前言：建築能耗是指建築在建設和運行使用過程中所利用的能源，其中使用過程中能源利用量佔主導部分，包括建築製冷、採暖、照明、通風、炊事等方面的能耗。而對其中製冷採暖影響最大的因素就是建築圍護結構，主要包括屋面、門窗以及外牆等，其散熱量可以佔到整個建築總能耗的70%～80%，對其進行節能研究，對實現建築工程節能降耗具有重要意義。
圍護結構節能
圍護結構節能原理即採用合理的材料，配合專業技術手段對建築圍護結構熱工性能進行改善，確保在夏季能夠阻止過高太陽輻射，提高夏季隔熱效果。而在冬季則能夠避免室內熱量傳遞到室外環境，實現室內保溫的目的，將室內溫度維持在一個舒適的範圍內。通過對圍護結構的綜合設計，減少輔助設備的應用，在根本上來減少建築能耗。
門窗節能
- 在建築圍護結構的門窗、牆體、屋面、地面四大圍護部件中，門窗的絕熱性最差，是影響室內熱環境和建築節能的主要因素。就我國目前典型的圍護部件而言，門窗的能耗約佔建築圍護部件總能耗40%～50%。因此，增加門窗的保溫隔熱性能，減少門窗的能耗，是改善室內熱環境質量和提高建築節能水平的重要環節。
- 應區別不同朝向控制窗牆比， 儘量避免東西向開大窗，提高窗戶的遮陽性能，可用固定式或活動式遮陽。同時加強窗戶的氣密性，除了採用氣密條，提高外窗氣密水平外，還應提高窗用型材的規格尺寸、準確度、尺寸穩定性和組裝的精確度以增加開啟縫隙部位的搭接量，減少開啟縫的寬度達到減少空氣滲透的目的。
- 改善鑲嵌部分的保溫能力：其主要方法是設法增加其空間層數和提高鑲嵌材料對紅外線的反射能力，以改善其保溫性能。
- 加強窗框部分的保溫措施：其主要方法是對窗框進行斷熱處理，用高效保溫材料鑲嵌於金屬窗框之間，加大窗框的熱阻，或利用空腹鋼窗內的空氣間層達到增加窗框熱阻的目的；同時，選用導熱係數較小的塑料窗框以減少通過窗框部分的熱耗。
牆體節能
在建築圍護結構中，牆體在採暖能耗中所佔的比例最大，約佔總能耗的一，因此，如何改善牆體的保溫性能成為重中之重。目前，我國節能住宅的外牆保溫劃分為內保溫、夾心保溫、外保溫及綜合保溫四種保溫形式，它們對降低牆體耗熱指標都具有良好效果，但在節能效率上又存在較大的差別。外牆外保溫是建設部倡導推廣的主要保溫形式，其保溫方式最為直接、效果也最好，是我國目前應用最多的一項建築保溫技術。
建築外牆常見的構造做法及特點
玻璃幕牆是目前使用較為廣泛的一種外圍護結構形式，具有建築形式新穎現代、室內採光充足、景觀視線條件良好等優點。針對玻璃幕牆在使用中能耗較大、室內空氣質量不佳等問題，有人提出了“呼吸式”幕牆技術 ，這是當今生態建築中普遍採用的一項有效的節能技術。在不同季節時玻璃幕牆的工作狀況如圖所示。在夏季，內窗關閉，外窗打開，氣流上升，形成煙囪效應，帶走室內空氣熱量；冬季時，內外窗關閉，形成保溫空氣層，避免與外界冷空氣熱交換，形成溫室效應；在過渡季節時，室外窗均打開，室外新鮮空氣由底部進入，室內空氣由上部排除。在雙層玻璃表皮內增設可控制的遮陽或者隔熱保護層，就可以調節太陽光線進入室內的強弱。
外牆內保溫
外牆內保溫做法是將保溫層做在主體結構靠室內的一側。外牆內保溫優點是：
(1) 對飾面和保溫材料的防水、耐候性等技術指標的要求不甚高，紙面石膏板、石膏抹面砂漿等均可滿足使用要求，取材方便；
(2) 內保溫材料被樓板所分隔，僅在一個層高範圍內施工，不需搭設腳手架；
(3) 在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區，內保溫可以滿足要求；
(4) 對於既有建築的節能改造，特別是目前當房屋賣給個人後，整棟樓或整個小區統一改造有困難時，只有採用內保溫的可能性大一些。
外牆外保溫
外牆外保溫做法是目前比較常用的外牆節能措施，其是將保溫層放置在主體結構靠室外的一側。外牆外保溫的優點是：
(1) 由於承重層材料位於內側，一些密實且強度高的材料，其熱容量很大、蓄熱性能好，當供熱不均勻時，圍護結構內表面與室內氣溫不致急劇下降，房間熱穩定性較好，感覺較為舒適；
(2) 對防止或減少保溫層內部產生凝結水和防止圍護結構的熱橋部位內表面局部凝結都有利；
(3) 保溫層處於結構層外側，室外氣候變化引起的牆體內部溫度變化發生在外保溫層內，使內部的主體牆冬季溫度提高，溼度降低，溫度變化較平緩，熱應力減少，因而主體牆體產生裂縫、變形、破損的危險大為減輕，有效地保護了主體結構，尤其是降低了主體結構內部溫度應力的起伏，提高了結構的耐久性；
(4) 當原有房屋的圍護結構需加強保溫性能時，外保溫施工時對室內使用狀況影響不大；
(5) 外保溫有利於加快施工進度，室內裝修不致破壞保溫層；
(6) 外保溫的綜合經濟效益高。
外牆夾芯保溫
外牆夾心保溫是將保溫材料置於外牆的內、外側兩個牆片之間。外牆夾心保溫的主要優點是：
(1) 對內側牆片和保溫材料形成有效的保護，對保溫材料的選材要求不高
(2) 對施工季節和施工條件的要求不十分高，不影響冬期施工。在嚴寒地區曾經得到一定的應用
(3) 對於供暖建築而言，冬季室內熱穩定性較好
(4) 對建築主體能起一定保護作用，能夠延長結構的使用壽命，提高牆體使用的耐久
性外牆夾心保溫的主要缺點是：
(1) 在非嚴寒地區，此類牆體與傳統牆體相比尚偏厚
(2) 內、外側牆片之間需有連接件連接，構造較傳統牆體複雜
(3) 外圍護結構的“熱橋”較多。在地震區，建築中圈樑和構造柱的設置“熱橋”更多，保溫材料的效率仍然得不到充分的發揮
(4) 牆體內部容易產生凝結水
(5) 外側牆片受室外氣候影響大，晝夜溫差和冬夏溫差大，容易造成牆體開裂和雨水滲漏
保溫材料
保溫材料對於外牆保溫系統非常重要，它關係到系統的保溫隔熱性能，所以加強利用牆體保溫材料對節能是一種很有效的方法。保溫材料分為有機、無機、複合三種類型。
有機材料：也稱泡沫塑科，用發泡法制成。採用的發泡材料為高分子化合物或高聚物如聚氨酯硬質泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等。其主要優勢是質量輕、隔熱性能好、防水性能好。但致命弱點是防火能力差。
無機材料：由天然礦物質粗加工而成，從形態上可分為纖維類如玻璃棉、水鎂石等，粒粉類如膨脹珍珠岩、海泡石、石膏等。從應用結構上又可分為單體型與複合型。無機質類總體的優勢是防火性能好，但保溫性能不如有機質類。
複合型材料：近幾年新興的一種保溫材料，它是以防輻射吸收材料、岩棉、農作物秸稈甚至是可以利用的具有保溫性能並進行過無害化處理後的垃圾、通過發泡方式生產的空心材料等為原材料加工生產的。複合材料的保溫隔熱效果好，具有
防火阻燃、變形係數小、工程成本低，而且其原材料來源廣泛、能耗低，可節約資源，提高資源的循環利用率。但複合材料仍然處於研製開發階段，沒有市場化。
總之，外牆採用外保溫技術，無疑會減少電費支出，提供一個寧靜的家居環境，還能有效地保護建築的圍護結構，使外界的溫度變化、雨水侵蝕對建築物的破壞大大降低，從而解決了屋面滲水、牆體開裂等頑症，延長了建築物的壽命，也降低了維修費用。有著多方面的優越性，節能效果良好，綜合經濟效益顯著，為加快我國建設節約型社會做出了一定的貢獻。建築節能是緩解我國能源緊缺矛盾，改善人民生活工作條件，減輕環境汙染，促進經濟持續發展的一項最直接、最有效的根本措施。在建築設計中除了重視提高建築外牆保溫性能、進行有效的建築遮陽等常規手段之外，還應該重視建築外圍護結構的整體設計，進一步提高建築的性能，在滿足節能的要求的同時增加建築使用的舒適性。
1. 關於建築圍護結構節能設計的探討2425-0082
2. 建築外圍護結構的節能設計策略S1−0155−09
作者 | 陳玉昇
內容負責人 | 陳夏
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