谈建筑围护结构的节能改造

【摘要】建筑节能关系国计民生，作为一个正在成长的可持续发展行业。建筑围护结构是建筑节能的薄弱环节，对这些部分进行相对应的节能改造是我们推动低碳生活，降低建筑能耗的主要办法。

【关键词】建筑；维护结构；节能；改造

1 建筑围护结构的分类

建筑工程建筑面积计算规范GB / T 50353-2005中规定： 围护结构 （envelop enclosure ）是指围合建筑空间四周的墙体、门、窗等。 构成建筑空间,抵御环境不利影响的构件(也包括某些配件)。根据在建筑物中的位置,围护结构分为护结构和内围护结构。护结构包括外墙、屋顶、侧窗、外门等，用以抵御风雨、温度变化、太阳辐射等，应具有保温、隔热、隔声、防水、防潮、耐火、耐久等性能。内围护结构如隔墙、楼板和内门窗等，起分隔室内空间作用，应具有隔声、隔视线以及某些特殊要求的性能。

2 建筑围护结构的性能

2.1 保温

在寒冷地区,保温对房屋的使用质量和能源消耗关系密切。围护结构在冬季应具有保持室内热量，减少热损失的能力。其保温性能用热阻和热稳定性来衡量。保温措施有：增加墙厚；利用保温性能好的材料；设置封闭的空气间层等。

2.2 隔热

围护结构在夏季应具有抵抗室外热作用的能力。在太阳辐射热和室外高温作用下，围护结构内表面如能保持适应生活需要的温度,则表明隔热性能良好;反之，则表明隔热性能不良。提高围护结构隔热性能的措施有：设隔热层，加大热阻；采用通风间层构造；外表面采用对太阳辐射热反射率高的材料等。

2.3 隔声

围护结构对空气声和撞击声的隔绝能力。墙和门窗等构件以隔绝空气声为主；楼板以隔绝撞击声为主。

2.4 防水防潮

屋顶应具有可靠的防水性能，即屋面材料的吸水性要小而抗渗性要高。外墙应具有防潮性能，潮湿的墙体会恶化室内条件，降低保温性能和损坏建筑材料。外墙受潮的原因有：①雨水通过毛细管作用或风压作用向墙内渗透；②地下毛细水或地下潮气上升到墙体内；③墙内水蒸气在冬季形成的凝结水等。为避免墙身受潮，应采用密实的材料作外饰面；设置墙基防潮层以及在适当部位设隔汽层。

2.5 防火

围护结构要有抵抗火灾的能力，常以构件的燃烧性能和耐火极限来衡量。构件按燃烧性能可分为燃烧体、难燃烧体、非燃烧体。构件的耐火极限，取决于材料种类、截面尺寸和保护层厚度等，以小时计，在建筑防火规范中有详细规定。

2.6 耐久

围护结构在长期使用和正常维修条件下，仍能保持所要求的使用质量的性能。影响围护结构耐久性的因素有：冻融作用、盐类结晶作用、雨水冲淋和受潮、老化、大气污染、化学腐蚀、生物侵袭、磨损和撞击等。不同材料的围护结构受这些因素影响的程度是不同的。

3 节能改造的措施

3.1 对墙体的改造

在围护结构的传热能耗中，外墙约占25%左右，由此可见改善墙体的保温隔热性能能够明显提高建筑的节能效果。外墙包括主体部位和周边热桥（构造柱、圈梁以及楼板伸入外墙部分等）部位在内的传热系数平均值。按外墙各部位（不包括门窗）的传热系数对其面积的加权平均计算求得。单位：W/(m2•K)。征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标，其值等于材料层热阻与蓄热系数的乘积。 热惰性指标D值，是表征围护结构对周期性温度波在其内部衰减快慢程度的一个无量纲指标，单层结构D = R•S；多层结构D = ∑R•S。式中R为结构层的热阻，S为相应材料层的蓄热系数，D值愈大，周期性温度波在其内部的衰减愈快，围护结构的热稳定性愈好。外墙平均传热系数越小，墙体保温隔热性能越好。热惰性指标越大，对温度波动的衰减能力越大，穿透围护结构的时间越长，室内表面温度波动越小。

3.1.1 外墙外保温

在建筑中，外墙围护结构的热损耗较大，墙体又是护结构的主要组成部分，按价值工程原理，发展外墙保温技术成了实现建筑节能的重要环节，不仅能节约大量能源，还能给住户提供一个舒适的环境，带来许多实惠。外墙外保温体系是将憎水性、低收缩率的保温材料通过粘结或锚固牢固地置于建筑物墙体外侧，并在其外侧施工装饰层的方法。在住宅工程中，目前主要流行有聚苯颗粒浆料外墙外保温、聚苯板薄抹灰外墙外保温、现场模浇硬泡聚氨酯外墙外保温等几种外保温技术。

3.1.2 外墙内保温

外墙内保温体系也是一种传统的保温方式，目前在欧洲一些国家应用较多，它本身做法简单，造价较低，但是很在热桥的处理上容易出现问题。但在我国的夏热冬冷和夏热冬暖地区，还是有很大的应用空间和潜力。目前。有以下几种做法：1）在外墙内侧粘贴或砌筑块状保温板（如膨胀珍珠岩板、水泥聚苯板、加气混凝土块、EPS板等），并在表面抹保护层（如水泥砂浆或聚合物水泥砂浆等）。2）在外墙内侧拼装GRC聚苯复合板或石膏聚苯复合板，表面刮腻子。3）在外墙内侧安装岩棉轻钢龙骨纸面石膏板（或其他板材）。4）在外墙内侧抹保温砂浆。4）公共建筑外墙、地下车库顶板现场喷涂超细玻璃棉绝热吸声系统。

3.2对屋顶的改造

屋顶是居住建筑热桥面积较大的部位，热量容易散失，尤其是对顶层住户影响最大。屋顶外表面宜采用浅色饰面材料，在夏季，能够反射较多的太阳辐射，从而降低夏季空调能耗和屋顶内表面温度。平屋顶可采用植被屋顶，火灾保温层上设置通风架空层，坡屋顶和设置通风层。平屋顶保温层的构造方式有正置式和倒置式两种。传统正置式容易发生结露。倒置式能够有效防止保温层内部结露。目前居住建筑屋顶保温构造中，多采用“倒置式外墙保温结构体系”。

3.3 对门窗的改造

建筑门窗是建筑围护结构中传热和空气渗透最薄弱的部位，是影响室内热环境和建筑节能的重要因素之一。门窗的能耗约为墙体的四倍，屋面的五倍，地面的二十多倍，约占维护结构总能耗的四成至五成。外窗的能耗包括通过玻璃、窗框的传热，窗缝的空气渗透和夏季太阳的辐射得热。大量调查表明，太阳辐射通过窗户进入室内的热量是造成室内过热的主要原因，占建筑空调冷负荷的四成以上。目前有铝合金断热型材、铝木复合型材、钢塑整体挤出型材以及UPVC 塑料型材等一些技术含量较高的节能产品。为了解决大面积玻璃造成能量损失过大的问题，将普通玻璃加工成中空玻璃、镀膜玻璃、高强度LOW-E防火玻璃、采用磁控真空溅射放射方法镀制含金属层的玻璃以及最特别的智能玻璃。

4 结语

在建筑中积极提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况，促进我国国民经济建设的发展。因此，建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。

参考文献：

[1]陈福谦; 曾俊英; 推进建筑节能设计 营造健康舒适建筑[J]. 深圳土木与建筑 2005年03期

[2]陈福谦; 张继春; 任培秋; 建筑节能设计文件中常出现的问题[J]. 深圳土木与建筑 2007年02期

[3]王玉玲; 朱江雁; 浅谈住宅建筑节能设计[J]. 新疆化工 2006年01期

作者简介：

苏雷，男，1980年11月生，北京华宇工程有限公司助理工程师，从事建筑结构设计工作。