摘要：近幾年隨着我國國民經濟放緩，國家越來越重視資源和能源問題。當前建築耗能問題嚴峻，已經給我國經濟建設造成了巨大的負擔，而且也成爲當前影響我國社會可持續發展的重要原因。而住宅建築外圍護結構會直接影響到建築的節能性，可喜的是我國當前建築圍護結構的節能設計和施工技術越來越成熟，圍護結構的設計和施工技術也逐漸向節能需求靠攏。爲此我們結合具體工程案例，分析如何進行建築外圍護結構節能設計和施工。
關鍵詞：外圍護結構；節能技術；施工技術；隔熱保溫
0、引言
日益增長的人口與資源和能源之間的矛盾是人類社會最基本的問題，無形中也影響了環境和生態的穩定，人們也越來越認識到節能的重要價值。近幾年我國建築業發展迅速，建築耗能問題不但加重，也讓我們不得不考慮建築節能的措施。而建築的外圍護結構是建築的重要組成部分，主要包含了外牆、屋面、門窗、地面等，這些結構的材料選擇、隔熱保溫等都影響着建築的耗能，如果建築保溫水平無法滿足外圍結構的要求，那麼在冬天需要供暖的建築中自然會增加耗能。因此對建築的外圍護結構進行節能設計和優化就有着非常重要的意義，爲此我們以某大廈的節能改造項目爲案例分析建築外圍結構節能設計與施工技術的有關問題。
1、工程施工概況
該大廈爲上世紀九十年代設計建設的高層辦公建築，是比較大型的公共建築。該建築的結構類型爲框架剪力牆結構，總建築面積爲43655.38m2，其中地下部分爲4480m2，地上部分爲爲39175.3m2地上26層，地下2層，總高爲80.0m。建築室內地坪爲±0.000，相當於絕對標高52.90m，室內外高差1.60m。
2、節能改造調研分析
2.1外牆
該大廈的外牆分爲兩個部分，包含了外牆的周邊熱橋部分與外牆的主體部分。其的結構見圖1所示，其中FP爲外牆周邊的熱橋部分，而FB則爲外牆的主體部分。其外牆主體部位的構造做法見圖2所示。按照我國《公共建築節能設計標準》對該建築的外牆構造和熱工性能進行了分析，計算公式如下：Km=（AKP+BKB）=1.91W（/m2K）其中，Km爲外牆體的平均傳熱係數，《公共建築節能設計標準》中對其有明確的規定，規定外牆平均傳熱係數（Km）爲外牆主體部位傳熱係數與熱橋部位傳熱係數按照面積的加權平均值。由於該建築爲框架剪力牆建築，爲此外牆的周邊熱橋部分與外牆的主體部分的面積比值選擇了0.45和0.55，帶入計算得出結果。
2.2屋頂
該建築改造前的屋頂爲採用彩色劈離磚作面層的上人屋面，彩色劈離磚面層經歷多年的使用和環境影響，局部已經出現了比較嚴重的磨損現象。其而由於多年使用，出現了一定的滲漏現象，其基本的構造做法如圖3所示。從上到下按照其厚度以及材料分別調查並記錄其導熱係數和修正係數，得出其傳熱係數。2.3外窗建築採用了以淺綠色爲主的鋁合金框單層玻璃窗，整體的形式呈現出帶形，並在建築的外牆表面均勻分佈。我們結合鋁合金窗戶的傳熱係數計算，可知鋁合金窗戶有着非常大的導熱係數和傳熱係數，其傳熱係數約爲6.22W（/m2K）。而玻璃則採用了單片玻璃，單片玻璃是傳統建築中應用較多的玻璃，這種玻璃同樣傳熱係數很大，一般爲6.18（/m2K）左右。因此可以得知該建築的外窗有着非常差的保溫性能。
3、節能改造方案分析
3.1外牆保溫設計
既有高層辦公建築外牆節能改造可選擇的保溫方式有內保溫和外保溫，既定建築不考慮夾芯保溫措施。其中外牆內保溫主要的措施是在外牆結構的內部添加保溫層，當前主要的`施工方式有三種分別爲：首先將預製的保溫板內貼，常見的有聚合物砂漿類、增強石膏類、水泥類等；在牆上內貼聚苯板、粉刷石膏等作爲面層等；在內部的基層牆上塗抹膠粉聚苯顆粒，並用抗裂砂漿面層，使用玻纖網格增強。此類施工相對來說步驟和工藝簡單，工程造價也較低，而且施工的檢驗標準也相對來說較爲成熟和標準化。外牆外保溫將保溫層設置在外牆外面，一般包含了保溫層、保護層和固定材料三個部分。保溫效果更好，熱工性能高，而且綜合來說投資更低；施工不僅僅適用於新建的建築，同樣也能夠應用於舊樓改造中，有着更好的適用範圍；保溫層主要在鋪設在主題結構的外側，因此還能在一定程度上提高主題結構的穩定性，從而提高建築物的使用壽命；基本不存在熱橋和冷橋的問題，並且也很大程度上消除了結露和黴變的問題，後期補修施工方便。綜合分析，該建築施工不能影響正常辦公，因此選擇外牆外保溫，便於施工（施工簡圖見圖4）。圖4外牆外保溫施工簡圖基層牆體膠粘劑粘結點聚苯板保溫層聚合物抗裂砂漿（壓入耐鹼塗塑玻纖網格布）飾面基層塗料飾面準8膨脹螺絲（或專用射釘）
3.2外窗保溫改造設計
在玻璃結構的門窗或者牆體中，玻璃的面積大小和框體材料是主要考慮的問題，並且直接影響了玻璃幕牆和門窗的傳熱大小，因此合理的選擇材料以及設計是核心問題。一般來說玻璃幕牆隔熱保溫的措施主要以下幾個方面：熱反射玻璃、鍍膜玻璃、LOW-E玻璃、中空玻璃等特殊的玻璃材料。對於既定建築來說玻璃材料的選擇還要考慮到其外窗結構，結合該建築的幹掛鋁塑板，我們採用了明框玻璃幕牆。該玻璃幕牆的傳熱係數爲1.88W（/m2K），其中玻璃採用6mm+lZA+6mm鋼化中空低輻射玻璃，對建築的安全保溫隔熱等起到關鍵性作用；窗框選用斷橋鋁合金型，採用隔熱墊和膠條密封，提高了窗框的熱工性能。這種採用中空玻璃與斷橋鋁合金型材相結合的窗戶保證了窗戶整體較好的保溫性能。
3.3屋頂節能設計
屋頂在整個建築的外圍結構的內外溫差熱耗熱量的傳遞中有着至關重要的效果，一般來說大於多數外牆和地面的耗熱量。尤其是在一般的民用建築的圍護結構中，屋頂本身所佔的表面積比也很大，能耗大約可以佔到總量的8%-10%。由於是城市高層建築，爲此綜合分析採用了倒置式屋面設計，但是倒置式屋面最大的特點就是將防水層和保溫層顛倒，不僅有着良好的保溫性，還能夠減少屋面負荷、工藝難度低、施工簡單等（倒置式屋面構造形式簡圖見圖5）。
4、改造後能耗對比分析
模擬計算所得出的建築能耗值爲該建築在運行時採暖、空調所耗的能耗值，這些能耗在建築使用過程中一直髮生。冬季能耗使用全年累計熱負荷指標，單位是kWh/m2。夏季能耗用全年累計冷負荷指標，單位是kWh/m2，全年能耗爲採暖與空調年耗電量之和。改造前後的能耗對比見表1所示。5結語總之建築的維護結構是最受外界環境影響的部分，其節能效果直接反應着整個建築的節能情況，我們以大廈的節能改造工程爲例進行了詳細的外圍護結構節能設計，並對其中的施工問題進行了討論，經過耗能對比發現，建築節能效率大大提升。隨着我國對節能減排的重視，以及新型材料的不斷進步，建築外圍結構的節能保溫技術也將日益完善。
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