建筑节能技巧的适用性与选择范文

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作者：苏宇峰单位：同济大学材料科学与工程学院

从热性能上看，房间内长期（连续）取暖或制冷时，基层墙体本身相对较重，能吸收储存较多的能量，起到了蓄热池作用，能平衡室内温度的（大幅）波动。但在间隙性取暖（制冷）时，为了升高（降低）墙体温度，则需要消耗较多的能量。

内保温技术

内保温技术是在建筑物外墙内侧增设保温材料，以提高外墙热阻。但它不能对外墙的某些特定部位，如楼板、横纵墙交接处等结构部位起到保温作用（称为热桥）。与外保温系统不同，内保温系统不用抵抗外界气候的影响，技术性能要求没有外保温系统高。同时也由于保温面积相对较小，因此内保温系统的建筑造价低于外保温系统。从热性能上看，房间内长期（连续）取暖或制冷时，在应用相同厚度的保温材料时，由于热桥的存在，相同厚度的内保温需比外保温消耗更多的能量。但在间隙性取暖或制冷时，它不用同时升高或降低外墙的温度，能把室内空气温度快速升高或降低。

自保温技术

自保温是外墙本身具有良好的保温隔热性能，能满足当地节能标准的要求，必要时应采取辅助或附加保温措施。自保温系统要求外墙上热桥部位尽量少，具有良好的保温隔热性能的墙体尽量多，因此，并不是任何结构体系都能适用。它只适用于钢结构、混凝土框架结构、低层承重结构和短肢剪力墙结构。自系统的难点是应妥善处理结构性热桥部位。从热性能上看，自保温与外保温或内保温不同，它通常是单一材料，而不是复合结构。自保温系统实现了结构和保温的一体化。

夹心保温技术

夹心保温是由两片外墙体和复合在中间的保温材料构成。它有利于保护（有机）保温材料，延长使用其寿命，有利于外墙饰面的多样性。夹心保温的难点是如何固定或拉结外页墙。

夹心保温在国外通常用于低层的砌体结构，在框架填充墙中并不常用。综述，各种建筑节能技术有长处，也有短处，在使用时应给予必要的注意。现小结如下：

①外保温技术：更适合于连续地取暖或制冷的建筑。

②内保温技术：更适合于间隙性取暖或制冷的建筑。

③自保温技术：必须与合适的结构相配合，应妥善处理热桥部位。

④夹心保温技术：必须与合适的结构相配合，应妥善处理热桥部位。

根据建筑物使用特点选用合适的节能技术

1、公共建筑使用特点和节能技术的选用

（1）公共建筑使用特点

按《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）的条文说明，公共建筑包括办公建筑、商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑以及交通运输建筑。为更明确和简化，以下以一个高档办公楼或五星级宾馆为标志性的公共建筑：该类建筑为保证热舒适性，无论是春夏秋冬，室内要求保证舒适的温度，即恒温。因此，无论是在北方、南方，还是过渡地区，该建筑均应是连续性取暖或制冷。高档别墅类建筑，采取连续性取暖和制冷时，可归入此类。

（2）公共建筑节能技术的选用

①北方地区公共建筑节能技术的选用北方地区公共建筑主要考虑冬季寒冷的气候条件。建筑内部均是连续取暖，室内温度恒定且高、室外温度很低。在外墙两侧形成温差，热流方向是从内向外，是一种传热过程。此时应选用外保温技术。建筑结构有利时，可优先选用自保温技术。

②南方地区公共建筑的节能技术选用南方地区公共建筑主要考虑炎热的气候条件。建筑物内部均采用空调制冷，制冷时间相当长（如深圳一年中有8个月需要制冷），室内温度恒定且低、室外温度很高。在外墙两侧形成恒定的温差，热流方向是从外向内，也是一种传热过程。此时也应选用外保温技术。建筑结构有利时，可优先选用自保温技术。

③南北过渡地区公共建筑的节能技术选用南北过渡地区公共建筑应同时兼顾冬季较冷、但不十分寒冷，夏季较热、但不十分炎热的气候条件。建筑内部均采用空调制冷，室内温度恒定。在冬季，热流方向是从内向外，在夏季，热流方向是从外向内；均是一种传热过程。考虑到室内的热稳定性和设备工作的连续性，此时选用外保温技术也是合适的。若更多地考虑外饰面的安全性（如粘帖重质石材或瓷砖），也可以选用内保温。建筑结构有利时，可优先选用自保温技术。

2、居住建筑使用特点和节能技术的选用

（1）居住建筑使用特点

居住建筑在分析中以城市中普通民用住宅作为讨论目标。普通居民早出晚归，早晨上班离家，下午5~6点回家。南北方的气候特征造成南方和过渡地区的居民与北方居民完全不同的热设备使用习惯：南方地区和过渡地区，通常是居民旁晚回家后才使用空调设备制冷或制热；北方地区在冬季则连续采暖。

（2）居住建筑节能技术的选用

①北方地区居住建筑节能技术的选用虽然北方地区的居民也早出晚归，但由于气候寒冷，通常又是集中供热，因此室内温度仍是恒定的、且在外墙两侧形成较大的温差，热流方向是从内向外，是一种传热过程。此时应选用外保温技术。建筑结构有利时，可优先选用自保温技术。

②南方地区居住建筑保温技术的选用南方地区居住建筑白天无人在家，傍晚时才有人回家。相对白天而言，晚上气温已降低许多。启用空调后，则希望室内空气温度迅速降低。空调是间隙性开启（应理解为空调使用时间不是很长），而且很可能是客厅、卧室等交替轮流开启。

此时选用内保温技术可能更合适。建筑结构有利时，则优先选用自保温技术。另外需提到的是，当各房间轮流开启空调时，提高房间之间隔墙保温性能有利于降低实际使用电耗。若居民回家后，比较长时间地、连续开启空调，采用外保温也是合适的。虽然开启空调初期，外墙会消耗较多能量以降低自身的温度，但在关闭空调后，也会比较长时间地保持室内较低的温度。

③南北过渡地区居住建筑保温技术的选用南北过渡地区的普通居民也是早出晚归。无论是夏天还是冬天，居民一般下班后才会开启空调取暖或制冷，希望室内空气温度迅速升高或降低。空调开启时间比南方地区更短，开关频率可能更多。此时选用内保温技术是合适的。建筑结构有利时，宜选用自保温技术。

3、建筑节能技术选用小结

根据公共建筑和居住建筑使用特点，具体分析建筑物是连续的，还是间隙性采暖或制冷，选用合适的建筑节能技术。

（1）连续采暖或制冷，宜采用外保温技术。

（2）间隙性采暖或制冷，宜采用内保温技术。

（3）建筑结构有利时，自保温技术是普遍适用的，但在使用时，应正确处理热桥部位。

建筑结构对保温技术选用的影响

1、国外情况

（1）欧美建筑结构和节能技术

欧洲地广人少，高层建筑集中在少部分城市中，数量不多，大多为公共建筑。居住类高层住宅建筑更少。因此决定了建筑结构类型：公共建筑大多为框架结构，低层和少量多层居住建筑大多为砌体（承重）结构。

欧洲的节能技术也与气候条件有关。欧洲北方寒冷，普通采用外保温技术，相关工业（供应）发达，技术成熟。欧洲南方温暖，也常应用内保温技术。国内较为知名的欧洲外保温的代表是生产外保温核心材料（胶粉）的国民淀粉公司；内保温技术的代表是拉法基石膏板公司（推广石膏内保温）。欧洲低层住宅，也常采用自保温（砌体结构）或夹芯保温技术。

北美的加拿大和美国，高层的公共建筑和居住建筑大多为框架结构；低层的住宅采用轻型结构较多，如木结构、轻钢结构等。由于气候寒冷，高层建筑采用外保温较多；而木结构和轻钢结构的住宅，采用复合结构较多（内外侧分别采用水泥/石膏薄板，中间夹岩棉或玻璃棉），通过中间的保温材料来达到节能要求。

（2）日本建筑结构和节能技术

日本人少地多，且平地较少。大部分人口集中在城市，使城市中高层和超高层建筑很多，通常采用复合墙体结构（如外侧为加气板或水泥薄板，中间为岩棉或玻璃棉，内侧为石膏板），一方面墙体自重较轻，另一方面也能满足较高的节能要求。郊区或农村则大部分为低层建筑，同样通过复合结构来满足节能要求。

2、国内情况

国内通常根据建筑使用功能来选择建筑结构。

（1）公共建筑

公共建筑通常采用框架结构体系、框架剪力墙结构体系。框架剪力墙体系一般内核心筒为剪力墙，外围为钢筋混凝土框架或钢结构框架。①多层公共建筑（建筑高度在24m及以下）的结构体系以钢筋混凝土框架结构为主；②高层公共建筑（建筑高度在24m以上）采用钢筋混凝土框架结构、钢框架结构、框架剪力墙结构体系。

（2）居住建筑

居住建筑通常采用砌体结构体系、剪力墙结构体系、框架结构体系。其建筑结构体系又与建筑高度密切相关：①多层住宅（4～7层）以采用砌体结构体系为主；②高层住宅以剪力墙结构体系为主，特别是短肢剪力墙结构体系已成为上海地区8层以上中高层（8～10层）、高层住宅（11层及以上）的主要结构体系；③低层住宅（1～3层，总高度在10m以下）以砌体结构体系、框架结构体系为主，由于砌体结构体系不能满足大空间的灵活布局，故框架结构往往是中、高档的低层住宅的主要结构体系。

3、建筑结构对节能技术选用的影响

通过以上分析，建筑结构对节能技术选用的影响归纳如下：

（1）承重结构：在我国中小城市，多层承重结构仍占有相当多的市场份额，应优先选用具有较好保温性能的承重墙体材料（如蒸压加气混凝土砌块、承重型复合保温砌块等），以构成自保温系统。由于目前市场上常用粘土多孔砖或混凝土空心小砌块为承重墙体材料，可根据气候特征，分别选用外保温或内保温技术。随着国家对土地的严格控制，建筑高度增加，多层砌体承重结构会越来越少地使用。

（2）混凝土框架结构或钢结构：可优先考虑选用自保温技术，即采用具有保温性能的蒸压加气混凝土等墙体材料；根据各地气候要求，对梁柱等部位采用不同的保温措施，来达到和满足各地节能要求。在高档的公共建筑中，若采用幕墙外装饰，则优先采用不燃的岩棉填充在幕墙结构中来达到节能要求。

（3）混凝土剪力墙结构：由于填充墙体很少或基本没有，不能采用自保温系统。在北方地区，节能要求很高，可采用外保温技术。在南方地区，则可采用内保温技术。

（4）混凝土短肢剪力墙结构：应根据具体情况，分别采用不同的保温技术。在填充墙体面积仍较多时，应优先选用自保温技术。

结语

建筑节能技术各有特点，单一的节能技术不能满足我国多变的气候环境，每种技术均有其适用性。而在具体工程项目中，建筑节能技术的选用，又与建筑物的使用功能、建筑结构、饰面材料等因素相关。设计者和使用者应根据单项工程特点，选用合适的节能技术。