薛宇辰

(呂梁市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山西 呂梁 033000)

從房屋建筑設(shè)計(jì)的本質(zhì)角度來看，設(shè)計(jì)節(jié)能減耗的房屋結(jié)構(gòu)是重要環(huán)節(jié)之一，而好的節(jié)能降耗的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開優(yōu)秀的節(jié)能計(jì)算方法。因此，為了設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的節(jié)能降耗房屋結(jié)構(gòu)，首先，要了解房屋建構(gòu)節(jié)能的歷史沿革以及當(dāng)下的節(jié)能設(shè)計(jì)趨勢；其次，要深入了解相應(yīng)的結(jié)構(gòu)類型以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；最后，在融匯多方面知識的基礎(chǔ)之上，從綜合考量之下的有效舉措出發(fā)來著手設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的節(jié)能降耗的房屋結(jié)構(gòu)。

1 房屋建構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的歷史沿革

我國房屋建構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的歷史可以追溯到上世紀(jì)70年代，至今可以將其劃分為三個(gè)不同的階段。與國外的房屋建構(gòu)節(jié)能技術(shù)的歷史開端不同，我國的設(shè)計(jì)師起初在進(jìn)行房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)并沒有選用外墻外保溫技術(shù)，而是選擇了更適合我國國民經(jīng)濟(jì)情況與認(rèn)知水平的外墻內(nèi)保溫技術(shù)；也有部分設(shè)計(jì)師選擇了新型的非黏土來作為墻體的主材料，以此來避免額外的保溫措施所帶來的能源消耗。無論是外墻內(nèi)保溫技術(shù)，還是將新型的非黏土材料作為墻體主材料，這兩者都同時(shí)兼顧了房屋的保溫問題與防火問題。

隨著國民對房屋建構(gòu)的節(jié)能要求的提高，房屋設(shè)計(jì)師們越來越多地選擇增設(shè)保溫材料。與此同時(shí)，外墻內(nèi)保溫技術(shù)所建構(gòu)的房屋容易出現(xiàn)室內(nèi)結(jié)露的現(xiàn)象，這一弊端逐漸被大眾所知，這樣的房屋內(nèi)部往往會出現(xiàn)內(nèi)墻墻面發(fā)生霉變或開裂的現(xiàn)象。因此，許多房屋設(shè)計(jì)者選擇EPS保溫板作為主體材料，來對房屋進(jìn)行薄抹灰處理，以此來達(dá)到外墻外保溫的效果。相較于XPS板、PU板以及MPF板，EPS板能夠與原本的墻體以及抹灰砂漿進(jìn)行粘合作用，也不需要做額外的處理工作，節(jié)省建構(gòu)時(shí)間的同時(shí)也增加了房屋的牢固性，但在一定程度上卻加深了居民房屋內(nèi)火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

信息技術(shù)的飛速發(fā)展使得國內(nèi)外房屋建構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)理念和技術(shù)得到了互通，XPS板、PU板以及MPF板逐漸被應(yīng)用于保姆灰外墻外保溫系統(tǒng)之中。除此之外，巖棉板、真空絕熱板和發(fā)泡水泥板等無機(jī)保溫板也逐漸應(yīng)用于薄抹灰外墻保溫系統(tǒng)之中。由此，房屋建構(gòu)資源節(jié)約度得到了一定程度的提升，但過去傳統(tǒng)的外墻外保溫技術(shù)所構(gòu)建的房屋所反映出的安全問題也層出不窮。

2 當(dāng)下寒冷地區(qū)建筑保溫節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

受地域以及氣候條件影響，我國寒冷地區(qū)時(shí)間較長，甚至有部分地區(qū)的冬季長達(dá)五個(gè)月左右，而最低氣溫也低至-30℃多。雖然當(dāng)下供暖設(shè)備以及房屋保溫舉措較過去有很大的提升，總體來看房屋建構(gòu)的能耗有所降低，但部分居民的房屋建構(gòu)仍存在不合理性，耗費(fèi)能源卻無法達(dá)到預(yù)期的保溫效果，因此，探究不同寒冷地區(qū)的建筑保溫結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)勢在必行。

3 當(dāng)下寒冷地區(qū)多種建筑保溫結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)類型

3.1 夾芯保溫類現(xiàn)澆混凝土系統(tǒng)

夾芯保溫類現(xiàn)澆混凝土技術(shù)主要以CL夾芯、IPS夾芯和SW夾芯等多種類型的夾芯為主，采用不同的工藝來達(dá)到讓房屋保溫的目的。CL夾芯和IPS夾芯所形成的保溫系統(tǒng)可以分為現(xiàn)澆剪力墻系統(tǒng)和現(xiàn)澆填充墻系統(tǒng)兩類，IPS系統(tǒng)相較于CL系統(tǒng)而言，引進(jìn)了直腹筋鋼絲網(wǎng)架保溫板，能夠很好地調(diào)整腹筋之間的距離，也能夠調(diào)整鋼絲網(wǎng)片的焊接位置。SW系統(tǒng)則沒有采用直腹筋形式，而是通過像海浪一樣的連續(xù)式的斜腹絲連接而成。

3.2 免拆保溫外模板系統(tǒng)

免拆保溫外模板系統(tǒng)主要是以廠制化的保溫復(fù)合板來作為現(xiàn)澆墻體的主要材料，在具體操作時(shí)需要使用特有的連接器件，還需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的處理才能形成相應(yīng)的體系。雖然免拆保溫外模板系的操作較為復(fù)雜，但大大節(jié)省了墻體的耗材和所需的工期。除此之外，免拆保溫外模板系統(tǒng)所采用的外層材料厚度較厚，就防火性而言，與夾芯保溫墻體系統(tǒng)較為相像。

4 寒冷地區(qū)建筑保溫結(jié)構(gòu)節(jié)能的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

就寒冷地區(qū)而言，無論是從平面設(shè)計(jì)的角度來說，還是從立面設(shè)計(jì)的角度來說，單獨(dú)存在的房屋建筑在設(shè)計(jì)門和窗戶時(shí)應(yīng)該充分考慮在冬天時(shí)如何能最大限度地利用光照以及如何避開當(dāng)?shù)囟鞎r(shí)主要的風(fēng)向。從房屋建構(gòu)的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)來說，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量避免設(shè)計(jì)同時(shí)有三面外墻的房間，也應(yīng)當(dāng)避免一個(gè)房間不同走向的墻面上擁有兩個(gè)或者更多的窗戶。當(dāng)然，寒冷地區(qū)的居民樓體型系數(shù)也具有一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，整體有4～8層的居民樓體型系數(shù)應(yīng)當(dāng)小于或等于0.33，9～13層的則應(yīng)當(dāng)小于0.30，而大于14層的居民樓則應(yīng)當(dāng)小于0.26，而居民樓內(nèi)部的樓梯間應(yīng)當(dāng)適當(dāng)設(shè)置采暖裝置與保溫措施。除此之外，對應(yīng)于不同的房屋走向，寒冷地區(qū)房屋建筑的窗戶與墻面的面積的比例也有一定的規(guī)定，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守。

對于同樣處于寒冷地區(qū)但處于不同城市以及不同氣候中的房屋建筑物，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、建筑物周圍的地面以及建筑物內(nèi)部地下室外墻的保溫材料的熱阻系數(shù)等都具有不同的規(guī)定。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行寒冷地區(qū)的房屋建構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定中的具體要求來計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的具體參數(shù)。如果在進(jìn)行寒冷地區(qū)的房屋建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要設(shè)計(jì)封閉式的陽臺，那么應(yīng)當(dāng)注意封閉式的陽臺和與之相連通的房間應(yīng)該設(shè)計(jì)有隔墻或者門和窗戶，否則則應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制陽臺與房間內(nèi)的傳熱系數(shù)。

5 寒冷地區(qū)建筑保溫結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的有效舉措

5.1 從窗戶的有效設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能

在對寒冷地區(qū)的房屋建構(gòu)的窗戶進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮常規(guī)窗戶設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的窗框材料、玻璃層數(shù)和玻璃材質(zhì)之外，也應(yīng)當(dāng)依據(jù)寒冷地區(qū)的現(xiàn)狀來多個(gè)角度考慮如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)。首先，寒冷地區(qū)的窗戶要能夠保證充分利用太陽能資源，能夠使得冬天時(shí)利用太陽能資源來提升室內(nèi)的熱環(huán)境；其次，應(yīng)當(dāng)確保窗體的各個(gè)組成部分具有良好的保溫隔熱性能，以此來減少寒冷地區(qū)冬天時(shí)室內(nèi)的熱量因保溫性能不良而流失；最后，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)保證窗戶的保溫性與合理的通風(fēng)性并存。

5.2 從墻體的有效設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能

對于寒冷地區(qū)房屋的建構(gòu)，在進(jìn)行墻體選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量選擇外墻保溫系統(tǒng)。首先，外墻保溫系統(tǒng)能夠確保寒冷地區(qū)外界溫度變化較大時(shí)，由于采用外墻保溫系統(tǒng)能夠使得靠里的墻體儲存更多的熱量，所以墻體的溫度變化主要集中在保溫層內(nèi)部，從而達(dá)到保護(hù)墻體的作用，確保墻體不會因?yàn)闇囟茸兓^大而發(fā)生開裂現(xiàn)象。其次，采用外墻保溫系統(tǒng)能夠確保寒冷地區(qū)的房屋在冬天時(shí)不會發(fā)生墻體反潮發(fā)霉以及漏水的現(xiàn)象。再次，采用外墻保溫系統(tǒng)能夠在一定程度上減少墻體厚度，從而加大房屋內(nèi)部的可以實(shí)際使用的面積。最后，外墻保溫系統(tǒng)的操作性較強(qiáng)，可以有效地節(jié)省工期。

6 結(jié) 語

總而言之，我國對于房屋建構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的探索從上世紀(jì)70年代早已開始，經(jīng)過不斷的發(fā)展與改進(jìn)，當(dāng)下可以設(shè)計(jì)出達(dá)到節(jié)能65%～75%的房屋。對于寒冷地區(qū)而言，房屋建構(gòu)不僅要確保在冬季時(shí)室內(nèi)能擁有合適的溫度，而且應(yīng)當(dāng)確保能夠降低能源消耗。因此，針對當(dāng)下寒冷地區(qū)建筑保溫節(jié)能設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以從窗戶、墻體等多個(gè)角度的有效設(shè)計(jì)出發(fā)，來達(dá)到既保溫又節(jié)能的目的。