高层建筑围护节能设计

李明孝

摘 要：文章通过对高层建筑中的建筑围护的几个结构进行节能减排的研究，通过的对它们的讨论，对于高层建筑建设具有指导意义

关键词：建筑围护；节能设计；墙；窗户

节能减排是当今社会一大主题，尤其是现代居住的高层建筑，对于节能减排要求更高，从而满足居民更高的生活需求，降低生活成本。我们以华北地区高层建筑物为例，经研究表明：通过围护结构传热占传热耗热量的73%-77%，其中建筑物与围护结构缝隙的传热耗热量占23%-27%。

另外，在环境更加寒冷的东北地区的高层建筑，钢筋混凝土结构住宅，在建筑物耗热量中，传热耗热量约占71%空气渗透耗热量约占29%在传热耗热一所占份额中，窗户约占28.7%、外墙约占27.9%、屋顶约占8.6%、地面约占3.6%、阳台门下部约占1.4%和外门约占1%窗户的传热耗热t与空气渗透耗热量相加，约占全部耗热量的57.7%从传热耗热量的构成来看，外墙所占比例最大，其次是窗户，以下是楼梯间隔墙（在有不采暖楼梯间情况下）和屋顶，阳台门下部、户门和地面所占比例较小，但这些部位的保温也是不可忽视的。可以看出，窗户是耗热的薄弱环节，是节能的重点部位，改善建筑物窗户（包括阳台门〕的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键措施。我们以下几个方面着手减排。

1 外墙和屋面

1.1 外墙

按照新标准对外墙的保调新规定，墙体为单一材料，满足要求的仅仅有加气混凝土墙体，另外，热桥部分需要特殊处理。如果使用粘土空心砖做墙体，不同地区厚度不同，而且很厚，如西安地区37cm，北京市49cm，长春市76cm，哈尔滨地区为102cm。如此厚度的外墙显然是不实际的。因此我们需要在其它方面考虑，从而降低墙体厚度。

内保温的墙体的建筑存在明显的缺点，如显著影响周边热桥，同时占用用户的实际使用面积和影响二次装修。如能解决抗震柱、圈粱等热桥部位外侧的保温以及二次装修等问题，则内保温墙体仍有一定的使用价值。北京市已于1997年1月l日开始实施住宅商品房以使用面积计价的政策，这一政策将有力地促进墙体材料革新和建筑节能的发展。

1.2 屋面

1.2.1 屋面的类型。目前屋面主要由四种类型，它们分别为夹芯保温层、内保温层、外保温层和单一保温屋面，它们是按照保温层所在的屋面的位置分。目前屋面保温多采用外保温屋面，虽然新标准在屋面方面提出更高的要求，但是目前高层建筑仍然采用外保温结构。

为了提高屋面的保温性能，以满足新标准的要求，主要应从采用轻质高效、吸水率低或不吸水的可长期使用、性能稳定的保温材料作为保温隔热层，以及改进屋面构造、使之有利于排除湿气等措施。经研究目前国外一些发达国家，屋面保温隔热层多使用径质高强、吸水率极低的挤塑型聚苯板材料。我们在新的高层建筑中可以借鉴这个经验。目前我国一些科研单位研发出新的保温材料僧水型水泥膨胀珍珠岩保温板、憎水型废橡胶防水胶粘结膝胀珍珠岩保温板、水泥聚笨保温隔热空心砌块等屋面保温隔热材料，以及屋面架争、微通风等构造做法，均有利于提高屋面的保温隔热性能，从而取得较好的节能和改善顶层房间热环境的效果。

1.2.2 屋面材料。根据屋面保温使用材料可分为：加气混凝土保温屋面乳化沥青珍珠岩保温屋面：憎水型珍珠岩保温屋面；聚苯板保温屋面；水泥聚苯板保温屋面；岩棉、玻璃棉板保温屋面；彩色钢板聚氮酷硬泡夹央芯保温屋面等。

2 门窗和地下室

2.1 门窗

高层建筑中传热或空气渗透最薄弱的环节为门窗。达到节能一半的目标，它对门窗的密闭性和保温效果提出更为苛刻的要求。目前市场双层玻璃的塑料窗可以达到新标准的要求，可是它存在以下缺点：双层玻璃不便于清洗、增加窗户的重量，结构复杂不利于安装，因此我们需要探索新思路，研究新方法和新材料。

2.1.1 改善门窗保温性能的措施。镶嵌部位的保温能力提高，增加其空气间层数目和加强其对红外线的反射能力是外门窗镶嵌部位提高保温性能两种主要方法。为增加空气层层数可采用多层透明镶嵌材料。经实测及河研知，空气间层的最佳厚度为20～25mm。当采用双层或三层玻璃时，还需注意中间空气层的防尘和防结露问题。此外，在窗内窗外侧粘贴透明塑料薄膜也可形成空气间层.取得一定的保温效果。提高镶嵌材料对红外线的反射能力也可改善其保温性能。一种对红外线高反射，低辐射放热性的红外线反射薄膜材料在我国已取得初步研制成果，将其和普通玻璃组成中空镶嵌组合体，保温能力高于普通中空玻璃，传热系数比使用单层玻璃可降低，大大减少透过镶铂嵌材料的热损失

2.1.2 加强窗框部分的保温措施。窗框的绝热处理时改善窗框保温能力的主要方法，目前在金属窗框之间增加高效保温材料，提高窗框部分绝热系数，或利用传热系数低的空气层，将窗框做成空腹从而提高窗框绝热系数。另外，设计过程中从材质上考虑，采用导热系数低的材质做窗框，从而降低热损耗。

2.1.3 门窗的气密性。节能标准对门窗气密性的要求，加强窗户的气密性的措施：我国目前常用窗的气密性水平还处于较低的阶段。经过近几年的测定和调研.特别是在常用窗型中用量最多的钢窗，其气密性等级均处于相当低的范圈内。而国外的民用建筑，尤其是居住建筑，外窗的气密性等级都要求在1-2级之间。由此可知，不改变窗户气密性水平过低的问题。在钢窗中，能够达到2-3级的窗户，需要在制作和安装过程中，各项指标均达到国标要求，尤其气密条或类似气密条的物质。平开铝窗、塑料窗、钢塑复合窗等能达到1级。气密性在新标准中的要求保持不变，原因有二，一是目前气密性已经满足房间的换气需求；二是目前技术水平的可行性。

窗户的经济评价评价窗户的经济性，不能简单考虑单位面积的价格，还要考虑大局—全面考虑整体使用情况。如目前市场上的单层钢窗或木窗，单位面积的价格是很低，初期投资小，但是每隔一段时间需要维修，而且使用时间短，因此从整体经济上说，这种门窗不实用。较为全面的考虑，选型过程中应该考虑建筑物的使用年限，同时考虑一次性投资、维护和更换费用。由于窗户的传热系数和供暖单位能耗也有关系，因此，在窗户选型过程中，传热系数也是选择的重要的性能指标。

价格低廉的单层钢窗，其绝热系数偏大，造成供暖成本偏高；价格稍高的单层塑料窗，但是两者的供暖的成本相差不大；单框双玻塑料窗供热成本低，但是制造成本增加。

2.2 地下室

把建筑物设于地下室或地下通风层之上是防止房向内的热量被吸收入土层中去的一种有效办法。用这种办法，需要在地下室或地下通风层修筑有效的保温设施。由于房间内的很大一部分暖气是通过地下室上部的，尤其是盯出地面以上的墙体泄出室外的。因此，对这些部分更应加强保温的要求如果第一层的底下需要留出通风孔，则必须在第一层的地面底部设置保温措施。地下室的保温层可以设于墙内或墙外，但如地下室本身有采暖设施时，则保温层还是设在墙外比较好

3 结语

通过研究外墙、屋面、门窗和地下室的讨论，在高层建设过程中，提供选择的思路，这样有利于施工过程中选择。尤其利于节能减排，利于我国蓝天白云计划。

参考文献

[1] 郭平.浅谈建筑节能设计[J].山西建筑.2008（36）.

[2] 王俊彦.结合节能现状谈住宅建筑的节能设计[J].建材与装饰（中旬刊）.2008（06）.

[3] 宋晓玲.住宅建筑节能设计概述[J].山西建筑.2008（34）.