響隔熱保溫，甚至水蒸氣會(huì)滲入空氣層，影響采光。并且開啟扇或推拉扇重開啟相比單層玻璃不方便，損毀后不宜更換。造價(jià)相對(duì)較高。同樣，可以采用玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)措施：玻璃幕墻是現(xiàn)代公共建筑中較為常見的一種建筑表達(dá)形式，它一方面創(chuàng)造了通透、簡(jiǎn)潔、美觀的建筑形象，但同時(shí)又成為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱交換、熱傳導(dǎo)最為活躍的部位。與傳統(tǒng)墻體相比，玻璃的熱工性能較差，其冬季熱損失是傳統(tǒng)墻體的幾倍。而夏季玻璃幕墻由于得熱過多造成室內(nèi)環(huán)境過熱，而為了提高建筑室內(nèi)的熱舒

30、適度，就必定加大了空調(diào)能耗。由此可見，玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)是公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中一個(gè)十分重要的內(nèi)容。傳統(tǒng)玻璃幕墻使用及能耗狀況：玻璃幕墻的能耗涉及到玻璃和型材的熱工特性。目前，玻璃幕墻多數(shù)采用鋁型材和彩鋼板型材作為受力構(gòu)件。無(wú)斷熱鋁型材的基本傳熱系數(shù)K=658w(m2K)，與單層窗戶的傳熱系數(shù)基本相同。斷熱鋁型材由鋁與塑料復(fù)合而成，中間塑料隔熱層采用嵌入或擠壓和填充式工藝加工而成，其整體強(qiáng)度和剛度都滿足要求。斷熱鋁型材的傳熱過程和十分復(fù)雜，其傳熱系數(shù)很難計(jì)算，一般是通過檢測(cè)來(lái)獲得數(shù)據(jù)，參照相關(guān)規(guī)定，斷熱鋁型材的基本傳熱系數(shù)K不應(yīng)大于35W(m2K)。在寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)的冬季，若采用單層玻璃幕墻，會(huì)導(dǎo)

31、致室內(nèi)溫度降低，并很容易在玻璃幕墻的內(nèi)表面形成結(jié)露或結(jié)冰現(xiàn)象。采用斷熱鋁框中空玻璃幕墻可有效改善這種狀況。單層玻璃(8ram)的傳熱系數(shù)是62w(m2K)，中空玻璃(8+10+6)mm的傳熱系數(shù)是32w(m2K)，由此可見，采用中空玻璃可大大改善玻璃的節(jié)能效果。采用斷熱幕墻的結(jié)構(gòu)形式和絕熱性能好的玻璃(或多層玻璃)是目前玻璃幕墻節(jié)能的主要途徑之。隨著人們對(duì)建筑室內(nèi)空間熱環(huán)境要求的提高和節(jié)能工作的進(jìn)一步深化，這種幕墻已經(jīng)逐漸不能滿足要求。近年來(lái)，許多公共建筑使用了雙層玻璃玻璃幕墻，大大改善了公共建筑室內(nèi)的熱環(huán)境，并有助于節(jié)能。雙層玻璃幕墻能源危機(jī)加速了建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，許多建筑師在其建筑設(shè)計(jì)中

32、應(yīng)用了這種雙層玻璃玻璃幕墻。90年代后，隨著能源危機(jī)的日益加重，節(jié)約能源己是刻不容緩。這時(shí)，雙層玻璃幕墻建筑大量涌出，比較著名德國(guó)議會(huì)大廈、德國(guó)法蘭克福的商業(yè)銀行大廈等取層玻璃幕墻的節(jié)能原理：冬季，雙層玻璃之間形成陽(yáng)光溫室，增加了建筑內(nèi)表面的溫度，有利于節(jié)約采暖能耗；夏季，利用煙囪教應(yīng)對(duì)通風(fēng)道進(jìn)行通風(fēng)使玻璃之問的熱空氣不斷的被排走但是隨著節(jié)能工作的不斷深入和經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，職層玻璃墻必將成為玻璃幕墻的主流。雙層玻璃摹墻的工作原理：在雙層的內(nèi)外幕墻之問形成相對(duì)封閉的空問，空氣通過下部的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入此空問，又從上部的排風(fēng)口離開此空問，這個(gè)空間稱為熱通道熱量可以在此空問中流動(dòng)因此，雙培玻璃幕墻又稱

33、為“熱通道冪墻”。并目，由于雙層玻璃幕墻從F部進(jìn)風(fēng)，從上部排風(fēng)，空氣先進(jìn)八熱通道，流動(dòng)后又從熱通道排出，因此，其還被稱為“呼吸式幕墻”。以往的玻璃幕墻建筑耗能高、空氣質(zhì)量差，采用雙層玻璃幕墻能夠提供自然通風(fēng)和采光、改善室內(nèi)空氣質(zhì)量、降低能耗，從而有效地解決了提高室內(nèi)舒適度與節(jié)能之間的矛盾。雙層玻璃幕墻的形式：雙層玻璃幕墻種類繁多，最為常見的是根據(jù)通風(fēng)方式的不同，分為封閉室內(nèi)風(fēng)幕墻和開敞式外通風(fēng)幕墻兩種。其中開敞式外通風(fēng)幕墻還可分為外循環(huán)自然通風(fēng)式和外循環(huán)機(jī)械通風(fēng)。此外還可以根據(jù)夾層空腔的大小、通風(fēng)口的位置、玻璃組合及遮陽(yáng)材料等不同分為其他類型，如“外掛式”、“箱式”、“井一箱式”和：“廊道式”

34、。雖然雙層玻璃幕墻的形式較多，但在本質(zhì)上其通常包括三個(gè)部分：外層玻璃、空氣間層和內(nèi)層玻璃。空氣間層的寬度一般為1002000mm，其內(nèi)可以安裝遮陽(yáng)裝置，以遮蔽夏日陽(yáng)光。雙層玻璃幕墻的基本特征是雙層幕墻和空氣間層內(nèi)空氣的流動(dòng)。根據(jù)空氣間層氣流流動(dòng)方式的不同，雙層玻璃幕墻分為“封閉式內(nèi)通風(fēng)幕墻”和“開敞式外通風(fēng)幕墻”。3.增加窗戶的密閉性，減小滲透量無(wú)論是空調(diào)制冷的“冷房”和采暖供熱的“暖房”，減小滲透量，增加窗戶的密閉性都是減少耗能的重要措施，窗戶面積的減小以及墻體面積一定程度的增加不但不會(huì)阻礙視野，反而會(huì)有助于阻止太陽(yáng)輻射的獲得。我們把采取密閉措施的各種窗型測(cè)出的氣密性數(shù)據(jù)與未加密閉處理的窗型

35、(一般密縫構(gòu)造)氣密性數(shù)據(jù)相比，求出密閉系數(shù)根據(jù)國(guó)家規(guī)定的監(jiān)測(cè)方法，測(cè)得一般窗縫構(gòu)造滲透量約45 m3(m·h)，在密閉系數(shù)測(cè)算中取45 m3(m-11)，為了趨于安全和計(jì)算方便，可減少房間冷風(fēng)滲透方面的耗能40；采用II級(jí)窗可減少房間冷風(fēng)滲透方面的耗能60；采用I級(jí)窗可減少房間冷風(fēng)滲透方面的耗能80之多。可見增加密閉性，減少滲透量是建筑節(jié)能的有效措施。4.外遮陽(yáng)節(jié)能策略遮陽(yáng)設(shè)施對(duì)透過透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)輻射的熱的影響，為了有效遮擋太陽(yáng)輻射，減少夏季空調(diào)負(fù)荷，采用遮陽(yáng)設(shè)施是常用的手段。遮陽(yáng)設(shè)可安置在透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外側(cè)、內(nèi)側(cè)，也有安置在兩層玻璃中間的。常見的外遮陽(yáng)設(shè)施包括作為固定建筑構(gòu)件的

36、挑檐、遮陽(yáng)板、或其他形式的有遮陽(yáng)作用的建筑構(gòu)件，也有可調(diào)節(jié)的遮陽(yáng)棚、活動(dòng)百葉挑檐、外百葉簾、外卷簾等。內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施一般采用窗簾和百葉。兩層玻璃中間的遮陽(yáng)設(shè)施一般包括固定的和可調(diào)節(jié)的百葉。遮陽(yáng)設(shè)施設(shè)置在透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，對(duì)透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的遮陽(yáng)作用是不同的。盡管無(wú)論外遮陽(yáng)還是內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施，都可以反射部分陽(yáng)光，吸收部分陽(yáng)光，透過部分陽(yáng)光。但對(duì)于外遮陽(yáng)設(shè)施來(lái)說，只有透過的部分陽(yáng)光才能大多玻璃外表面，其中有部分透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)形成冷負(fù)荷。被外遮陽(yáng)設(shè)施吸收了的太陽(yáng)輻射熱，一般都會(huì)通過對(duì)流換熱和長(zhǎng)波輻射散熱熱量散射到室外環(huán)境中而不會(huì)對(duì)室內(nèi)造成影響。除非外卷簾全關(guān)閉，其所吸收太陽(yáng)輻射熱量會(huì)有一部分通過卷

37、簾內(nèi)表面的對(duì)流換熱再通過玻璃窗傳到室內(nèi)。但這部分熱量所占比例也是很小的。盡管內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施同樣可以反射掉部分太陽(yáng)輻射，但向外反射的一部分又會(huì)被玻璃反射回來(lái)，是反射作用減弱。更重要的是內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施吸收的輻射熱會(huì)慢慢在室內(nèi)釋放全部成為的熱。內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施只是對(duì)的熱的峰值有所延遲和衰減而已，對(duì)太陽(yáng)輻射的熱的消減效果比外遮陽(yáng)設(shè)施要差得多。但外遮陽(yáng)設(shè)施的缺點(diǎn)是比較容易損壞，容易污染而減低其反射能力，特別是可調(diào)百葉更是不容易清理和維護(hù)。因此，把百葉安置在兩層玻璃之間是一種折中的方法，例如雙層皮幕墻中間常常安裝有百葉。兩層玻璃中間安裝的遮陽(yáng)設(shè)施盡管消除了外遮陽(yáng)設(shè)施的缺點(diǎn)，但是由于遮陽(yáng)設(shè)施吸熱后升溫會(huì)加熱玻璃漸層的空氣

38、，其中部分熱量會(huì)向室內(nèi)傳導(dǎo)而減低了其隔熱能力。目前解決此問題的方法之一是在玻璃層間采取通風(fēng)措施，通過自然通風(fēng)或者機(jī)械通風(fēng)把玻璃間層的熱量排到室外，這樣就可以保證兩層玻璃中間安裝的遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)作用更接近于外遮陽(yáng)設(shè)施。遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)作用用遮陽(yáng)系數(shù)Cn來(lái)描述。其物理意義是設(shè)置了遮陽(yáng)設(shè)施后的透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)太讓輻射的熱量與威懾這遮陽(yáng)設(shè)施是的太陽(yáng)輻射得熱量之比，包含了通過包括遮陽(yáng)設(shè)施在內(nèi)的整個(gè)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的投射部分和通過吸收散熱進(jìn)入室內(nèi)的兩部分熱量之和。在通過窗的傳熱中，太陽(yáng)輻射對(duì)負(fù)荷的影響很大。因此，應(yīng)該把窗戶的遮陽(yáng)作為夏季節(jié)能措施的重點(diǎn)來(lái)考慮。遮陽(yáng)雖有內(nèi)外之分，但以外遮陽(yáng)為重要，它能直接將80的太陽(yáng)輻

39、射熱量遮擋在室外，有效地降低空調(diào)負(fù)荷，節(jié)約了能源。在滿足建筑立面設(shè)計(jì)的前提下，增設(shè)外遮陽(yáng)板、遮陽(yáng)篷及適當(dāng)增加南向、西向陽(yáng)臺(tái)的挑出長(zhǎng)度都能起到一定的遮陽(yáng)效果。實(shí)際上建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑風(fēng)格的雕刻師”。這是因?yàn)椋庹陉?yáng)在濕熱的南方有著很好的節(jié)能效果，所以，南方應(yīng)為“豐富陰影”的建筑風(fēng)格；外遮陽(yáng)在寒冷的北方效果并不明顯，所以，寒冷的北方就有了“平整立面”與“明確體量”的建筑形式。外遮陽(yáng)除了滿足節(jié)能要求之外，更可防眩光以確保采光眺望的舒適性。結(jié)合建筑形式，在南向及西向安裝一定形式的可調(diào)外遮陽(yáng)，隨使用情況進(jìn)行調(diào)解。4.3屋面的節(jié)能我國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)正處在發(fā)展的初期，建筑能耗很高，能源利用率還很低，我國(guó)南方地

40、區(qū)在夏季太陽(yáng)輻射和室外氣溫的綜合作用下，從屋頂傳人室內(nèi)的熱量要比從墻體傳入室內(nèi)的熱量多的多，由于平屋頂是氣候變化最激烈的方位，因此，對(duì)于項(xiàng)層空間的居住環(huán)境影響巨大。為了解決頂層空間的能源與居住環(huán)境問題，最好的方法莫過于對(duì)屋頂強(qiáng)化保溫設(shè)計(jì)，并避免水平天窗的設(shè)計(jì)。屋面保溫層不宜選用容重較大、熱導(dǎo)率較高的保溫材料，以防止屋面重量、厚度過大；屋面材料不宜選用吸水率較大的保溫材料，以防止屋面濕作業(yè)時(shí)，保溫層大量吸水，降低了保溫效果。其次，太陽(yáng)輻射得熱對(duì)熱負(fù)荷和冷負(fù)荷的影響較大，屋頂整天都暴露在太陽(yáng)照曬之下，因此，對(duì)太陽(yáng)輻射應(yīng)當(dāng)有目的、有計(jì)劃的靈活控制與利用，以降低太陽(yáng)輻射的負(fù)面影響。有一種利用雙層屋頂通

41、風(fēng)的隔熱方法，即在平屋頂上加建一透空通風(fēng)的第二層屋頂，幾乎可以將強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射熱完全消除。選擇屋面保溫材料時(shí)需注意以下兩個(gè)方面：一是保溫材料要輕，導(dǎo)熱系數(shù)要低；二是不應(yīng)采用吸水率較大的保溫材料。我國(guó)傳統(tǒng)的單純水泥砂漿或砂漿珍珠巖屋面顯然不能滿足以上要求。目前一些建筑的屋面保溫采用巖棉板，就可大大改善屋面保溫性能。與墻體節(jié)能改造類似，高效近年來(lái)坡屋面發(fā)展較快，這種屋面便于設(shè)置保溫層，可以在坡頂內(nèi)鋪釘玻璃棉氈或巖棉氈，還可以在天棚上噴、吹或直接鋪設(shè)玻璃棉、巖棉或其他保溫材料。而且，坡屋面對(duì)于夏季高溫時(shí)防止大量輻射熱進(jìn)入頂層室內(nèi)也有很好的效果。屋面節(jié)能的同時(shí)還可以進(jìn)行屋面的多功能開發(fā)，如在西方一些國(guó)

42、家出現(xiàn)越來(lái)越多的蓄水屋面和屋頂花園，這對(duì)于充分利用城市空間環(huán)境、改善生態(tài)環(huán)境都有重大意義。由于平屋頂是氣候變化最激烈的方位，因此，對(duì)于項(xiàng)層空間的居住環(huán)境影響巨大。為了解決頂層空間的能源與居住環(huán)境問題，最好的方法莫過于對(duì)屋頂強(qiáng)化保溫設(shè)計(jì)，并避免水平天窗的設(shè)計(jì)。屋面保溫層不宜選用容重較大、熱導(dǎo)率較高的保溫材料，以防止屋面重量、厚度過大；屋面材料不宜選用吸水率較大的保溫材料，以防止屋面濕作業(yè)時(shí)，保溫層大量吸水，降低了保溫效果。其次，太陽(yáng)輻射得熱對(duì)熱負(fù)荷和冷負(fù)荷的影響較大，屋頂整天都暴露在太陽(yáng)照曬之下，因此，對(duì)太陽(yáng)輻射應(yīng)當(dāng)有目的、有計(jì)劃的靈活控制與利用，以降低太陽(yáng)輻射的負(fù)面影響。有一種利用雙層屋頂通風(fēng)

43、的隔熱方法，即在平屋頂上加建一透空通風(fēng)的第二層屋頂，幾乎可以將強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射熱完全消除。4.3.1倒置式屋面倒置式屋面是與傳統(tǒng)屋面相對(duì)而言的。所謂倒置式屋面，就是將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的保溫層與防水層顛倒，把保溫層放在防水層的上面。例置式屋面的定義中，特別強(qiáng)調(diào)了“憎水性”保溫材料，工程中常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛭石、礦棉巖棉等都是非憎水性的，這類保溫材料如果吸濕后，其導(dǎo)熱系數(shù)將陡增，所以才出現(xiàn)了普通保溫屋面中需在保溫層上做防水層，在保溫層下做隔氣層，從而增加了造價(jià)，使構(gòu)造復(fù)雜化。其次，防水材料暴露于最上層，加速其老化，縮短了防水層的使用壽命，故應(yīng)在防水層上加做保護(hù)層，這又將增加額外的投資

44、。再次，對(duì)于封閉式保溫層而言，施工中因受天氣、工期等影響，很難做到其含水率相當(dāng)于自然風(fēng)干狀態(tài)下的含水率：如因保溫層和找平層干燥困難而采用排汽屋面的話，則由于屋面上伸出大量排汽孔，不僅影響屋面使用和觀瞻，而且人為地破壞了防水層的整體性，排汽孔上防雨蓋又常常容易碰踢脫落，反而使雨水灌人孔內(nèi)。4.3.2屋頂綠化隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的高速發(fā)展和建筑面積的急劇增加，建筑能耗將更加巨大，“城市熱島”現(xiàn)象將更為嚴(yán)重。城市建筑實(shí)行屋面綠化，可以大幅度降低建筑能耗、減少溫室氣體的排放，同時(shí)可增加城市綠地面積、美化城市、改善城市氣候環(huán)境。屋面綠化的保溫隔熱性能當(dāng)平屋面上的找坡層平均厚100ram，再加上覆土厚度為8

45、0ram的屋面，其傳熱系數(shù)K<15W(m2·K)，若覆土厚度大于200mm時(shí)，其傳熱系數(shù)K<10W(m2·K)。夏季綠化屋面與普通隔熱屋面比較，表面溫度平均要低63，屋面下的室內(nèi)溫度相比要低26。因此，屋頂綠化作為夏季隔熱有著顯著效果，可以節(jié)省大量空調(diào)用電量。例如，上海夏季空調(diào)的負(fù)荷最高值1 048萬(wàn)KVA(最高氣溫時(shí))，一般負(fù)荷600kVA(11月份)，而上海的發(fā)電能力約為800萬(wàn)kVA，電力谷峰差的缺口要靠外地輸入。提高建筑物的隔熱功能，可以節(jié)省電能耗20。對(duì)于屋面冬季保溫，采用輕質(zhì)種植土，如80的珍珠巖與20的原土，再摻入營(yíng)養(yǎng)劑等，其密度小于650kgm3

46、，導(dǎo)熱系數(shù)取值為024W(m·K)，基本覆土厚度為220ram，可計(jì)算出置值<1。由于我國(guó)地域廣闊，冬季溫度的差別很大，因此可結(jié)合各地的實(shí)際情況作不同的工藝處理。綠化屋面的防水：不少人認(rèn)為，屋頂綠化對(duì)抗?jié)B防漏不利，這是一種比較片面的看法。實(shí)際上土壤在吸水飽和后會(huì)自然形成一層憎水膜，可起到滯阻水的作用，從這個(gè)角度看對(duì)防水有利。并且覆土種植后，可以起到保護(hù)作用：使屋面免受夏季陽(yáng)光的曝曬、烘烤而顯著降低溫度，這對(duì)剛性防水層避免干縮開裂、緩解屋面震動(dòng)影響，柔性防水層和涂膜防水層減緩老化、延長(zhǎng)壽命十分有利。當(dāng)然也有不利影響：當(dāng)澆灌植物用的水肥呈一定的酸堿性時(shí)，會(huì)對(duì)屋面防水層產(chǎn)生腐蝕作用，

47、從而降低屋面防水性能。克服的辦法是：在原防水層上加抹一層厚1.5-2.Ocm的火山灰硅酸鹽水泥砂漿后再覆土種植。同普通硅酸鹽水泥砂漿相比，火山灰硅酸鹽水泥砂漿具有耐水性、耐腐蝕性、抗?jié)B性好及喜濕潤(rùn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，平常大都用于液體池壁的防水上。將它用于屋頂覆土層下的防水處理，正好物盡其用，恰到好處。在它與覆土層的共同作用下，屋頂?shù)姆浪Ч麑⒏语@著。4.3.3 蓄水屋面蓄水屋面就是在剛性防水屋面上蓄一層水，其目的是利用水蒸發(fā)時(shí)，帶走大量水層中的熱量，大量消耗曬到屋面的太陽(yáng)輻射熱，從而有效地減弱了屋面的傳熱量和降低屋面溫度，是一種較好的隔熱措施，是改善屋面熱工性能的有效途徑。蓄水屋面的隔熱性能：在相同

48、的條件下，蓄水屋面比非蓄水屋面使屋頂內(nèi)表面的溫度輸出和熱流響應(yīng)要降低得更多，且受室外擾動(dòng)的干擾較小，具有很好的隔熱和節(jié)能效果。對(duì)于蓄水屋面，由于一般是在混凝土剛性防水層上蓄水，既可利用水層隔熱降溫，又改善了混凝土的使用條件：避免了直接暴曬和冰雪雨水引起的急劇伸縮；長(zhǎng)期浸泡在水中有利于混凝土后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)；又由于混凝土有的成分在水中繼續(xù)水化產(chǎn)生濕漲，因而水中的混凝土有更好的防滲水性能。同時(shí)蓄水的蒸發(fā)和流動(dòng)能及時(shí)地將熱量帶走，減緩了整個(gè)屋面的溫度變化；另外，由于在屋面上蓄上一定厚度的水，增大了整個(gè)屋面的熱阻和溫度的衰減倍數(shù)，從而降低了屋面內(nèi)表面的最高溫度。經(jīng)實(shí)測(cè)，深蓄水屋面的頂層住戶的夏日溫度比普

49、通屋面要低2-5度。因此，由于上述優(yōu)點(diǎn)，蓄水屋面現(xiàn)在已經(jīng)被大面積推廣采用。蓄水屋面的防水：蓄水屋面除增加結(jié)構(gòu)的荷載外，如果其防水處理不當(dāng)，還可能漏水、滲水荷載外，如果其防水處理不當(dāng)，還可能漏水、滲水。因此，蓄水屋面既可用于剛性防水屋面，也可用于卷材防水屋面。采用剛性防水層時(shí)也應(yīng)按規(guī)定做好分格縫，防水層做好后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，蓄水后不得斷水。用卷材防水層時(shí)，其做法與卷材防水屋面相同，應(yīng)注意避免在潮濕條件下施工。例如，可設(shè)置一個(gè)細(xì)石混凝土防水層，但同時(shí)也可在細(xì)石混凝土中摻入占水泥重量005的三乙醇胺或1的氧化鐵，使其成為防水混凝土，提高混凝土的抗?jié)B能力，防止屋面滲滲漏。為了避免池壁裂縫，應(yīng)采用鋼筋混凝土

50、池壁或半磚、半鋼筋混凝土池壁。前者用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面，后者適應(yīng)于預(yù)制板屋面。采用磚砌池墻時(shí)，靠近池底應(yīng)做60100ram高混凝土反邊，且磚池壁應(yīng)適當(dāng)配置水平鋼筋。以上幾種做法，均避免了池墻滲漏現(xiàn)象。不再出現(xiàn)池壁裂縫，池壁內(nèi)抹灰可同池。5.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的選擇5.1建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外墻材料的選擇 1.從框架結(jié)構(gòu)建筑自身結(jié)構(gòu)材料，自重以及防抗震等自然災(zāi)害的要求下，在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，內(nèi)外墻體的設(shè)計(jì)是否得當(dāng)顯得尤為重要。作為內(nèi)外墻體，主要是起到圍護(hù)及分隔作用，并不一定要承重，但必須能承自重（本層）和抵抗風(fēng)力等。構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于施工，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)量越少越好?，F(xiàn)在，鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)材料的研究與開發(fā)取得了突破性

51、的進(jìn)展。其中，比較受到關(guān)注的應(yīng)屬ALC板、昊角墻材，歐樂板。上海中福城工程中使用了ALC板，這種掛板自重輕，抗震性能好，安裝方便，板材在工廠制作，施工不受季節(jié)影響，可大大縮短工期；具有良好的保溫隔熱性能，是理想的節(jié)能型墻體；其防火性能優(yōu)越，150毫米厚墻板的耐火極限可達(dá)4小時(shí)；由于經(jīng)過發(fā)泡處理，ALC板具有良好的密閉性和防水性能。再如，天津市在試點(diǎn)工程中，研制開發(fā)了節(jié)能型復(fù)合外墻板。整間整塊的外墻板，連同外檐飾面和門窗一次制作完成，整體安裝，墻板與結(jié)構(gòu)主體的連接采用兩種方式并用，安裝時(shí)采用墻板連接器，實(shí)現(xiàn)墻板安裝階段和使用階段與鋼結(jié)構(gòu)主體的可靠連接。釘釘子和掛物等使用要求也得到了滿足。經(jīng)過耐火

52、及抗水滲漏試驗(yàn)，隔音等指標(biāo)均滿足要求。板縫按柔性縫設(shè)計(jì)，其寬度考慮了建筑材料復(fù)合形成幾道防線，以解決板縫滲漏、熱橋以及消能減速減震等問題。此外，昊角墻材是一種紙基三角空腔結(jié)構(gòu)的新型非承重材料，有板材和砌塊。以黃板紙作為主要原材料，經(jīng)過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和防火、防水、防滲處理后，成為具有高強(qiáng)、防火、防滲、防凍、無(wú)毒、無(wú)輻射等性能的環(huán)保型新材料。它質(zhì)薄、自重輕、隔音、隔熱，單點(diǎn)吊掛力等都優(yōu)于黏土磚，且易于加工：可鋸、可釘、可漆、可膠、可復(fù)合，價(jià)格低廉。外墻間接縫及溫度伸縮縫的處理是鋼結(jié)構(gòu)建筑中最難解決的問題，由于北方的溫差大，一般的輕質(zhì)材料很難滿足要求，往往造成漏水、漏雨、漏風(fēng)等問題。更具代表性的是北

53、京引進(jìn)的所謂歐樂板（STO）。采用STO外墻保溫系統(tǒng)完全可以避免此問題的發(fā)生。STO外墻保溫系統(tǒng)是在普通的外墻體上加上一層保溫層，再加上一層無(wú)縫有一定可伸縮系數(shù)的外墻涂料。據(jù)了解，它是目前我國(guó)市場(chǎng)惟一的無(wú)水泥基外墻外保溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)集保溫、防水、裝飾功能為一體，其“無(wú)水泥”防護(hù)面層，具有很高的彈性和抗沖擊荷載能力、優(yōu)越的抗裂性及耐候性。結(jié)構(gòu)材料采用PVC合成材料，高溫下擠出一體成型。其高度可配合工地現(xiàn)場(chǎng)樓高尺寸需求訂制，可節(jié)省材料及減少現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾?？伤苄院?，可隨設(shè)計(jì)人員需要，加以彎曲變化，塑造出典雅優(yōu)美的造型。 2.立面墻墻體體系是在板材選擇的基礎(chǔ)上，運(yùn)用板材特性，達(dá)到結(jié)構(gòu)如體系建筑的實(shí)用性

54、、環(huán)保性、節(jié)能性的要求。我們可選用雙層立面墻墻體系統(tǒng)和太陽(yáng)能空氣加熱強(qiáng)系統(tǒng)。首先，雙層立面墻墻體系統(tǒng)是近幾年發(fā)展起來(lái)的,被稱為“可呼吸的皮膚”。它主要針對(duì)以往玻璃幕墻能耗高,室內(nèi)空氣質(zhì)量差的問題,利用兩層(或多層)玻璃之間留有一定寬度的通風(fēng)道并配有可隨陽(yáng)光及室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)的百葉。在冬季,雙層玻璃之間形成一個(gè)陽(yáng)光溫室,提高了建筑內(nèi)的表面溫度,節(jié)省了采暖能耗;在夏季,利用煙囪效應(yīng)對(duì)通風(fēng)道進(jìn)行通風(fēng),使玻璃之間空氣不斷被排走,達(dá)到降溫目的。特別是對(duì)于高層現(xiàn)代風(fēng)格建筑來(lái)說,幕墻和大面積玻璃是通常采用的建筑手法,據(jù)統(tǒng)計(jì)一般玻璃幕墻和墻的能耗比高達(dá)51,造成冬冷夏熱的情況,再加上直接開窗容易造成紊流,不易控制

55、室內(nèi)通風(fēng)。雙層圍護(hù)結(jié)構(gòu)在除塵、降噪等方面都大大優(yōu)于直接開窗通風(fēng),再加上特性玻璃(如低輻射玻璃、電子變色玻璃、熱變色玻璃、光變色玻璃或全信息玻璃等)的應(yīng)用和自控設(shè)備的結(jié)合,能發(fā)揮更好的節(jié)能效果。雙層立面的間距寬度設(shè)計(jì)主要指標(biāo),主要考慮以下因素:1) 滿足公用垂直系統(tǒng)的要求,雙層系統(tǒng)通常把公用垂直系統(tǒng)的通道設(shè)在其中,提高建筑的有效使用面積。2) 考慮自然通風(fēng)(煙囪效應(yīng))的通風(fēng)截面要求,這項(xiàng)指標(biāo)直接影響通風(fēng)的效果,一般樓高越高,通風(fēng)量越大,通常自然通風(fēng)風(fēng)速在1 m/s以內(nèi),換風(fēng)量根據(jù)國(guó)家暖通設(shè)計(jì)規(guī)范和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)確定,如辦公室新風(fēng)量30 m3/(h·人)50 m3/(h·人),換氣次

56、數(shù)是3次/h,會(huì)議室3次/h8次/h。3)考慮檢修通道的寬度,為節(jié)約建筑空間高度,通常把通風(fēng)管道和設(shè)備放在夾層中,設(shè)計(jì)要考慮到檢修和維護(hù)的需要設(shè)置檢修通道,為節(jié)約空間設(shè)計(jì)檢修通道盡量選擇在柱中的位置,避免通道與柱交叉增大通道截面,通常選擇外挑結(jié)構(gòu)避開夾層空間,一般情況下此界面寬度為控制寬度,所以要充分優(yōu)化,包括設(shè)備的檢修方式和位置的選擇,盡可能壓縮寬度提高有效使用面積。盡管雙層立面墻體系統(tǒng)在生態(tài)節(jié)能方面有著很大的優(yōu)勢(shì),但是占有一定的使用面積,對(duì)建筑施工技術(shù)要求高,一次性投入高,維護(hù)技術(shù)要求高,對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的推廣形成阻力,但隨著節(jié)能要求和玻璃技術(shù)的提高,以及相關(guān)配套產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)會(huì)有所提高

57、,此項(xiàng)技術(shù)還是很有發(fā)展前景的。此項(xiàng)技術(shù)的典型建筑是德國(guó)漢諾威博覽會(huì)20層大樓,該建筑位于市展覽館北入口處。核心是24 m×24 m的辦公區(qū),對(duì)角線方向布置垂直交通和輔助房,辦公房區(qū)域劃分靈活,內(nèi)部設(shè)計(jì)根據(jù)使用要求劃分成各種規(guī)模的辦公元,各個(gè)工作區(qū)域都能得到很好的空間質(zhì)量。再者，太陽(yáng)能空氣加熱墻體系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱SAH)。太陽(yáng)能空氣加熱墻體被廣泛應(yīng)用在需要大量通風(fēng)空氣的各類建筑中,尤其在高緯度亞熱帶和亞寒帶冬季需要采暖和通風(fēng)的工業(yè)廠房運(yùn)用獲得很好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng),由于它在建筑中和外墻一體化設(shè)計(jì),又被稱為太陽(yáng)能墻體。太陽(yáng)能空氣加熱墻體系統(tǒng)實(shí)際上是在朝陽(yáng)的墻上安裝太陽(yáng)能集熱板將室外的新鮮空氣加熱后用于

58、建筑通風(fēng),在改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的同時(shí)減少建筑供暖負(fù)荷。該系統(tǒng)具有原理簡(jiǎn)單、收集太陽(yáng)能效率高、造價(jià)低和回收成本時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn),極大地節(jié)約能源和供暖費(fèi)用。太陽(yáng)能空氣加熱墻體的組成簡(jiǎn)單,包括:太陽(yáng)能集熱組件、通風(fēng)系統(tǒng)、空氣處理和控制元件三部分。 1)太陽(yáng)能集熱組件主要是金屬的太陽(yáng)能穿孔集熱板、固定支撐骨架和上下防雨雪板,金屬太陽(yáng)能集熱板是鋁材和鍍鋅板材料上穿孔,選用轉(zhuǎn)換熱能達(dá)到80%的高科技涂層,設(shè)計(jì)選材要考慮集熱板的防腐以及冬季除雪霜輔助加熱系統(tǒng); 2)通風(fēng)系統(tǒng)包括保持一定風(fēng)速的進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)和風(fēng)扇前后用來(lái)輸送和分配熱空氣的風(fēng)管以及通風(fēng)系統(tǒng)中通常使用的電動(dòng)風(fēng)閥; 3)空氣處理和控制單元,冬季和過渡季節(jié)確保送風(fēng)溫度,夏季有涼爽的新風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)。太陽(yáng)能空氣加熱墻體系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)很多,它是目前世界上最有效的太陽(yáng)能墻體系統(tǒng)。系統(tǒng)不需要昂貴的玻璃,消除了暖空氣在天花板上聚積的現(xiàn)象,顏色多樣可供選擇。由于加熱板與墻體之間有空隙,所以不會(huì)把熱直接傳導(dǎo)在墻體上,減少了冬季冷空氣和夏季熱輻射的入侵。在陽(yáng)光充足的冬季白天,可以提高溫升1640,夏季遮陽(yáng)可降低外墻溫度5。即使是多云天氣,系統(tǒng)也可以提供大量的熱量來(lái)預(yù)熱新風(fēng)。系統(tǒng)利用太陽(yáng)能能達(dá)到75%80%,且安裝方便,材料設(shè)備簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)性很高,回收期在1年6年,對(duì)環(huán)境無(wú)影響,適合在各類建筑上使用。5.2玻璃材料的選擇玻璃對(duì)不同波長(zhǎng)的輻射有選