浅谈建筑平面及其围护结构的节能设计措施

摘要：建筑节能是执行节约能源、保护环境基本国策的重要组成部分，本文通过结合工程实践，从建筑规划入手，针对建筑围护结构节能设计，从外墙、屋面及其外窗方面提出可行的节能设计思路及其措施，指导同类工程施工。

关键词：建筑节能；围护结构；外墙节能；屋面节能

Abstract: the energy conservation of the building is executive to save energy, environmental protection is an important part of the basic state policy, this paper through the combined with engineering practice, and from architectural planning of building palisade structure for energy saving design, from the outer wall, roof and put forward the feasible outside the window of the energy saving design ideas and measures, and guide the similar project construction.

Keywords: building energy efficiency; Palisade structure; Exterior wall energy saving; Roof energy saving

中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：

引言

节约常规能源并不仅是为了发展经济、解决资源短缺的一项举措，也是对人类赖以生存的地球环境进行保护的一项严峻而又迫切的任务。通过在建筑设计中应选用生产时耗能少及自重轻的建筑材料节约材料生产及建筑施工的能耗，同时建筑设计上更多地采取节能措施，可有效地降低建筑使用能耗。

小区规划与建筑节能设计

为了有效地达到最佳建筑节能效果，首先应当从建筑布局入手。建筑群的规划布置、建筑物的平、立面设计和门窗洞口位置应有利于自然通风，并考虑冬季利用日照且避开主导风向，夏季利用凉爽时段的自然风。区域内应增加绿地和水域面积，减少硬化地面，或采取其他有利于减轻区域热岛效应的措施。建筑物的朝向宜采用南北向布置,或接近南北向布置。建筑平面布置时，宜使居室朝向南偏东15°至偏西15°范围，不宜超出南偏东45°至偏西30°范围。对于条式建筑物的体形系数不应超过0.3，点式建筑物的体形系数不应超过0.40，三层及以下建筑(含四层独栋别墅)的体形系数不应超过0.55。

建筑围护结构热工设计

建筑物的外窗(包括阳台门的透明部分)的面积不应过大，对于不同朝向、不同窗墙面积比的外窗,其传热系数应符合相关规定。居住建筑的天窗面积不应大于屋顶总面积的4%，传热系数不应大于4.0W/(m2K)，本身的遮阳系数不应大于0.5。多层住宅外窗宜采用平开窗,卧室、起居室不宜设置凸窗。外窗宜设置外遮阳设施。遮阳设施应能有效地遮挡夏季太阳辐射。还应避免对窗口通风产生不利的影响。宜采用以下遮阳形式：（1）活动外遮阳装置:百叶可调节外遮阳、遮阳窗帘等。（2）窗户本体遮阳:宜采用热反射镀膜玻璃、低辐射玻璃、镀膜或着色玻璃窗。不宜采用可见光透光率低于60%的镀膜或着色玻璃窗。

居住建筑的屋顶和外墙宜采取下列节能措施。建筑外表面宜采用浅色饰面材料，如采用浅色涂料和浅色饰面砖。外墙宜采用外保温隔热措施,并对热桥(冷桥)部位采取适宜的保温措施。屋顶应采用保温隔热措施，宜采用各种不同构造形式的倒置式屋顶；对于坡屋面，其屋顶内宜设置贴铝箔的封闭空气间层。平屋顶宜采用有土或无土种植屋面。屋顶宜采用平、坡屋顶结合的构造形式，在屋顶上可设置花架、种植爬藤类植物。

建筑围护结构节能技术

4.1外墙节能技术

在住宅建筑的护结构中，外墙所占面积最大，所以外墙节能占有重要位置。外墙节能主要是提高墙体的保温隔热性能，以减少其传热损失以及在夏季的内表面温度波动。因此，外墙节能可采用不同的保温材料与基层墙体复合，构成复合保温墙体，或采用具有较高热阻的墙体材料实现墙体自保温。复合保温根据保温材料在墙体中的位置，可分为外保温、中保温、内保温和组合保温(中保温与内保温的组合)。

外墙外保温是指在建筑物外墙的外表面上设置保温层，这是一种先进的外墙节能技术，具有很多优点，但对其组成材料和系统的技术性能以及施工技术的要求较高。采取外墙外保温节能技术，以保温层材料为例，已从原先的发泡(膨胀)聚苯板(EPS板)扩展到ZL胶粉聚苯颗粒保温浆料、挤塑聚苯板)、岩棉板、聚氨酯泡沫塑料、泡沫玻璃等。外墙外保温已经成为当前重要而且是主导性的建筑节能措施。保温层设置在外墙外侧，可以用诸如膨胀聚苯板、挤塑聚苯板、聚氨酪泡沫塑料、矿(岩)棉板等高效保温材料[入=0.05W/(m·K)]，能以较小的厚度获得较大的热阻。而一般泡沫塑料类保温材料因其具有可燃性，不宜用于内保温。目前可采用的外墙外保温应用系统如膨胀聚苯板(EPS板)薄抹灰系统。

外墙内保温通过将墙体的保温隔热层设置在外墙内表面的一侧。在中国建筑节能发展的起步阶段，内保温有着广泛的应用。这是因为外保温技术当时在中国还不成熟，节能标准对围护结构的要求还不高，还有就是经济承受力方面的原因。

外墙自保温是一种依靠墙体材料自身的热阻满足传热系数和热情性指标要求的节能技术。内墙体自身的热阻和热情性较高，所以不需要再在其外侧或内侧复合保温层。目前能满足自保温要求的墙体稠料有蒸压加气混凝土制品和钢丝网水泥聚苯夹芯板(3D板)两种。

4.2屋面节能技术

坡屋面是近几年来对多层住宅提倡采用的一种屋面构造形式，它美化建筑与城市形象，增加住宅使用空间，能减少屋面渗漏和顶层墙体开裂，有利于导风，减少风力损失与建筑背风面的风影区，并可利用顶层空间构成丰富的复式单元，深受住户喜爱与欢迎。但是，坡屋面随室外冷、热作用的面积较平屋面大，跃层的平均层高又较低．故坡屋面对顶层热环境的影响甚于平屋面。特别是坡屋面没栈坡层，屋面本身的热阻和热情性指标值较小。所以，要达到K≤1.0W/(m2．K)或K≤0.8W/ (m2．K)的指标，除结构层采用较大热阻的屋面板材外，均须在屋面中设置保温隔热层。

坡屋面的结构层以整体现浇钢筋混凝土为主，对以钢筋混凝土为基层的坡屋面，保温层宜设置在基层上侧，构成复合保温屋面；对于轻钢结构屋面，保温层应分别设置在结构层的上侧和下侧；而对于采用加气混凝土屋面板的屋面，由于加气混凝土材料的导热系数较小，当屋面板达到一定厚度后，屋面结构层已具有足够的保温隔热能力，是一种保温与结构层合二为一的自保温屋面。而在外保温或自保温尚不能满足屋面的保温隔热要求时，可再在基层内侧设置保温层。根据瓦材与屋面连接方式不同，坡屋面可分为瓦材挂型和泥背粘铺型两种形式。前者在屋面上部设有挂瓦条和顺水条，瓦材以钉挂方式固定在挂瓦条上；后者为瓦材直接采用在保温层或防水层上设置泥背的方式粘铺。

4.3外窗节能技术

外窗节能可从以下方面来考虑：（1）减少因室内外温差产生的传热，阻挡室内外热量的交流，降低窗户的传热系数。减少窗户的内外温差传热，是夏热冬冷地区外窗节能的主要途径。因为房间在冬季采暖和夏季空调降温的情况下，外窗两侧存在温差，而根据《节能设计标准》，外窗传热系数的规定性指标大于外墙和屋面。因此外窗是护结构传热的主通道，需要根据《节能设计标准》的要求严格控制外窗的传热系数。设计上，为了有效地减少外窗的温差传热，应该采用热阻大的玻璃、窗框和窗扇材料以及它们之间能满足传热系数指标要求的良好组合。

（2）减小夏季透过窗户进入室内的太阳辐射热，即降低窗玻璃的遮阳系数或窗户的综合遮阳系数。 在炎热的夏季室内普通采用空调降温的情况下，透过窗户进入室内的太阳辐射热是构成空调负荷的主要部分。因此，控制这部分热量，也是建筑节能的重要方面。但对夏热冬冷地区而言，降低窗户尤其是窗玻璃的遮阳系数，不仅会影响可见光的透过，也会影响冬季对太阳辐射热的利用。虽然夏热冬冷地区的建筑热工设计应以夏季防热为主，但该地区的广大居民长期以来在冬季酷爱阳光入室，从生态角度分析，无疑也是一种需要。因此在这方面，主要按制的应是东、西向外窗，特则是西向外窗。因为在夏季室外高温时段，垂直墙面以西向的太阳辐射照度最大。而过去的大多数住宅，缺少的恰恰是东、西向外窗的遮阳(多层住宅南向或北向往往会有凸出的阳台)。因此，对于这方面的节能，如设计上可采取降低东西向外窗玻璃的遮阳系数或具有热反射性能的玻璃(如热反射玻璃、低辐射中空玻璃)以及用建筑节能功能膜作玻璃贴膜等。

结语

文章通过结合工程实践，从建筑规划入手，针对建筑围护结构节能设计，从外墙、屋面及其外窗方面提出可行的节能设计思路及其措施，指导同类工程施工。

参考文献：

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