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摘要：装配式建筑围护结构主要体现在屋面楼板设计、窗墙比设计、屋外互墙体的设计，在现场施工肌肉福安，对建筑体进行装配式一体化建筑围护，充分发挥装配式建筑围护的价值功能，大大降低材料和能源的消耗。装配式建筑围护结构可以提高对土地资源的利用，以建筑空间为核心，向四周的门窗和墙体进行围护，提高建筑体抵抗外部不良环境的能力。本文围绕装配式节能设计概念，阐述节能设计策略。
关键词:装配式；建筑围护；节能技术
装配式建筑围护结构由内部围护结构和外部围护结构共同组成，以钢筋结构住宅为装配式建筑基础，设计人员需要根据住宅的地理位置和气候条件，对装配式建筑的外围结构进行分析和调研，完善建筑体外围的节能设计和实行。建筑体在施工时应考虑窗户、楼板、外墙体的节能效果，提升低碳减排的设计功能，进一步完善节能的设计效果，以此促进我国装配式建筑外围结构行业的发展，对于推动环保理念住宅有着重大意义。
1装配式建筑围护结构节能设计概述
1.1装配式建筑外围结构节能概念。装配式建筑对于施工的质量要求较高，施工速率和传统的施工速率较快，一定程度上节省人力施工成本的投入。尤其是在寒冷地带，受到气候的制约，装配式建筑外围所用的构件主要在厂房内进行加工生产，外墙板和内墙板主要在工厂进行批量生产，通过现场尽心安装作业，对现场浇筑的环节大大降低，一定程度上提升整体的施工效率。装配式施工按照装修一体化的设计原理，加快施工的速率和整体的效率，在一定程度上提高施工的质量，同时保证施工的速度在合同的有效周期内。对于构件进行标准化设计，利用先进的监管技术实现安全管理，根据主体的施工流程同步完成。在建筑外围的设计上，保证建筑的节能效果，按照出台的标准，进行热工性指标检验和评估，保证外围耗能的节约。
1.2装配式建筑外围节能影响因素。对于建筑外围装配式的节能设计，应考虑以下两点影响因素，一个是采暖因素，一个是制冷因素。内因在于建筑体的自身因素，建筑建成的朝向、建筑的形体系数、外围的结构形式都影响内因的形成，设计参数对建筑体的总负荷情况造成影响，在装配式建筑外围设计之初，设计人员要考虑建筑自身负荷的影响，提高建筑外围的节能效果，达到设计节能的要求标准。外因体现在建筑体内外热环境的干扰因素，包括室内外的温湿度、太阳的辐射强度、住宅内人与设备活动产生的能量等。设计人员应根据勘测的数据，对设计方案进行调整，保证节能设计理念不受这些外因因素干扰，在夏冬两季，通过暖通空调系统的运行，对室内外的温湿度控制在恒定数值，保证空间的保温制冷效果，实现低碳减排环保的理念。
2装配式建筑围护结构
装配式建筑围护结构为四大围护结构，包含门窗、墙体屋顶和地面。按照面积的能量损失率进行对比，能量损失最大的就是门窗，能力损失最小就是屋顶，而对于围护节能的理念，应从门窗、墙体和屋顶入手，建立可持续发展的节能观念，开发高效、经济保温、隔热良好的建筑材料，利用新型技术，实现门窗保温、隔热性能良好的密闭系统，降低维护结构能量的损失。
2.1门窗。门窗的热量损耗最大，因此必须提高门窗的气密性能。在门窗的设计上，选用密封性能良好的门窗材料，在门窗的外围选用保温性能和透气性能良好的铝钢密封框架，框架的材质为弹性轻型材质，框架和玻璃之间可以用玻璃胶进行缝隙的密封。在门窗装配式的设计上，要遵循严格的操作工艺，按照安装的流程进行操作，完善安装的质量检测和监督管理，保证门窗的保温性能和透气性能。
2.2屋顶。对于屋顶的外围设计，针对平顶屋顶、坡度屋顶的设计实例，分析屋顶绿化和屋顶储水的节能设计标准。屋顶绿化可以提升建筑的空气循环利用体系，但屋顶的绿化要严格关注病虫害对屋顶的侵蚀问题。屋顶的蓄水可以调节建筑整体的水循环利用，但屋顶必须做好防漏法人防护措施。现在新型的住宅模式，采用可控性的玻璃屋顶，通过自动升降技术，自动调整玻璃对光照的翻身，改变屋顶热量的散失，因此提升屋顶的保温功能，在追求造型美观前提下，实现建筑的节能功效。
2.3外墙对于外墙外围的设计，提出热桥的保温要求，热桥主要指在外墙结构住的主体部分，存在的保温能力远小于主体部分嵌入构件的保温能力。在节能建筑的设计，要注重保温的功效，因此热桥点就成为围护设计的薄弱环节，设计者应掌握实际的建筑构造，根据热桥的种类和耗能特点，选用合理设计方案，实现外墙的保温功能和散热效果。
3装配式建筑围护结构节能设计策略
3.1窗墙比节能设计。外窗设计一般选用轻薄的材质结构，且外窗属于耗能的薄弱环节，普通的单层玻璃在夏季的降温和冬季的保温耗能达到60%，只有解决外传耗能的问题，才能控制室内的温度变化，在设计上对穿墙比进行计算。根据地域的气候，设计合理的穿墙比。在夏季干燥炎热地带，由于太阳辐射大，夜间的温差大，因此外窗的设计成封闭式，采用较小的穿墙比，减少白天热量的照射，在夜晚也起到保温的效果。同时较小的窗墙比可以提升内部的恒湿功能，保证炎热地带室内蕴含湿润的气体流动。而在温润地带，由于湿气过多，在晨间尤为明显，因此穿墙比的设计要大，夏季为南北朝向的通风，冬季获得广泛的阳光照射，以此提升室内的保温性能。
3.2门窗热工性能节能设计除调节穿墙比措施外，也要对玻璃门窗的热工性能进行调整。在门窗的设计上考虑低辐射或热断桥处理的门窗材料，还要注重窗墙间与框扇间接缝处的气密性。门窗在材质的选择上，一般使用钢塑框架和木塑框架，这两种材质的框架在节能效果优良。同时也要增加外墙玻璃窗的遮阳功效，可在玻璃间层中安装百叶和格栅，或在水平处安置外部遮阳设备，都可有效阻断热量的散失，起到隔热的作用。门传热工性节能的设计遵循能量守恒定律，只有阻断热量的散失，才能在夏季保证室内冷空气流动，而在冬季保证保温的功能。
3.3屋顶的节能设计。通过数据表明，屋顶的耗能占据建筑整体耗能的7%。在夏季，屋顶的室内温度高于其他层面3度，在完善外窗的保温性能之后，要加强屋顶的隔热功能，从节能的实际角度出发，根据以下几点阐述屋顶的节能设计。3.3.1高效保温材料保温屋面。保温屋顶的设计材料选取具备保温性能，通过提高维护结构自身的热惰性和热组参考指标，实现屋顶的隔热效果。在屋顶隔热的设计上，一般选用再生的聚苯板作为保温层，设计带有隔热层的屋顶比未设置隔热层的屋顶温度小6-7度。利用冬暖夏凉热量的传输规律，保障屋顶的隔热性能。3.3.2种植隔热屋面。种植隔热屋面主要在建筑钢筋砼屋面板上方铺设软土，在其上方种植植物，利用植物的光合作用原理，降低太阳对屋面的照射，起到遮挡的作用，土层可以有效凝结空气中的水分，起到一定的蓄热能力，通过水分蒸发作用，起到吸收热量的原理，在一定程度上起到屋顶隔热的功效，从而减缓照射对屋面温度的影响。屋面植物土壤不能过厚，植物根系远不如在地表生长力强，因此在植物的选择上应符合弱风环境生存下。若不种植植物进行隔热，也可选取花架，种植攀岩式的植物品种也可进行遮阳的效果，虽然隔热效果比不上植物种植效果，但一定程度也可起到隔热的作用。3.3.3蓄水屋面。蓄水屋面利用水的吸热原理，在平顶屋顶进行蓄水，蓄水的高度控制在3-5米，在气候干燥的季节，起到隔热的效果，在湿润气候条件下，可调节屋面湿度的变化。但蓄水屋面在建造之初，要完善屋顶防漏的措施，保证不出现水的渗漏。在雨天要排泄屋顶的蓄水，以免造成压力过大，使屋顶坍塌。3.3.4架空型保温屋面。架空型的保温屋面设计分为两部分，外层为遮掩板，下层为通风空气间。遮阳板直接拦截太阳光的照射，将太阳的辐射热量转移至周边的空气中，在风速大的条件下，带走多余的热量，隔热的效果也越明显。架空式屋面也会结合倒铺法，将吸水性能小的保温板放置在防水层上方，但是防水层由于没有阳光的直射照射，外部的边缘也会老化，造成耐久性的降低，但对节能和防水起到一定的作用。
3.4外墙节能设计外。墙在整个建筑外围护结构中所占的比例最大，对建筑能耗的影响也最大，50%的建筑节能中就有25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。在严寒地区，冬季室内外温差甚至可达30℃～60℃以上，墙面传热造成的热损失非常可观。因此，外墙的保温隔热设计是建筑节能的一个非常重要的部分。现阶段，我国常用的建筑外墙保温材料有聚苯板、保温砂浆、聚氨酯（EPS，XPS）及墙体自保温四大体系。其中，聚苯板和保温砂浆的市场占有率较大，但保温性能相对较差，阻燃性能较差，且聚苯板的施工工艺也较为繁琐。聚氨酯保温性能较好，但传统的聚氨酯硬泡板材不适用于复杂立面的墙体保温。市场上新出现的聚氨酯现场发泡喷涂保温材料具有良好的保温性和憎水性，施工方便，可适用于各种复杂的外墙体保温设计和无接缝施工。
3.5复合墙体的节能保温设计。随着技术的升级，传统的墙体材料已经退出市场，更多的复合墙体材料运用而生，我国目前现有的复合墙体材料为自体保温材料和外墙隔热保温材料，选用砖块和钢筋混合形式夯筑建筑的承重墙，采用聚苯板、矿棉、膨胀珍珠岩作为绝缘保温的复合材料，以此完善墙体的保温性能，根据复合材料的工艺手法，分为以下三种保温系统。3.5.1内保温系统。内保温系统主要对绝缘材料复合至承重墙内部，这种工艺手法较为简便，也是最长使用的节能保温设计。内保温系统可以有效阻隔室内外热量的流失，保持温湿度的恒定，以此推动温度上升或下降的稳定变化。3.5.2夹心保温系统。夹心保温系统主要在外墙和内墙的中间，填充保温复合材料，以此取得良好的保温效果，但夹心保温系统存在空气对流的现状，如果填充密封效果不好，造成室内外气流的流通，致使热量损耗。3.5.3外保温系统外保温系统隔热复合材料承接至承重墙的外侧，此种方法是三个系统中热稳定最好的方案，但是保温层无法经受风吹热晒的洗礼，因此保温系统的设计上要考虑外层保温材料的抗耐性和抗腐蚀性。
3.6其他墙体设计节能方案。我国要达到节能设计50%的设计要求，除部分需采用加厚的加气砼单一墙体外，使用新型复合墙体将是大势所趋。墙体的节能设计除了保温材料，新型墙体的使用外，还可以通过增加特殊构造来达到节能的效果。如巴格达地区为了适应当地干燥气候条件在墙体中的风口设计，马来西亚槟榔屿州大厦的外墙则增加了一种“捕风墙”的特殊构造设计，从而有效地控制室内的通风。或采用双层复合外皮等等这种措施，起到一个环境过滤器的作用。所以提高建筑围护结构的热工性能是建筑节能的一项重要措施。在建筑物的四大围护结构门窗、墙体、屋顶和地面中，以面积与能量损失率计，第一位的是门窗，其次是墙体，最后是屋顶。
4结论
综上所述，根据热量损耗比来说，门窗的损耗比大于墙体大于屋顶，因此在装配式外围结构节能的设计上，首要考虑就是门窗的散热和保温作用。门窗的设计要考虑窗墙比和热性能，而屋顶的节能设计要考虑隔热功效。屋面的设计常见的由保温板隔热、植被隔热和蓄水隔热，由地屋顶隔热设计，也采用玻璃遮盖方式，降低屋顶热量的传递速率。只有不断优化对屋面、楼板、门窗节能的优化，才能温度建筑低碳减排理念的实施，以此推动建筑行业的升级和革新。
参考文献
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作者:展晓东 单位:江苏中森建筑设计有限公司
