1、    高層建筑圍護(hù)節(jié)能設(shè)計(jì)    李明孝摘 要：文章通過對(duì)高層建筑中的建筑圍護(hù)的幾個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能減排的研究，通過的對(duì)它們的討論，對(duì)于高層建筑建設(shè)具有指導(dǎo)意義關(guān)鍵詞：建筑圍護(hù)；節(jié)能設(shè)計(jì)；墻；窗戶節(jié)能減排是當(dāng)今社會(huì)一大主題，尤其是現(xiàn)代居住的高層建筑，對(duì)于節(jié)能減排要求更高，從而滿足居民更高的生活需求，降低生活成本。我們以華北地區(qū)高層建筑物為例，經(jīng)研究表明：通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱占傳熱耗熱量的73%-77%，其中建筑物與圍護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙的傳熱耗熱量占23%-27%。另外，在環(huán)境更加寒冷的東北地區(qū)的高層建筑，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅，在建筑物耗熱量中，傳熱耗熱量約占71%空氣滲

2、透耗熱量約占29%在傳熱耗熱一所占份額中，窗戶約占28.7%、外墻約占27.9%、屋頂約占8.6%、地面約占3.6%、陽臺(tái)門下部約占1.4%和外門約占1%窗戶的傳熱耗熱t(yī)與空氣滲透耗熱量相加，約占全部耗熱量的57.7%從傳熱耗熱量的構(gòu)成來看，外墻所占比例最大，其次是窗戶，以下是樓梯間隔墻（在有不采暖樓梯間情況下）和屋頂，陽臺(tái)門下部、戶門和地面所占比例較小，但這些部位的保溫也是不可忽視的。可以看出，窗戶是耗熱的薄弱環(huán)節(jié)，是節(jié)能的重點(diǎn)部位，改善建筑物窗戶（包括陽臺(tái)門的保溫性能和加強(qiáng)窗戶的氣密性是節(jié)能的關(guān)鍵措施。我們以下幾個(gè)方面著手減排。1 外墻和屋面1.1 外墻按照新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外墻的保調(diào)新規(guī)定，墻體為

3、單一材料，滿足要求的僅僅有加氣混凝土墻體，另外，熱橋部分需要特殊處理。如果使用粘土空心磚做墻體，不同地區(qū)厚度不同，而且很厚，如西安地區(qū)37cm，北京市49cm，長春市76cm，哈爾濱地區(qū)為102cm。如此厚度的外墻顯然是不實(shí)際的。因此我們需要在其它方面考慮，從而降低墻體厚度。內(nèi)保溫的墻體的建筑存在明顯的缺點(diǎn)，如顯著影響周邊熱橋，同時(shí)占用用戶的實(shí)際使用面積和影響二次裝修。如能解決抗震柱、圈粱等熱橋部位外側(cè)的保溫以及二次裝修等問題，則內(nèi)保溫墻體仍有一定的使用價(jià)值。北京市已于1997年1月l日開始實(shí)施住宅商品房以使用面積計(jì)價(jià)的政策，這一政策將有力地促進(jìn)墻體材料革新和建筑節(jié)能的發(fā)展。1.2 屋面1.2

4、.1 屋面的類型。目前屋面主要由四種類型，它們分別為夾芯保溫層、內(nèi)保溫層、外保溫層和單一保溫屋面，它們是按照保溫層所在的屋面的位置分。目前屋面保溫多采用外保溫屋面，雖然新標(biāo)準(zhǔn)在屋面方面提出更高的要求，但是目前高層建筑仍然采用外保溫結(jié)構(gòu)。為了提高屋面的保溫性能，以滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求，主要應(yīng)從采用輕質(zhì)高效、吸水率低或不吸水的可長期使用、性能穩(wěn)定的保溫材料作為保溫隔熱層，以及改進(jìn)屋面構(gòu)造、使之有利于排除濕氣等措施。經(jīng)研究目前國外一些發(fā)達(dá)國家，屋面保溫隔熱層多使用徑質(zhì)高強(qiáng)、吸水率極低的擠塑型聚苯板材料。我們?cè)谛碌母邔咏ㄖ锌梢越梃b這個(gè)經(jīng)驗(yàn)。目前我國一些科研單位研發(fā)出新的保溫材料僧水型水泥膨脹珍珠巖保溫板

5、、憎水型廢橡膠防水膠粘結(jié)膝脹珍珠巖保溫板、水泥聚笨保溫隔熱空心砌塊等屋面保溫隔熱材料，以及屋面架爭、微通風(fēng)等構(gòu)造做法，均有利于提高屋面的保溫隔熱性能，從而取得較好的節(jié)能和改善頂層房間熱環(huán)境的效果。1.2.2 屋面材料。根據(jù)屋面保溫使用材料可分為：加氣混凝土保溫屋面乳化瀝青珍珠巖保溫屋面：憎水型珍珠巖保溫屋面；聚苯板保溫屋面；水泥聚苯板保溫屋面；巖棉、玻璃棉板保溫屋面；彩色鋼板聚氮酷硬泡夾央芯保溫屋面等。2 門窗和地下室2.1 門窗高層建筑中傳熱或空氣滲透最薄弱的環(huán)節(jié)為門窗。達(dá)到節(jié)能一半的目標(biāo)，它對(duì)門窗的密閉性和保溫效果提出更為苛刻的要求。目前市場雙層玻璃的塑料窗可以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求，可是它存在

6、以下缺點(diǎn)：雙層玻璃不便于清洗、增加窗戶的重量，結(jié)構(gòu)復(fù)雜不利于安裝，因此我們需要探索新思路，研究新方法和新材料。2.1.1 改善門窗保溫性能的措施。鑲嵌部位的保溫能力提高，增加其空氣間層數(shù)目和加強(qiáng)其對(duì)紅外線的反射能力是外門窗鑲嵌部位提高保溫性能兩種主要方法。為增加空氣層層數(shù)可采用多層透明鑲嵌材料。經(jīng)實(shí)測(cè)及河研知，空氣間層的最佳厚度為2025mm。當(dāng)采用雙層或三層玻璃時(shí)，還需注意中間空氣層的防塵和防結(jié)露問題。此外，在窗內(nèi)窗外側(cè)粘貼透明塑料薄膜也可形成空氣間層.取得一定的保溫效果。提高鑲嵌材料對(duì)紅外線的反射能力也可改善其保溫性能。一種對(duì)紅外線高反射，低輻射放熱性的紅外線反射薄膜材料在我國已取得初步研

7、制成果，將其和普通玻璃組成中空鑲嵌組合體，保溫能力高于普通中空玻璃，傳熱系數(shù)比使用單層玻璃可降低，大大減少透過鑲鉑嵌材料的熱損失2.1.2 加強(qiáng)窗框部分的保溫措施。窗框的絕熱處理時(shí)改善窗框保溫能力的主要方法，目前在金屬窗框之間增加高效保溫材料，提高窗框部分絕熱系數(shù)，或利用傳熱系數(shù)低的空氣層，將窗框做成空腹從而提高窗框絕熱系數(shù)。另外，設(shè)計(jì)過程中從材質(zhì)上考慮，采用導(dǎo)熱系數(shù)低的材質(zhì)做窗框，從而降低熱損耗。2.1.3 門窗的氣密性。節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)門窗氣密性的要求，加強(qiáng)窗戶的氣密性的措施：我國目前常用窗的氣密性水平還處于較低的階段。經(jīng)過近幾年的測(cè)定和調(diào)研.特別是在常用窗型中用量最多的鋼窗，其氣密性等級(jí)均處于

8、相當(dāng)?shù)偷姆度?nèi)。而國外的民用建筑，尤其是居住建筑，外窗的氣密性等級(jí)都要求在1-2級(jí)之間。由此可知，不改變窗戶氣密性水平過低的問題。在鋼窗中，能夠達(dá)到2-3級(jí)的窗戶，需要在制作和安裝過程中，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國標(biāo)要求，尤其氣密條或類似氣密條的物質(zhì)。平開鋁窗、塑料窗、鋼塑復(fù)合窗等能達(dá)到1級(jí)。氣密性在新標(biāo)準(zhǔn)中的要求保持不變，原因有二，一是目前氣密性已經(jīng)滿足房間的換氣需求；二是目前技術(shù)水平的可行性。窗戶的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)窗戶的經(jīng)濟(jì)性，不能簡單考慮單位面積的價(jià)格，還要考慮大局全面考慮整體使用情況。如目前市場上的單層鋼窗或木窗，單位面積的價(jià)格是很低，初期投資小，但是每隔一段時(shí)間需要維修，而且使用時(shí)間短，因此從整體

9、經(jīng)濟(jì)上說，這種門窗不實(shí)用。較為全面的考慮，選型過程中應(yīng)該考慮建筑物的使用年限，同時(shí)考慮一次性投資、維護(hù)和更換費(fèi)用。由于窗戶的傳熱系數(shù)和供暖單位能耗也有關(guān)系，因此，在窗戶選型過程中，傳熱系數(shù)也是選擇的重要的性能指標(biāo)。價(jià)格低廉的單層鋼窗，其絕熱系數(shù)偏大，造成供暖成本偏高；價(jià)格稍高的單層塑料窗，但是兩者的供暖的成本相差不大；單框雙玻塑料窗供熱成本低，但是制造成本增加。2.2 地下室把建筑物設(shè)于地下室或地下通風(fēng)層之上是防止房向內(nèi)的熱量被吸收入土層中去的一種有效辦法。用這種辦法，需要在地下室或地下通風(fēng)層修筑有效的保溫設(shè)施。由于房間內(nèi)的很大一部分暖氣是通過地下室上部的，尤其是盯出地面以上的墻體泄出室外的。因此，對(duì)這些部分更應(yīng)加強(qiáng)保溫的要求如果第一層的底下需要留出通風(fēng)孔，則必須在第一層的地面底部設(shè)置保溫措施。地下室的保溫層可以設(shè)于墻內(nèi)或墻外，但如地下室本身有采暖設(shè)施時(shí)，則保溫層還是設(shè)在墻外比較好3 結(jié)語通過研究外墻、屋面、門窗和地下室的討論，在高層建設(shè)過程中，提供選擇的思路，這樣有利于施