浅议建筑保温节能设计

摘要：我国是个能源消耗大国。与国外相比，我国的单位建筑能耗是同等气候条件下发达国家的3倍，建筑节能是我国建筑业发展的必然趋势。本文分析了从规划阶段、建筑空间，建筑材料及建筑构造四个方面探讨了建筑节能设计，并给出了合理性建议。

关键词：墙体保温节能材料设计

随着经济的发展和人民物质生活水平的提高，城乡建筑迅速增加，而我国能源紧张，建筑耗能大却是不争的事实，因而对于住宅房屋保温节能问题已越来越被政府和社会各界所重视。

一、建筑规划阶段的节能设计

在住宅建筑规划阶段，节能设计应慎重考虑建筑物的朝向、布局、体型、间距、绿化配置等因素对节能的影响。

建筑物的朝向、布局、体型、间距、绿化配置等因素直接影响建筑物得保温节能，因此在住宅建筑规划阶段，在设计中应充分考虑以下几个方面：

（一）在朝向方面

从节能和热环境两方面考虑，建筑物应选择在向阳、避风的地段，避免东西向，以南北向或接近南北向为好，对争取日照有利。如果不能为南北向，将主要房间设在冬季朝阳和背风的方向，以减少围护结构散热量的影响。

（二）在建筑布局方面

节能建筑的形态要求体形系数小（即建筑物外表面积与其所包围的面积之比），尽量减少建筑物的外表面积。应建立气候防护单元，形成优化微气候的良好界面。建筑物平面形式应平整、简洁，外形应选用长条型，避免使用凹凸面过多、体型复杂的塔式建筑。

总之，在节能规划中，不宜采用点式住宅和单元式住宅错位拼接，以防止形成较长的外墙临空长度而不利于节能。同时，还应注意建筑间距与节能的关系，间距的确定首先要以能满足日照间距的要求为前提，使建筑南墙的太阳辐射面积在整个采暖季节中不因其他建筑的遮挡而减少。

二、选用建筑节能材料

合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。随着科技的发展，大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去，更好地起到节能效果。如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用，达到了更好的保温防潮效果；新型透光隔热玻璃(如 Low-E玻璃等)在门窗中的应用，起到了更好的透光隔热效果；采用可调节的铝材遮阳板，达到遮阳的目的。总之，保温材料的发展方向一定是防火性能好、低成本且环保的材料。

三、建筑构造节能设计

（一）墙体保温节能设计

1.内保温复合墙体设计

复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。其结构层次设计如下：

墙体结构层：指混凝土现浇或预制品的外墙，内浇外砌或砖混结构的外砖墙，以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。

空气层：空气也是一种优良的保温材料。因此，在建筑物中常用材料围成的空气隔离层，不但可以保温隔热。而且具有切断液态水分的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能。

保温隔热层：这是节能墙体的主要功能部分，常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑，此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。

保护层：主要功能是防止保温层受破坏，并阻止室内水蒸汽侵入保温层。出于防火、抗冲击和环保等方面的考虑，宜选用A级无机防火板为保护层材料。

饰面层：由于A级无机防火板具有优良的表面亲和特性，所以各种饰面材料均可使用，选用的内墙涂料和粘贴瓷砖都有良好的效果。

2.外墙保温节能设计

由于外保温技术的保温材料是贴在墙体的外侧，其保温、隔热效果明显优于内保温，有利于减薄主体结构的墙体，从而增加了房屋的使用面积。同时墙体的减轻，又可以减少建筑梁、柱的直径和钢筋数量，不但使得房屋使用面积的造价得到降低，而且便于对建筑物进行装修改造，所以墙体外保温设计尤为重要。目前外墙外保温体系常用的保温材料有阻燃型膨胀聚苯板（EPS）、聚苯颗粒保温浆料、挤塑聚苯板（XPS）、聚氨酯硬泡等，这些材料均可满足热导率λ≤0.05W/（m•K）的要求。

外墙外保温效果决定于基础墙体和保温材料的热工性能，设计应根据不同的情况进行计算比较分析，选择经济效益合适的组合方案。如以国家推广使用的新型建筑材料――蒸压加气混凝土砌体结构为例，由于加气混凝土材料的热导率较低（λ=0.19～0.22 W/（m•K）），200厚加气混凝土砌体（双面抹灰20mm厚）的传热系数计算值约为0.85～0.90W/（m2•K）（加气混凝土砌块材料干密度ρ=500～700kg/m3，未考虑热桥影响），墙体本身基本满足K≤1.0W/（m2•K）的规定要求。若加铺30mm厚阻燃型膨胀聚苯板（λ≤0.042W/（m•K），ρ=18～20kg/m3），墙体主体传热系数K≈0.56W/（m2•K），聚苯板改为50mm厚则K≈0.45W/（m2•K），保温效果大大提高。但应注意保温材料并非越厚越好，墙体传热系数达到一定值后继续加大厚度节能效率的提高趋于平缓，而经济性下降。

（二）门窗节能设计

门、窗是薄壁的轻质构体，由玻璃、型材组成，是耗热的薄弱环节，相对墙体而言，门、窗的保温隔热性能很差，大量的热量通过窗户是双向流动的。门窗缝隙是冷风渗透的主要通道，为了减少能耗，可选用气密窗、中空玻璃、塑钢门窗、密闭保温性能好的防盗门、新型外墙保温材料来达到节能效果。

在选用玻璃品种时，应根据采暖费用、空调设备的价格和制冷的比较来选择合适的玻璃品种，并从各种玻璃的太阳能阻隔特性和导热性、等方面去比较其节能效果，选择热反射玻璃、吸热玻璃、中空玻璃和低辐射玻璃等，以提高玻璃的气密水平。窗框材料对中空玻璃的性能影响较大，近年来，单框双玻彩板钢窗、聚氯乙烯塑料门窗和铝合金窗，以其良好的保温性和气密性，得到了较为广泛的应用。另外，窗户上加贴透明聚酯膜，也是节能措施之一。鉴于提高门、窗的热工性能成本高，通过逐步优化围护结构设计，也可达到最佳节能效果。

（三）屋面节能设计

在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点：其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大；其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多缺点。

（四）屋顶节能设计

1.坡屋顶设计。屋顶是建筑节能的又一组成部分，从结构上和形式上尽量设计成坡屋面，并加设通风层，可以提高建筑内热工效率，增加保温性能。

2.变屋面颜色。对于夏季日照辐射强的地区，可以采用浅色系的屋面反射阳光，降低太阳辐射强度。

3.加强屋面绿化在屋顶上设计为绿化屋面，通过绿化降低太阳辐射，同时可以丰富第五立面，增强建筑的能量损失。

4.加设太阳能装置。在屋顶上架装太阳能吸收热量，产生热水热气，满足建筑空气环境，太阳能利用模式为:集热气――补热系统――输配系统――末端。通过吸收太阳光能转化为加热水温，降低建筑内部的功能损耗并提供新的加热源。

（五）建筑隔热节能设计

隔热除考虑外墙部位需设置外。屋顶由于受太阳辐射影响最大，所以也要进行隔热设计。隔热设计主要使用隔热材料隔热和隔热构造隔热。隔热材料有填充类、板块类和热反射类。而现在有一种很廉价的隔热方式：空气层的隔热。其隔热原理是通过降低传热达到隔热的目的，而影响其隔热性能的原因有：空气间层厚度、热流方向、空气间层的密闭程度和两侧表面的光洁度。这种隔热方式现在主要被用于炎热气候地区的屋面、墙体、双层窗中，隔热效果好。同时空气间层设于墙体部分，起隔热和保温双重效果，不过水平构件只有隔热作用。

参考文献：

1. 臧礼华：《浅谈外保温在住宅建筑节能设计中的重要性》，《工程建设与档案》2005年第5期。

2. 樊萍：《建筑保温节能设计》，《有色冶金节能》，2003年第6期。

3. 桑九强：《节能型EPS外墙外保温系统在建筑节能设计上的推广与应用》，《石油石化节能》，2008年第6期。