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摘要：裝配式建筑圍護結構主要體現在屋面樓板設計、窗墻比設計、屋外互墻體的設計，在現場施工肌肉福安，對建筑體進行裝配式一體化建筑圍護，充分發揮裝配式建筑圍護的價值功能，大大降低材料和能源的消耗。裝配式建筑圍護結構可以提高對土地資源的利用，以建筑空間為核心，向四周的門窗和墻體進行圍護，提高建筑體抵抗外部不良環境的能力。本文圍繞裝配式節能設計概念，闡述節能設計策略。
關鍵詞:裝配式；建筑圍護；節能技術
裝配式建筑圍護結構由內部圍護結構和外部圍護結構共同組成，以鋼筋結構住宅為裝配式建筑基礎，設計人員需要根據住宅的地理位置和氣候條件，對裝配式建筑的外圍結構進行分析和調研，完善建筑體外圍的節能設計和實行。建筑體在施工時應考慮窗戶、樓板、外墻體的節能效果，提升低碳減排的設計功能，進一步完善節能的設計效果，以此促進我國裝配式建筑外圍結構行業的發展，對于推動環保理念住宅有著重大意義。
1裝配式建筑圍護結構節能設計概述
1.1裝配式建筑外圍結構節能概念。裝配式建筑對于施工的質量要求較高，施工速率和傳統的施工速率較快，一定程度上節省人力施工成本的投入。尤其是在寒冷地帶，受到氣候的制約，裝配式建筑外圍所用的構件主要在廠房內進行加工生產，外墻板和內墻板主要在工廠進行批量生產，通過現場盡心安裝作業，對現場澆筑的環節大大降低，一定程度上提升整體的施工效率。裝配式施工按照裝修一體化的設計原理，加快施工的速率和整體的效率，在一定程度上提高施工的質量，同時保證施工的速度在合同的有效周期內。對于構件進行標準化設計，利用先進的監管技術實現安全管理，根據主體的施工流程同步完成。在建筑外圍的設計上，保證建筑的節能效果，按照出臺的標準，進行熱工性指標檢驗和評估，保證外圍耗能的節約。
1.2裝配式建筑外圍節能影響因素。對于建筑外圍裝配式的節能設計，應考慮以下兩點影響因素，一個是采暖因素，一個是制冷因素。內因在于建筑體的自身因素，建筑建成的朝向、建筑的形體系數、外圍的結構形式都影響內因的形成，設計參數對建筑體的總負荷情況造成影響，在裝配式建筑外圍設計之初，設計人員要考慮建筑自身負荷的影響，提高建筑外圍的節能效果，達到設計節能的要求標準。外因體現在建筑體內外熱環境的干擾因素，包括室內外的溫濕度、太陽的輻射強度、住宅內人與設備活動產生的能量等。設計人員應根據勘測的數據，對設計方案進行調整，保證節能設計理念不受這些外因因素干擾，在夏冬兩季，通過暖通空調系統的運行，對室內外的溫濕度控制在恒定數值，保證空間的保溫制冷效果，實現低碳減排環保的理念。
2裝配式建筑圍護結構
裝配式建筑圍護結構為四大圍護結構，包含門窗、墻體屋頂和地面。按照面積的能量損失率進行對比，能量損失最大的就是門窗，能力損失最小就是屋頂，而對于圍護節能的理念，應從門窗、墻體和屋頂入手，建立可持續發展的節能觀念，開發高效、經濟保溫、隔熱良好的建筑材料，利用新型技術，實現門窗保溫、隔熱性能良好的密閉系統，降低維護結構能量的損失。
2.1門窗。門窗的熱量損耗最大，因此必須提高門窗的氣密性能。在門窗的設計上，選用密封性能良好的門窗材料，在門窗的外圍選用保溫性能和透氣性能良好的鋁鋼密封框架，框架的材質為彈性輕型材質，框架和玻璃之間可以用玻璃膠進行縫隙的密封。在門窗裝配式的設計上，要遵循嚴格的操作工藝，按照安裝的流程進行操作，完善安裝的質量檢測和監督管理，保證門窗的保溫性能和透氣性能。
2.2屋頂。對于屋頂的外圍設計，針對平頂屋頂、坡度屋頂的設計實例，分析屋頂綠化和屋頂儲水的節能設計標準。屋頂綠化可以提升建筑的空氣循環利用體系，但屋頂的綠化要嚴格關注病蟲害對屋頂的侵蝕問題。屋頂的蓄水可以調節建筑整體的水循環利用，但屋頂必須做好防漏法人防護措施?，F在新型的住宅模式，采用可控性的玻璃屋頂，通過自動升降技術，自動調整玻璃對光照的翻身，改變屋頂熱量的散失，因此提升屋頂的保溫功能，在追求造型美觀前提下，實現建筑的節能功效。
2.3外墻對于外墻外圍的設計，提出熱橋的保溫要求，熱橋主要指在外墻結構住的主體部分，存在的保溫能力遠小于主體部分嵌入構件的保溫能力。在節能建筑的設計，要注重保溫的功效，因此熱橋點就成為圍護設計的薄弱環節，設計者應掌握實際的建筑構造，根據熱橋的種類和耗能特點，選用合理設計方案，實現外墻的保溫功能和散熱效果。
3裝配式建筑圍護結構節能設計策略
3.1窗墻比節能設計。外窗設計一般選用輕薄的材質結構，且外窗屬于耗能的薄弱環節，普通的單層玻璃在夏季的降溫和冬季的保溫耗能達到60%，只有解決外傳耗能的問題，才能控制室內的溫度變化，在設計上對穿墻比進行計算。根據地域的氣候，設計合理的穿墻比。在夏季干燥炎熱地帶，由于太陽輻射大，夜間的溫差大，因此外窗的設計成封閉式，采用較小的穿墻比，減少白天熱量的照射，在夜晚也起到保溫的效果。同時較小的窗墻比可以提升內部的恒濕功能，保證炎熱地帶室內蘊含濕潤的氣體流動。而在溫潤地帶，由于濕氣過多，在晨間尤為明顯，因此穿墻比的設計要大，夏季為南北朝向的通風，冬季獲得廣泛的陽光照射，以此提升室內的保溫性能。
3.2門窗熱工性能節能設計除調節穿墻比措施外，也要對玻璃門窗的熱工性能進行調整。在門窗的設計上考慮低輻射或熱斷橋處理的門窗材料，還要注重窗墻間與框扇間接縫處的氣密性。門窗在材質的選擇上，一般使用鋼塑框架和木塑框架，這兩種材質的框架在節能效果優良。同時也要增加外墻玻璃窗的遮陽功效，可在玻璃間層中安裝百葉和格柵，或在水平處安置外部遮陽設備，都可有效阻斷熱量的散失，起到隔熱的作用。門傳熱工性節能的設計遵循能量守恒定律，只有阻斷熱量的散失，才能在夏季保證室內冷空氣流動，而在冬季保證保溫的功能。
3.3屋頂的節能設計。通過數據表明，屋頂的耗能占據建筑整體耗能的7%。在夏季，屋頂的室內溫度高于其他層面3度，在完善外窗的保溫性能之后，要加強屋頂的隔熱功能，從節能的實際角度出發，根據以下幾點闡述屋頂的節能設計。3.3.1高效保溫材料保溫屋面。保溫屋頂的設計材料選取具備保溫性能，通過提高維護結構自身的熱惰性和熱組參考指標，實現屋頂的隔熱效果。在屋頂隔熱的設計上，一般選用再生的聚苯板作為保溫層，設計帶有隔熱層的屋頂比未設置隔熱層的屋頂溫度小6-7度。利用冬暖夏涼熱量的傳輸規律，保障屋頂的隔熱性能。3.3.2種植隔熱屋面。種植隔熱屋面主要在建筑鋼筋砼屋面板上方鋪設軟土，在其上方種植植物，利用植物的光合作用原理，降低太陽對屋面的照射，起到遮擋的作用，土層可以有效凝結空氣中的水分，起到一定的蓄熱能力，通過水分蒸發作用，起到吸收熱量的原理，在一定程度上起到屋頂隔熱的功效，從而減緩照射對屋面溫度的影響。屋面植物土壤不能過厚，植物根系遠不如在地表生長力強，因此在植物的選擇上應符合弱風環境生存下。若不種植植物進行隔熱，也可選取花架，種植攀巖式的植物品種也可進行遮陽的效果，雖然隔熱效果比不上植物種植效果，但一定程度也可起到隔熱的作用。3.3.3蓄水屋面。蓄水屋面利用水的吸熱原理，在平頂屋頂進行蓄水，蓄水的高度控制在3-5米，在氣候干燥的季節，起到隔熱的效果，在濕潤氣候條件下，可調節屋面濕度的變化。但蓄水屋面在建造之初，要完善屋頂防漏的措施，保證不出現水的滲漏。在雨天要排泄屋頂的蓄水，以免造成壓力過大，使屋頂坍塌。3.3.4架空型保溫屋面。架空型的保溫屋面設計分為兩部分，外層為遮掩板，下層為通風空氣間。遮陽板直接攔截太陽光的照射，將太陽的輻射熱量轉移至周邊的空氣中，在風速大的條件下，帶走多余的熱量，隔熱的效果也越明顯。架空式屋面也會結合倒鋪法，將吸水性能小的保溫板放置在防水層上方，但是防水層由于沒有陽光的直射照射，外部的邊緣也會老化，造成耐久性的降低，但對節能和防水起到一定的作用。
3.4外墻節能設計外。墻在整個建筑外圍護結構中所占的比例最大，對建筑能耗的影響也最大，50%的建筑節能中就有25%是通過建筑圍護結構外墻的保溫隔熱性能來實現的。在嚴寒地區，冬季室內外溫差甚至可達30℃～60℃以上，墻面傳熱造成的熱損失非?？捎^。因此，外墻的保溫隔熱設計是建筑節能的一個非常重要的部分?，F階段，我國常用的建筑外墻保溫材料有聚苯板、保溫砂漿、聚氨酯（EPS，XPS）及墻體自保溫四大體系。其中，聚苯板和保溫砂漿的市場占有率較大，但保溫性能相對較差，阻燃性能較差，且聚苯板的施工工藝也較為繁瑣。聚氨酯保溫性能較好，但傳統的聚氨酯硬泡板材不適用于復雜立面的墻體保溫。市場上新出現的聚氨酯現場發泡噴涂保溫材料具有良好的保溫性和憎水性，施工方便，可適用于各種復雜的外墻體保溫設計和無接縫施工。
3.5復合墻體的節能保溫設計。隨著技術的升級，傳統的墻體材料已經退出市場，更多的復合墻體材料運用而生，我國目前現有的復合墻體材料為自體保溫材料和外墻隔熱保溫材料，選用磚塊和鋼筋混合形式夯筑建筑的承重墻，采用聚苯板、礦棉、膨脹珍珠巖作為絕緣保溫的復合材料，以此完善墻體的保溫性能，根據復合材料的工藝手法，分為以下三種保溫系統。3.5.1內保溫系統。內保溫系統主要對絕緣材料復合至承重墻內部，這種工藝手法較為簡便，也是最長使用的節能保溫設計。內保溫系統可以有效阻隔室內外熱量的流失，保持溫濕度的恒定，以此推動溫度上升或下降的穩定變化。3.5.2夾心保溫系統。夾心保溫系統主要在外墻和內墻的中間，填充保溫復合材料，以此取得良好的保溫效果，但夾心保溫系統存在空氣對流的現狀，如果填充密封效果不好，造成室內外氣流的流通，致使熱量損耗。3.5.3外保溫系統外保溫系統隔熱復合材料承接至承重墻的外側，此種方法是三個系統中熱穩定最好的方案，但是保溫層無法經受風吹熱曬的洗禮，因此保溫系統的設計上要考慮外層保溫材料的抗耐性和抗腐蝕性。
3.6其他墻體設計節能方案。我國要達到節能設計50%的設計要求，除部分需采用加厚的加氣砼單一墻體外，使用新型復合墻體將是大勢所趨。墻體的節能設計除了保溫材料，新型墻體的使用外，還可以通過增加特殊構造來達到節能的效果。如巴格達地區為了適應當地干燥氣候條件在墻體中的風口設計，馬來西亞檳榔嶼州大廈的外墻則增加了一種“捕風墻”的特殊構造設計，從而有效地控制室內的通風?；虿捎秒p層復合外皮等等這種措施，起到一個環境過濾器的作用。所以提高建筑圍護結構的熱工性能是建筑節能的一項重要措施。在建筑物的四大圍護結構門窗、墻體、屋頂和地面中，以面積與能量損失率計，第一位的是門窗，其次是墻體，最后是屋頂。
4結論
綜上所述，根據熱量損耗比來說，門窗的損耗比大于墻體大于屋頂，因此在裝配式外圍結構節能的設計上，首要考慮就是門窗的散熱和保溫作用。門窗的設計要考慮窗墻比和熱性能，而屋頂的節能設計要考慮隔熱功效。屋面的設計常見的由保溫板隔熱、植被隔熱和蓄水隔熱，由地屋頂隔熱設計，也采用玻璃遮蓋方式，降低屋頂熱量的傳遞速率。只有不斷優化對屋面、樓板、門窗節能的優化，才能溫度建筑低碳減排理念的實施，以此推動建筑行業的升級和革新。
參考文獻
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作者:展曉東 單位:江蘇中森建筑設計有限公司
