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摘要：隨著經濟的發展，中國的建筑工程越來越多，建筑圍護結構能耗也越來越大，對中國的環境保護工作和資源儲備極其不利。建筑圍護結構是影響室內環境舒適性的關鍵結構，因此設計了建筑圍護結構節能改造技術，對建筑外墻、屋面、外窗及遮陽進行了節能改造。進行了建筑圍護結構節能改造能耗分析，結果表明設計的建筑圍護結構節能改造技術的能耗較低，具有環保性，有一定的應用價值，可作為后續建筑圍護結構設計的參考。

關鍵詞：建筑圍護結構；節能改造；能耗分析

能源消耗是社會發展中的重要問題，各國都開始重視能源消耗問題[1]。研究發現，建筑是各國能源的重要消耗領域，近年來，發達國家的建筑能耗越來越高，中國的建筑能耗也呈快速上漲趨勢。在建筑高能耗背景下，中國開始重視建筑節能發展，并取得了初步成效[2]。研究表明，高能耗建筑占中國現有建筑的80%以上[3]，這些建筑能源消耗較嚴重。建筑圍護結構決定了建筑內部的熱循環關系，影響建筑的綜合性能，因此需要設計新的建筑圍護結構節能改造技術。建筑圍護結構作為影響建筑外觀的關鍵部分，也影響著室內的熱循環。早在1986年[4]，中國就開始開展建筑節能工作。隨著國家對建筑節能的重視，建筑圍護結構綜合改造技術開始走入人們的視野。但該技術由于起步較晚，仍存在一定的使用問題[5]，因此目前尚未形成綜合化建筑圍護結構節能改造方案。為了進一步實現建筑節能，降低建筑綜合能耗，設計了新的建筑圍護結構節能改造技術，為綠色建筑發展做貢獻。

1建筑圍護結構節能改造技術設計

1.1外墻節能改造

建筑外墻是主要的建筑圍護結構，其不僅具有承重作用，還能保證室內熱穩定。外墻在建筑圍護結構中占比較高，因此結合建筑墻體的實際性能，設計了新型建筑節能外墻，如圖1所示。在施工建筑節能外墻時需注重外墻體的保溫方式。為了提高建筑外墻的保溫節能系數，選取了EPS（ExpandedPlystyrene，聚苯乙烯泡沫）板作為保溫層，o并使用特殊的機械錨固技術提高墻體的穩定性。該墻體具有良好的保溫性能，能實現對各類型建筑的外墻節能改造。所設計的建筑圍護結構節能改造技術主要將隔熱層安裝在墻體內側，覆蓋相應的石膏板，布置的保溫隔熱材料可降低自然環境變化造成的建筑屋內能量損耗，提升墻體儲能效果，降低室內外溫差，避免出現建筑墻皮開裂現象。在施工過程中，選取鋼筋混凝土作為墻體基層，添加膠黏劑提高墻體的穩定性，還可添加泡沫玻璃隔熱，降低建筑內部熱損耗。一旦外界溫差發生變化，其可立即解決熱橋效應，避免墻體變形及產生難以解決的裂縫。

1.2屋面節能改造

屋面是建筑圍護結構的組成部分之一，其容易產生建筑熱能損失，影響建筑的節能效果。不僅如此，隨著季節變化，暴曬、寒冷等都會導致屋面損傷，影響居民的正常生活。常見的建筑屋面主要由防水隔熱卷材組成，屋面節能改造必須結合太陽輻射作用。根據屋面熱環境和屋面頂層關系，設計了屋面節能改造示意圖（見圖2）。由圖2可知，該屋面主要由6個重要組成部分組成，即陶土瓦、掛瓦條、鋁箔復合隔熱防水層、順水條內嵌噴涂硬泡聚氨酯、高分子瀝青卷材、混凝土基層。為了盡可能滿足建筑圍護結構的能量交換要求，設計的方法使用倒置式保溫屋面作為基礎屋面。為了提高建筑整體的通風效果，在設計的保溫屋面添加混凝土制造的磚塊，將其放置在防水層上方，可根據建筑實際情況調整磚塊高度。屋面保溫層結構的導熱系數變化較大，對其實際保溫效果不利，且容易提高建筑造價，因此在屋面結構中設置了防水層，該結構可利用通風間層遮擋陽光，不斷利用屋面表層完成傳熱作用，避免由太陽輻射到屋頂導致的熱壓和風壓過高。此外，該結構還可以吸收夾層中的熱量，最大程度降低室外輻射對屋面造成的負面影響，降低室內溫度，避免產生過高的空調能耗。部分屋面的構造特殊，保溫層與防水層反向設置，對此可使用某些特定的憎水材料進行維護改造，改善屋頂綜合負荷，避免屋頂坡度過高。另外，還可將設計的屋面與綠植結合，設計特色化的種植屋面，在屋頂種植部分綠化植物來達到降溫的目的。使用種植屋面的建筑可避免受到外界高溫的影響，在室內形成熱島效應，從而調整空氣中的溫濕度，最大程度上降低能耗及污染。但種植屋面對屋頂的承重要求較高，僅適合在部分原始屋面使用。為了提高建筑圍護結構的通風性，根據氣流熱能傳導原理對屋面進行通風改造。為了避免下部的防水層受到破壞而提高圍護結構損耗，需在原有的建筑結構上刷涂防水材料，結合建筑環境計算防水材料的導熱系數，提高其隔熱性。在某些寒冷干燥區域，經常使用顏色較深、坡度較緩的屋頂，其不斷地吸收外界熱量，因此極易導致自身開裂、保護層受損。因此在這部分區域可設置淺色屋面，改善屋頂的顏色比例，結合涼爽屋面設置原則降低屋頂熱負荷，有效地進行保溫。

1.3外窗及遮陽改造

外窗是建筑圍護結構中的重要部分，與室內的通風和采光有重要關系，因此為了提高建筑的采光、通風性能，最大限度地降低建筑室內能耗，建筑圍護節能改造中結合建筑自身的要求，計算了建筑的導熱系數。研究發現外窗對建筑室內的影響主要是由熱量缺口決定的，因此在設計過程中需盡量避免建筑外窗出現熱量損失問題。基于此，設計的建筑外窗改造如圖3所示。由圖3可知，經過改造的建筑外窗必須保持良好的間隔距離。此外，建筑外窗設計還需要滿足建筑節能外窗設計標準要求。為了起到隔熱隔聲的作用，建筑外窗可安裝雙層玻璃，最外層玻璃采用Low-E（Low-emisivity，低輻射）中空比例，最大限度降低城市噪聲對建筑的影響。在進行建筑外窗玻璃類型的選取時，需要研究不同類型建筑外窗性能標準。設計的建筑外窗選用6mm透明+12mm空氣+6mm透明型玻璃，其可見光透射比為0.71，太陽能透射比為0.75，傳熱系數為2.8W/（m2?K）。該玻璃的遮陽性能良好，能滿足建筑的低能耗需求，因此可應用該玻璃進行建筑外窗改造。結合上述全部的節能改造過程，可完成建筑圍護結構綜合改造，降低建筑總能耗。

2建筑圍護結構節能改造能耗分析

2.1概況及準備

為了研究所設計的建筑圍護結構節能改造技術的節能效果，選取一建筑圍護結構進行實例分析。該建筑的仿真結構如圖4所示。該建筑位于一省會城市市中心，建筑面積約為6942.11m2，共有4層地上結構和1層地下結構。該建筑屬于多功能建筑，外墻采用鋼筋混凝土與陶粒混凝土。首先對該建筑進行保溫性能參數設置，檢測房間溫度變化情況，其次使用算數平均法對該建筑全天產生的數據進行分析，計算總熱阻量。建筑保溫性能參數如表1所示。由表1可知，該建筑的保溫性能與標準保溫要求存在一定的差異。為了保證建筑結構節能的測試效果，進行了建筑圍護結構熱工缺陷測試，判斷不同能耗對建筑內部熱能循環造成的影響。結合測試結果，可設置建筑節能改造技術測試方案，分別模擬不同結構下的建筑能耗。為了準確分析能耗，選取DeST軟件進行建模，結合AutoCAD軟件進行建筑能耗模擬，并使用空間狀態法進行計算，提高能耗數值計算的準確性。

2.2應用效果

在上述實驗準備的基礎上，分別使用設計的建筑圍護結構節能改造技術和傳統的建筑圍護結構節能改造技術進行改造，使用空間狀態法計算2種改造技術的節能總量，應用效果如表2所示。由表2可知，所設計的建筑圍護結構節能改造技術改造后的節能總量較高，證明設計的節能改造技術的節能效果較好，具有環保性，有一定的應用價值。

3結語

隨著建筑行業的發展，中國的建筑工程數量越來越多，建筑能耗也越來越高。為了降低能耗，實現建筑環保，設計了建筑圍護結構節能改造技術。實例分析結果表明，采用設計的建筑圍護結構節能改造技術改造后節能總量較高，證明其改造效果較好，具有環保性，可作為后續綠色建筑發展的參考。

參考文獻：

［1］陳先志，朱佳音，崔國游，等.寒冷地區超低能耗高層建筑的圍護結構熱工設計優化研究［J］.建筑節能（中英文），2022，50(2)：65-70.

［2］黎航欣，王盛衛.《近零能耗建筑技術標準》下夏熱冬暖地區及寒冷地區零能耗建筑的可行性研究［J］.暖通空調，2022，52(1)：121-125.［3］鄭清濤，榮中秋，羅多，等.可變窗墻比圍護結構的設計及其在寒冷地區凈零能耗建筑中的節能潛力分析［J］.建設科技，2021(21)：56-62.

［4］劉洋，吉碩，許慧萱，等.張家口既有居住建筑外圍護結構節能改造分析［J］.河北建筑工程學院學報，2021，39(2)：108-112.

［5］程紹革，毋劍平.協會標準《既有公共建筑綜合性能提升技術規程》解讀：建筑安全性能評估與提升技術［J］.工程建設標準化，2021(5)：30-33.

作者:李彬 許曉坤 李翔 單位:陜西省現代建筑設計研究院 西咸新區倍恩工程有限公司