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作者：蘇宇峰單位：同濟大學材料科學與工程學院

從熱性能上看，房間內長期（連續）取暖或制冷時，基層墻體本身相對較重，能吸收儲存較多的能量，起到了蓄熱池作用，能平衡室內溫度的（大幅）波動。但在間隙性取暖（制冷）時，為了升高（降低）墻體溫度，則需要消耗較多的能量。

內保溫技術

內保溫技術是在建筑物外墻內側增設保溫材料，以提高外墻熱阻。但它不能對外墻的某些特定部位，如樓板、橫縱墻交接處等結構部位起到保溫作用（稱為熱橋）。與外保溫系統不同，內保溫系統不用抵抗外界氣候的影響，技術性能要求沒有外保溫系統高。同時也由于保溫面積相對較小，因此內保溫系統的建筑造價低于外保溫系統。從熱性能上看，房間內長期（連續）取暖或制冷時，在應用相同厚度的保溫材料時，由于熱橋的存在，相同厚度的內保溫需比外保溫消耗更多的能量。但在間隙性取暖或制冷時，它不用同時升高或降低外墻的溫度，能把室內空氣溫度快速升高或降低。

自保溫技術

自保溫是外墻本身具有良好的保溫隔熱性能，能滿足當地節能標準的要求，必要時應采取輔助或附加保溫措施。自保溫系統要求外墻上熱橋部位盡量少，具有良好的保溫隔熱性能的墻體盡量多，因此，并不是任何結構體系都能適用。它只適用于鋼結構、混凝土框架結構、低層承重結構和短肢剪力墻結構。自系統的難點是應妥善處理結構性熱橋部位。從熱性能上看，自保溫與外保溫或內保溫不同，它通常是單一材料，而不是復合結構。自保溫系統實現了結構和保溫的一體化。

夾心保溫技術

夾心保溫是由兩片外墻體和復合在中間的保溫材料構成。它有利于保護（有機）保溫材料，延長使用其壽命，有利于外墻飾面的多樣性。夾心保溫的難點是如何固定或拉結外頁墻。

夾心保溫在國外通常用于低層的砌體結構，在框架填充墻中并不常用。綜述，各種建筑節能技術有長處，也有短處，在使用時應給予必要的注意。現小結如下：

①外保溫技術：更適合于連續地取暖或制冷的建筑。

②內保溫技術：更適合于間隙性取暖或制冷的建筑。

③自保溫技術：必須與合適的結構相配合，應妥善處理熱橋部位。

④夾心保溫技術：必須與合適的結構相配合，應妥善處理熱橋部位。

根據建筑物使用特點選用合適的節能技術

1、公共建筑使用特點和節能技術的選用

（1）公共建筑使用特點

按《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005）的條文說明，公共建筑包括辦公建筑、商業建筑、旅游建筑、科教文衛建筑、通信建筑以及交通運輸建筑。為更明確和簡化，以下以一個高檔辦公樓或五星級賓館為標志性的公共建筑：該類建筑為保證熱舒適性，無論是春夏秋冬，室內要求保證舒適的溫度，即恒溫。因此，無論是在北方、南方，還是過渡地區，該建筑均應是連續性取暖或制冷。高檔別墅類建筑，采取連續性取暖和制冷時，可歸入此類。

（2）公共建筑節能技術的選用

①北方地區公共建筑節能技術的選用北方地區公共建筑主要考慮冬季寒冷的氣候條件。建筑內部均是連續取暖，室內溫度恒定且高、室外溫度很低。在外墻兩側形成溫差，熱流方向是從內向外，是一種傳熱過程。此時應選用外保溫技術。建筑結構有利時，可優先選用自保溫技術。

②南方地區公共建筑的節能技術選用南方地區公共建筑主要考慮炎熱的氣候條件。建筑物內部均采用空調制冷，制冷時間相當長（如深圳一年中有8個月需要制冷），室內溫度恒定且低、室外溫度很高。在外墻兩側形成恒定的溫差，熱流方向是從外向內，也是一種傳熱過程。此時也應選用外保溫技術。建筑結構有利時，可優先選用自保溫技術。

③南北過渡地區公共建筑的節能技術選用南北過渡地區公共建筑應同時兼顧冬季較冷、但不十分寒冷，夏季較熱、但不十分炎熱的氣候條件。建筑內部均采用空調制冷，室內溫度恒定。在冬季，熱流方向是從內向外，在夏季，熱流方向是從外向內；均是一種傳熱過程。考慮到室內的熱穩定性和設備工作的連續性，此時選用外保溫技術也是合適的。若更多地考慮外飾面的安全性（如粘帖重質石材或瓷磚），也可以選用內保溫。建筑結構有利時，可優先選用自保溫技術。

2、居住建筑使用特點和節能技術的選用

（1）居住建筑使用特點

居住建筑在分析中以城市中普通民用住宅作為討論目標。普通居民早出晚歸，早晨上班離家，下午5~6點回家。南北方的氣候特征造成南方和過渡地區的居民與北方居民完全不同的熱設備使用習慣：南方地區和過渡地區，通常是居民旁晚回家后才使用空調設備制冷或制熱；北方地區在冬季則連續采暖。

（2）居住建筑節能技術的選用

①北方地區居住建筑節能技術的選用雖然北方地區的居民也早出晚歸，但由于氣候寒冷，通常又是集中供熱，因此室內溫度仍是恒定的、且在外墻兩側形成較大的溫差，熱流方向是從內向外，是一種傳熱過程。此時應選用外保溫技術。建筑結構有利時，可優先選用自保溫技術。

②南方地區居住建筑保溫技術的選用南方地區居住建筑白天無人在家，傍晚時才有人回家。相對白天而言，晚上氣溫已降低許多。啟用空調后，則希望室內空氣溫度迅速降低。空調是間隙性開啟（應理解為空調使用時間不是很長），而且很可能是客廳、臥室等交替輪流開啟。

此時選用內保溫技術可能更合適。建筑結構有利時，則優先選用自保溫技術。另外需提到的是，當各房間輪流開啟空調時，提高房間之間隔墻保溫性能有利于降低實際使用電耗。若居民回家后，比較長時間地、連續開啟空調，采用外保溫也是合適的。雖然開啟空調初期，外墻會消耗較多能量以降低自身的溫度，但在關閉空調后，也會比較長時間地保持室內較低的溫度。

③南北過渡地區居住建筑保溫技術的選用南北過渡地區的普通居民也是早出晚歸。無論是夏天還是冬天，居民一般下班后才會開啟空調取暖或制冷，希望室內空氣溫度迅速升高或降低。空調開啟時間比南方地區更短，開關頻率可能更多。此時選用內保溫技術是合適的。建筑結構有利時，宜選用自保溫技術。

3、建筑節能技術選用小結

根據公共建筑和居住建筑使用特點，具體分析建筑物是連續的，還是間隙性采暖或制冷，選用合適的建筑節能技術。

（1）連續采暖或制冷，宜采用外保溫技術。

（2）間隙性采暖或制冷，宜采用內保溫技術。

（3）建筑結構有利時，自保溫技術是普遍適用的，但在使用時，應正確處理熱橋部位。

建筑結構對保溫技術選用的影響

1、國外情況

（1）歐美建筑結構和節能技術

歐洲地廣人少，高層建筑集中在少部分城市中，數量不多，大多為公共建筑。居住類高層住宅建筑更少。因此決定了建筑結構類型：公共建筑大多為框架結構，低層和少量多層居住建筑大多為砌體（承重）結構。

歐洲的節能技術也與氣候條件有關。歐洲北方寒冷，普通采用外保溫技術，相關工業（供應）發達，技術成熟。歐洲南方溫暖，也常應用內保溫技術。國內較為知名的歐洲外保溫的代表是生產外保溫核心材料（膠粉）的國民淀粉公司；內保溫技術的代表是拉法基石膏板公司（推廣石膏內保溫）。歐洲低層住宅，也常采用自保溫（砌體結構）或夾芯保溫技術。

北美的加拿大和美國，高層的公共建筑和居住建筑大多為框架結構；低層的住宅采用輕型結構較多，如木結構、輕鋼結構等。由于氣候寒冷，高層建筑采用外保溫較多；而木結構和輕鋼結構的住宅，采用復合結構較多（內外側分別采用水泥/石膏薄板，中間夾巖棉或玻璃棉），通過中間的保溫材料來達到節能要求。

（2）日本建筑結構和節能技術

日本人少地多，且平地較少。大部分人口集中在城市，使城市中高層和超高層建筑很多，通常采用復合墻體結構（如外側為加氣板或水泥薄板，中間為巖棉或玻璃棉，內側為石膏板），一方面墻體自重較輕，另一方面也能滿足較高的節能要求。郊區或農村則大部分為低層建筑，同樣通過復合結構來滿足節能要求。

2、國內情況

國內通常根據建筑使用功能來選擇建筑結構。

（1）公共建筑

公共建筑通常采用框架結構體系、框架剪力墻結構體系。框架剪力墻體系一般內核心筒為剪力墻，外圍為鋼筋混凝土框架或鋼結構框架。①多層公共建筑（建筑高度在24m及以下）的結構體系以鋼筋混凝土框架結構為主；②高層公共建筑（建筑高度在24m以上）采用鋼筋混凝土框架結構、鋼框架結構、框架剪力墻結構體系。

（2）居住建筑

居住建筑通常采用砌體結構體系、剪力墻結構體系、框架結構體系。其建筑結構體系又與建筑高度密切相關：①多層住宅（4～7層）以采用砌體結構體系為主；②高層住宅以剪力墻結構體系為主，特別是短肢剪力墻結構體系已成為上海地區8層以上中高層（8～10層）、高層住宅（11層及以上）的主要結構體系；③低層住宅（1～3層，總高度在10m以下）以砌體結構體系、框架結構體系為主，由于砌體結構體系不能滿足大空間的靈活布局，故框架結構往往是中、高檔的低層住宅的主要結構體系。

3、建筑結構對節能技術選用的影響

通過以上分析，建筑結構對節能技術選用的影響歸納如下：

（1）承重結構：在我國中小城市，多層承重結構仍占有相當多的市場份額，應優先選用具有較好保溫性能的承重墻體材料（如蒸壓加氣混凝土砌塊、承重型復合保溫砌塊等），以構成自保溫系統。由于目前市場上常用粘土多孔磚或混凝土空心小砌塊為承重墻體材料，可根據氣候特征，分別選用外保溫或內保溫技術。隨著國家對土地的嚴格控制，建筑高度增加，多層砌體承重結構會越來越少地使用。

（2）混凝土框架結構或鋼結構：可優先考慮選用自保溫技術，即采用具有保溫性能的蒸壓加氣混凝土等墻體材料；根據各地氣候要求，對梁柱等部位采用不同的保溫措施，來達到和滿足各地節能要求。在高檔的公共建筑中，若采用幕墻外裝飾，則優先采用不燃的巖棉填充在幕墻結構中來達到節能要求。

（3）混凝土剪力墻結構：由于填充墻體很少或基本沒有，不能采用自保溫系統。在北方地區，節能要求很高，可采用外保溫技術。在南方地區，則可采用內保溫技術。

（4）混凝土短肢剪力墻結構：應根據具體情況，分別采用不同的保溫技術。在填充墻體面積仍較多時，應優先選用自保溫技術。

結語

建筑節能技術各有特點，單一的節能技術不能滿足我國多變的氣候環境，每種技術均有其適用性。而在具體工程項目中，建筑節能技術的選用，又與建筑物的使用功能、建筑結構、飾面材料等因素相關。設計者和使用者應根據單項工程特點，選用合適的節能技術。