曹葦 石亮

摘要：建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)居住建筑節(jié)能而言起著重要作用。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)起到保溫、隔熱、隔聲、防火、防水等多方面的作用。本文將重點(diǎn)放于外墻和屋頂，通過(guò)改善建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施，提高外墻和屋頂?shù)臒嵛锢硇阅?，大力提倡使用?dāng)?shù)亟ú暮托滦徒ú模瑥亩纳凭幼…h(huán)境，提升居住品質(zhì)。

關(guān)鍵詞:陜南地區(qū) 居住建筑 建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu) 節(jié)能構(gòu)造技術(shù)

1．陜南地區(qū)概況

陜南地區(qū)位于陜西省的南端，與甘肅、四川、湖北、河南交界，在《節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》中被劃定為夏熱冬冷地區(qū)，夏熱冬冷地區(qū)的氣候特征是夏季悶熱，冬季濕冷，氣溫的日較差小，年降水量大，日照偏少。因此，陜南地區(qū)的居住環(huán)境狀況并不理想。

2．陜南地區(qū)居住建筑節(jié)能存在的問(wèn)題

陜南地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為緩慢，節(jié)能意識(shí)較差，該地區(qū)住宅建筑的設(shè)計(jì)對(duì)保溫隔熱無(wú)明確要求，建筑材料大都是燒結(jié)粘土磚不保溫不環(huán)保，屋頂多為平頂不隔熱，門窗縫隙大，既不遮陽(yáng)又不擋風(fēng)。

同時(shí)，社會(huì)缺乏建筑節(jié)能意識(shí)，對(duì)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的重視度不夠，還有一些建設(shè)單位認(rèn)為實(shí)施建筑節(jié)能投資很大，不愿意做。目前，陜南地區(qū)多采用煤、電等能源采暖制冷，能源利用率低，并沒(méi)有達(dá)到基本的冷暖要求，更談不上舒適要求。

3．建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能構(gòu)造技術(shù)方案

要實(shí)現(xiàn)《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134-2001)對(duì)本地區(qū)住宅節(jié)能50%的要求，甚至未來(lái)65%的目標(biāo)，提高新建建筑外墻和屋面這些外圍護(hù)結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)的熱工性能是其中相當(dāng)?shù)囊粋€(gè)環(huán)節(jié)。

1）建筑外墻的節(jié)能技術(shù)

目前，在陜南地區(qū)，主體墻體材料主要是KPl多孔磚，空心磚(大孔磚)，KF大孔磚，混凝土空心砌塊，加氣硅砌塊，蒸壓灰砂磚，頁(yè)巖磚和鋼筋混凝土等。墻體節(jié)能技術(shù)又分為復(fù)合墻體節(jié)能與單一墻體節(jié)能。

單一墻體節(jié)能指通過(guò)改善主體結(jié)構(gòu)材料本身的熱工性能來(lái)達(dá)到墻體節(jié)能效果。目前陜南地區(qū)常用的墻材中加氣混凝土、空洞率高的多孔磚或空心砌塊可用作單一節(jié)能墻體，但必須增加墻體厚度才能滿足《節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》要求，這樣相應(yīng)地增加了建筑結(jié)構(gòu)面積，而減少了建筑使用面積，同時(shí)增加了自重，帶來(lái)建筑造價(jià)的上升。

復(fù)合墻體節(jié)能是指在墻體主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加一層或幾層復(fù)合的絕熱材料來(lái)改善整個(gè)墻體的熱工性能。目前運(yùn)用的組合形式一般為:外墻的構(gòu)造組成=外墻材料+粘合層+保溫層+保護(hù)層+飾面層。

磚墻+保溫砂漿

據(jù)調(diào)查，漢中市目前新建建筑的非承重墻體中主要使用240mm厚的大孔磚(即空心磚)，在承重墻體主要采用240mm厚的KPl多孔磚，內(nèi)抹保溫砂漿30mm厚，該構(gòu)造形式正好能滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。

b.高效保溫材料組成的復(fù)合墻體

聚苯乙烯泡沫塑料板是目前采用較多，且運(yùn)用效果較好的一種保溫隔熱材料，運(yùn)用較多的是膨脹聚苯乙烯(EPS)板和擠塑聚苯乙烯泡沫硬質(zhì)板材(XPS)。

c.空氣間層的墻體

空氣間層具有較好的保溫隔熱效果，在建筑設(shè)計(jì)中常利用封閉的空氣間層作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫，或者在己有保溫層的情況下再增設(shè)空氣間層以加強(qiáng)保溫效果。在新建建筑中使用空氣間層，可以得到較好的節(jié)能效果和提高綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

空氣間層在墻體中的位置，對(duì)墻體的保溫隔熱也有一定的影響。一般采用外保溫做法，將空氣間層置于保溫層的高溫側(cè)，并且將保溫層和墻體承重層緊密相貼。陜南地區(qū)多霧，陰雨天多，空氣潮濕，一般最好在墻體內(nèi)層設(shè)置隔氣層。

2) 建筑屋頂?shù)墓?jié)能技術(shù)

目前，在陜南地區(qū)，常有屋頂一般有三種形式:平屋頂，坡屋頂，平屋頂和坡屋頂相結(jié)合。

提高屋面自身的熱工性能是改善頂層“冬冷夏熱”狀況、減少常規(guī)能源消耗的關(guān)鍵。在居住建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，屋頂所占面積較小，能耗約占總能耗的8%-10%，因此，加強(qiáng)屋頂保溫對(duì)建筑造價(jià)影響不大，節(jié)能效益卻很明顯。

我們通過(guò)整體設(shè)計(jì)原則，將氣候、經(jīng)濟(jì)、資源等外部因素與建筑構(gòu)件、設(shè)備相協(xié)同，尋求一種適合在陜南地區(qū)發(fā)展的具有一定可行性的居住建筑屋面技術(shù)。從屋面所用保溫隔熱材料及其構(gòu)造方式，利用室內(nèi)外溫差、空氣對(duì)流等自然手段來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)微氣候的被動(dòng)式屋面構(gòu)造作法:利用太陽(yáng)能設(shè)備及屋面植被等方面來(lái)探討有助于提高本地區(qū)住宅屋面熱工性能的適宜性技術(shù)，并滿足舒適、美觀、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的要求。

a.平屋頂?shù)臉?gòu)造形式

(1)采用高效保溫隔熱材料的屋面構(gòu)造形式

與墻體一樣，為了提高屋面的保溫隔熱性能，采用高效屋面保溫材料是一個(gè)很有效的途徑。在陜南地區(qū)，平屋頂中高效保溫材料一般布置在防水層和結(jié)構(gòu)層之間，隨著屋頂?shù)蹴敼こ淘龆啵F(xiàn)在也有許多建筑將保溫材料直接鋪設(shè)在吊頂層中間。 目前越來(lái)越多的屋頂采用倒置式保溫構(gòu)造形式，它能克服一般屋面防水層使用壽命短、排氣困難等問(wèn)題，一般選擇憎水性、性能穩(wěn)定的保溫材料鋪設(shè)在防水層上面。

(2)空氣間層屋面構(gòu)造形式

空氣間層可分為封閉型和開(kāi)放型兩類。開(kāi)放型空氣間層通常是為了利用氣流帶走多余熱量；而封閉型則是指采用雙層構(gòu)造形成密閉空間，在住宅屋面和外部環(huán)境之間形成一個(gè)緩沖區(qū)域，利用空氣的熱阻減少外部不良?xì)夂驐l件對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響。

在陜南地區(qū)，許多新建建筑的屋頂直接做成通風(fēng)間層屋頂，通過(guò)架空面層阻隔太陽(yáng)輻射熱，并利用間層內(nèi)流動(dòng)的空氣帶走部分熱量。

封閉空氣間層有助于加強(qiáng)材料的熱阻，與普通保溫材料相結(jié)合，有助于提高屋面的保溫隔熱性能。

(3)生態(tài)屋面

①反射屋面

在屋面上噴涂或涂刷一層白色的涂層，依靠涂層對(duì)太陽(yáng)輻射熱的高反射性來(lái)遏制涂層下面的基層對(duì)太陽(yáng)輻射熱的吸收，從而降低屋頂表層溫度和減少晝夜的波動(dòng)溫差，達(dá)到改善頂層方面熱舒適環(huán)境和避免保溫層失效的技術(shù)目的。

②種植屋面

采用輕質(zhì)合成土，草坪的覆土厚度為20^25cm，荷載約100kg/m2，增加熱阻，從而達(dá)到了節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求。此種隔熱層能使室內(nèi)空氣溫度下降2-3℃，室內(nèi)溫度基本恒定在29℃左右，而且屋頂花園比傳統(tǒng)屋面結(jié)構(gòu)壽命長(zhǎng)?？傊?，利用屋頂花園隔熱，集美化環(huán)境、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、改善城市熱島效應(yīng)于一體，有著明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，是值得推廣的一種隔熱層形式。

③吸濕散熱屋面

蓄水屋面荷載太大，我們也可用CaC12.6H20等鹽分介質(zhì)做成吸濕散熱屋面，以液、汽兩相的轉(zhuǎn)換來(lái)達(dá)到散熱目的。

b.坡屋頂?shù)臉?gòu)造形式

近年來(lái)，坡屋頂在民用建筑，尤其是住宅建筑中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。坡屋頂之所以發(fā)展迅速，主要是因?yàn)樗哂幸韵露喾矫娴膬?yōu)點(diǎn):

①美化住宅造型，改善城市景觀形象。

②提高住宅屋頂?shù)姆浪阅?，增?qiáng)住宅商品的耐久性。

③有較好的保溫隔熱能力，利于建筑節(jié)能。據(jù)資料介紹，同地區(qū)同層數(shù)的住宅建筑，坡屋頂與平屋頂?shù)捻攲臃块g，室內(nèi)溫度可相差5℃左右。這就表明:在相同的供熱或制冷條件下，坡屋頂頂層房間的室內(nèi)熱環(huán)境比平屋頂要好得多；在室內(nèi)熱環(huán)境相同時(shí)，坡屋頂建筑的使用能耗要比平屋頂節(jié)省。

③帶動(dòng)新型建材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在坡屋頂中，目前正在大力推廣使用新型屋面材料，如多彩復(fù)合玻纖瓦、彩色水泥瓦以及彩鋼夾芯屋面板等。

(1)一般坡屋面的保溫隔熱構(gòu)造形式

在陜南地區(qū)，目前采用最為普遍的屋頂形式就是平屋頂十坡屋面組成的復(fù)合構(gòu)造形式。

(2)通風(fēng)坡屋面的保溫隔熱構(gòu)造形式

在陜南地區(qū)，新建建筑中大多采用坡屋頂形式，其坡屋頂是在保溫隔熱的基礎(chǔ)上再采用通風(fēng)形式，以達(dá)到更好地保溫隔熱效果。

4．陜南地區(qū)可利用發(fā)展的新型建筑材料

新型建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，陜南的主要城市(這里指安康和漢中)位于漢江上游，地勢(shì)平坦，人口密度較大，這里可利用的資源就有粉煤灰，漢江淤泥，建筑垃圾，工業(yè)廢渣。

利用沿江河淤泥可生產(chǎn)輕質(zhì)、高強(qiáng)、節(jié)能、保溫、高性能的多孔、空心、微孔燒結(jié)磚。

利用電廠排放的粉煤灰，可生產(chǎn)輕質(zhì)、承重和高性能加氣混凝土砌塊，充分發(fā)揮承重加氣混凝土砌塊容重輕、隔熱保溫性能好、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。

建筑垃圾的再利用。目前我國(guó)正處于建筑高潮期，大量的混凝土廢塊、廢棄磚瓦、建筑部件殘?jiān)安鸪f房的碎磚瓦屑，也可作為生產(chǎn)新型墻體材料很好的原材料。

5．陜南地區(qū)可利用的清潔能源—太陽(yáng)能

陜南地區(qū)的太陽(yáng)能資源較為豐富，全年日照時(shí)數(shù)1400^2200小時(shí)，全年總輻射能100-120萬(wàn)kcal/mz。目前，陜南地區(qū)太陽(yáng)能熱水器利用率較高，平均90%住戶都使用了太陽(yáng)能熱水器。

隨著太陽(yáng)能熱水器的普及使用，太陽(yáng)能熱水器在屋頂上的隨意擱置，有損整個(gè)城市的面貌。如果能將太陽(yáng)能熱水器和屋頂綜合考慮后進(jìn)行設(shè)計(jì)，做成太陽(yáng)能熱水中心一體化建筑，既有利于充分利用太陽(yáng)能資源，也可以節(jié)約屋頂材料，美化城市環(huán)境。

太陽(yáng)能熱水中心一體化建筑就是集熱器與儲(chǔ)熱器分離，集熱器可以成為建筑構(gòu)件的一部分“長(zhǎng)”在平樓頂、坡屋面、立面墻上，杜絕視覺(jué)污染。這種系統(tǒng)還可以集中供熱水，每戶按熱水表收費(fèi)，不但進(jìn)一步降低了費(fèi)用，也使住在底層的用戶能分享太陽(yáng)能之熱。

6．結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體材料中，將更多的使用廉價(jià)的、環(huán)保利廢性的當(dāng)?shù)刭Y源，為了達(dá)到舒適、節(jié)能、健康的室內(nèi)住居環(huán)境，高效保溫隔熱材料和生態(tài)型的構(gòu)造形式將成為陜南地區(qū)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)。