浅谈节能建筑中的保温技术与艺术表现

摘 要：节能课题在当今世界越来越受到重视，建筑艺术与建筑节能相互矛盾又密不可分，如何在两者间取得平衡，既满足节能要求，又遵循建筑设计“经济、美观、实用”三大原则，成为新的焦点及难点。本文在建筑的生态节能知识上，通过对节能技术的研究，结合建筑设计，着重阐述了外墙保温的工作原理、墙体保温性能、保温技术与不同的墙体保温技术的优劣势；与此之外更是探讨了在应用型建筑中艺术的表现能力，在生态节能的技术之下，外延造型的设计、材料的应用都予以讨论，最终说明节能技术、建筑艺术与生态节能建筑之间的关系。

关键词：生态节能建筑；建筑设计；保温技术；节能技术；艺术表现

建筑能耗，在我国就约占全国能耗30％左右。而建筑能耗是全世界资源消耗总量的50 %左右，因而建筑节能的实质是国家环境保护和节约能源政策的主要内容，是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分。实现建筑节能对经济社会发展和环境保护都具有十分重要的意义。

我国人口是一个世界上最多的发展中国家，在制定建筑节能设计发展战略时，在追求建筑节能材料的高性能、低成本的同时，要更加提高对相关能源、资源和环境保护问题的重视。在一系列的节能政策、法规、标准和强制条文的指导下，我国建筑设计的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发了许多新型的节能技术和材料，在建筑设计中大力推广使用。

我国人口众多，土地资源十分紧张，而建材的生产则是消耗土地资源最多的行业之一，我国在建筑设计的具体功能上，必须节约能源、降低建筑造价和使用费用，强调实用性和对人体及环境有益无害等生态建筑设计的定义。

何为生态设计，其所采用的材料应该是很少产生并能有效控制污染，形式和内涵必须充分体现出自然生态与社会形态。虽然大家有着不同的看法，但基本公式还是有的，例如，“生态环境材料是具有满意的使用性能和优良的环境协调性的材料。所谓优良的环境协调性是指在原料的采取制备、产品的生产制造、服役使用、废弃后的处置和循环再生利用的全过程，对资源和能源消耗少，对生态和环境污染小，循环再生利用率高”【1】

但我国目前的建筑节能水平，还远低于发达国家，我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3―5倍。北方寒冷地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20%以上，且绝大部分都是采用火力发电和燃煤锅炉，同时给环境带来严重的污染。所以建筑的节能生态设计还是本世纪我国建筑业的一个重要课题。

1. 生态技能建筑中墙体的保温技术

1.1 外墙内保温技术分析

外墙内保温就是在外墙的内侧使用苯板、保温砂浆等保温材料，从而使建筑达到保温节能作用的施工方法。该施工方法具有施工方便、对建筑外墙垂直度要求不高、施工进度快等优点。在2001年外墙保温施工中约有90％以上的工程应用内保温技术。然而，外墙内保温所带来的质量问题也随之而来。外墙内保温的一个明显的缺陷就是结构冷（热）桥的存在使局部温差过大导致产生结露现象。【2】

另外，在冬季采暖、夏季制冷的建筑中，室内温度随昼夜和季节的变化幅度通常不大（约10℃左右），这种温度变化引起建筑物内墙和楼板的线性变形和体积变化也不大。但是，外墙和屋面受室外温度和太阳辐射热的作用而引起的温度变化幅度较大。当室外温度低于室内温度时，外墙收缩的幅度比内保温隔热体系的速度快；当室外温度高于室内气温时，外墙膨胀的速度高于内保温隔热体系，这种反复形变使内保温隔热体系始终处于一种不稳定的墙体基础上，在这种形变应力反复作用下，不仅使外墙易遭受温差应力的破坏，也易造成内保温隔热体系的空鼓开裂。【3】

内保温影响居民的二次装修，内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性，决定了其必然要被外保温所替代。

1.2 内外混合保温技术分析 内外混合保温，是在施工中外保温施工操作方便的部位采用外保温，外保温施工操作不方便的部位做内保温，从而对建筑保温的施工方法。

从施工操作上看，混合保温可以提高施工速度，对外墙内保温不能保护到的内墙、板同外墙交接处的冷（热）桥部分进行有效的保护，从而使建筑处于保温中。然而，混合保温对建筑结构却存在着严重的损害。外保温做法部位使建筑物的结构墙体主要受室内温度的影响，温度变化相对较小，因而墙体处于相对稳定的温度场内，产生的温差变形应力也相对较小；内保温做法部位使建筑物的结构墙体主要受室外环境温度的影响，室外温度波动较大，因而墙体处于相对不稳定的温度场内，产生的温差变形应力相对较大。【4】局部外保温、局部内保温混合使用的保温方式，使整个建筑物外墙主体的不同部位产生不同的形变速度和形变尺寸，建筑结构处于更加不稳定的环境中，经年温差结构形变产生裂缝，从而缩短整个建筑的寿命。

工程保温做法中采用内外保温混合使用的做法是不合理的，比做内保温的危害更大，该方法已很少使用。

1.3 外墙外保温技术分析

1）适用范围广。外保温不仅适用于北方需冬季保温地区的采暖建筑，也适用于南方需夏季隔热地区的空调建筑。既适用于新建建筑，也适用于既有建筑的节能改造。

2）保温效果明显。由于保温材料置于建筑物外墙的外侧，基本上可以消除在建筑物各个部位的“热桥”影响。从而充分发挥了轻质高效保温材料的效能，相对于外墙内保温和夹心保温墙体，它可使用较薄的保温材料，达到较高的节能效果。

3）保护主体结构。置于建筑物外侧的保温层，大大减少了自然界温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响。随着建筑物层数的增加，温度对建筑竖向的影响已引起关注。国外的研究资料表明，由于温度对结构的影响，建筑物外向的热胀冷缩可能引起建筑物内部一些非结构构件的开裂，外墙采用外保温技术可以降低温度在结构内部产生的应力。

4）有利于改善室内环境。外保温不仅提高了墙体的保温隔热性能，而且增加了室内的热稳定性。它在一定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿，提高了墙体的防潮性能，可避免室内的结露、霉斑等现象。因而创造了舒适的室内居住环境。

1.4 外墙保温节能材料

节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体，既包括保温材料，也包括保冷材料。绝热材料的意义，一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境，另一方面是为了节约能源。随着世界范围内能源的日趋紧张，绝热材料在节能方面的意义日显突出。仅就一般的居民采暖的空调而言，通过使用绝热围护材料，可在现有的基础上节能50% ~80%。【5】据日本的节能实践证明，每使用1吨绝热材料，可节约标准煤3吨/年，其节能效益是材料生产成本的10倍。因此，有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的第五大“能源”。 【6】

外墙保温主要是靠保温绝热材料作为建筑围护，开发和应用高效的保温绝热材料是保证建筑节能的有效措施。目前世界各发达国家，均对绝热材料的生产和应用十分重视，之所以建筑节能工作做得好，与他们重视和发展保温材料是分不开的。

二、生态节能建筑中艺术的表现力

2.1 生态建筑中，在不影响节能技术下的艺术表现张力

建筑也是一门艺术，除了满足自身的实用性外，还存在美观性，在社会上有一定的艺术价值。在设计上我们不能只考虑建筑的经济与实用性，而忽略其美观艺术性，在当今日益受人们重视的建筑节能面前，更不可牺牲建筑的艺术价值。因此在强调了保温隔热的最有利方式之外，建筑的外观形式也很重要。追求艺术性很强的建筑不一定达到最佳节能要求，也可能对建筑外观有直接影响，每一个物体都存在其多面性，是一个矛盾的共同体。【7】我们不可顾此失彼，要在矛盾中找平衡点，使建筑达到最大程度的优化，如何使建筑物既符合降低能耗要求，又不违背“经济、美观、实用”三大原则是现代建筑的重点及难点。

路易斯.康说：我相信建筑与一切其它艺术一样，艺术家本能地要把作品制作痕迹保留下来，袭用粗野主义的手法，毫不掩饰砖的略不规整石材的纹理孔隙，木材的结疤纹路，而是将它们视作建筑工艺的装饰，我既不虚饰一个节点，也不虚饰一种材料我使它们与建筑物整体紧紧联系在一起。他的作品大多沉默静谧，令观者心灵震憾。不刻意掩饰材料形态，而是突出工艺自身的装饰性，材料的表现形态应反映材料的固有特点。【8】

2.2 材料的运用，应不仅做到生态节能，更是艺术的体现

材料运用的内外统一，凸显了结构和材料本身所创造的空间感染力。当然，艺术的真实性在不同历史阶段有着不同的内涵，对于石材饰面干挂于混凝土结构表面，或砖建筑的外表覆盖着的却是钢结构等做法，过去都会被认为是缺乏艺术真实性的表现。【9】然而，在地球资源匾乏的今天，提倡节省能源追求可持续发展成为时代的主题天然的传统建筑材料，不再提倡无节制地使用，而是有规划的使用如森林的定期砍伐，或加工成薄片作为装饰贴面使用，或在传统材料的基础上进行人工合成艺术的真实性的含义，变得比过去更加复杂。【10】

建筑节能必须以发展新型节能材料为前提，必须有足够的保温绝热材料做基础。目前，我国外墙保温技术发展很快，是节能工作的重点。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的，节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合，才能真正发挥其作用。【11】正是由于节能材料的不断革新，外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。所以在大力推广外墙保温技术的同时，要加强新型节能材料的开发和利用，从而真正地实现建筑节能。

意大利著名的结构工程师和建筑师奈尔维在他的专著《建筑的技术与艺术》中说：“一个技术上完善的作品，可能艺术效果上甚差，但是，无论是古代还是现代，却没有一个美学观点上公认杰出的而技术上却不是一个优秀作品的。看来，良好的技术对于良好的建筑来说，虽不是充分的，但却是一个必要的条件。”建筑大师密斯对技术的美感十分推崇，他的那句名言“当技术实现了它的真正使命，它就升华为艺术”十分精妙地阐释了现代技术条件下技术与艺术的关系，他说“: 我认为，搞建筑必定要直接面对建造的问题，一定要懂得结构和构造。对结构加以处理，使之能表达我们时代的特点，这时，仅仅在这时，结构成为建筑。”总之，对材料的艺术性与技术性的充分掌握，是达到建筑作品材料表现的基础，两者不可偏废。

参考文献

【1】钟善斌.浅谈建筑设计的生态概念和技术策略【J】.中国工程咨询，2006（1）：26-27

【2】胡小媛，许琳. 我国建筑绝热材料的应用现状及其前景. 保温材料与节能技术，2002，（6）：2~4

【3】刘洪涛等. 几种常见的外墙保温形式及材料. 建筑技术与应用，2001，（1）：39~40

【4】齐文龙等. 聚苯板外墙保温技术的应用. 建材・建筑・装修，2000，（2）：33

【5】徐惠忠，周明. 绝热材料生产及应用. 北京：中国建材工业出版社，2001.

【6】郭莹. 外墙内、外保温技术在建筑节能住宅中的作用. 建筑技术开发，2002，（2）：46~48

【7】张抗军.浅析现代建筑中的材料“设计”[D].东南大学，2006.

【8】索健.建筑材料表现力的探索―――赫佐格与德穆隆作品欣赏[J].房材与应用，2003，2.

【9】卫大可.建筑形态的结构逻辑[J].华中建筑，2006，1.

【10】唐爱琴.新型节能型建筑材料的发展趋势.

【11】王兰.浅谈建筑材料与建筑表现力.