摘要：现阶段进行围护结构对建筑能耗的影响研究仍然处于初级阶段，我们应该将各种各样先进的技术和节能材料用于围护结构节能设计当中，抓紧落实好这些节能技术措施，不断通过实践总结经验，并结合严寒地区的气候特征，有效合理利用资源。本文主要探讨了工民建建筑的外围护结构设计策略。
关键词：工民建建筑；外围护结构；设计策略
中图分类号：TU111.4 文献标志码：A
引言
伴随着科学技术的深入发展，人们对居住条件提出了更高的要求，对居住环境的舒适度追求也逐渐增加。因此，在工民建建筑工程施工过程中，要重视外围护结构设计，不断提升设计方案的整体质量。
1工民建建筑的外围护结构设计原则
1.1科学合理原则
针对于工民建建筑工程的整体性能而言，要综合考虑到建筑结构、美术、建筑的保暖以及采光等方面的因素。如果设计存在问题，很可能无法有效的控制室内温度，在消耗资源的同时，还会影响到人们的居住舒适度，严重影响到我国可持续发展战略实现。
1.2注重使用绿色能源
伴随着科学技术的深入发展，人们的环保意识逐渐增强，在一些建筑工程结构中，普遍运用到一些环保绿色能源功能的建筑设施设备，在具体设计过程中，要重视结构设计中运用绿色资源，在充分达到用户照明取暖要求的基础上提升环保效果，减少各项污染，有效的节约了我国资源。
1.3注重使用绿色材料
伴随着社会的发展，人们对科学技术的认识逐步加深，在建筑市场中出现了很多绿色环保、无污染的新型建筑材料。在具体施工过程中，要全面了解施工材料，充分意识到新型绿色环保无污染材料的重要性，同时要积极运用到建筑施工过程中，减少成本支出，从而提升环保效益，减少污染。
1.4环境保护原则
在工民建建筑施工过程中，施工现场会产生很多的垃圾和粉尘，对施工现场周边环境带来严重影响，对周边居民健康造成一定威胁。针对工地施工产生的垃圾，建筑设计人员要采取科学处理办法，防止对周边居民生活带来的不利影响。在建筑工程施工过程中出现的噪声污染等，需要在施工现场周边设置隔音装置，防止对周边居民带来的噪音影响[1]。
2工民建建筑外围护结构设计策略
2.1 屋顶节能构造设计
2.1.1 外保温屋顶节能构造设计
外保温屋顶主要是把保温层置于屋顶结构层的外侧，由于有保温层的保护使得屋顶结构层免受风吹日晒、温度应力的作用同时能有效避免屋顶构造层内部的冷凝结露现象，使得屋顶具有良好的热工性能。构造做法：从上到下依次是保护层、防水层、保温层、屋顶结构层。这种屋顶构造做法主要适用于寒冷地区以及夏热冬冷地区新建的住宅建筑。
2.1.2 倒置式屋顶节能构造设计
倒置式屋顶是外保温屋面构造的一种倒置做法，指把保温层置于防水层之上，同时保温层之上的保护层具有良好的透气性，能有效避免屋顶构造层内部结露，保护防水层免受破坏。这种屋顶节能构造做法一般要求保温材料具有较高的拒水性能，保温材料主要有聚乙烯泡沫板、泡沫玻璃等。这种屋顶构造做法主要适用于寒冷地区以及夏热冬冷地区新建的住宅建筑[2]。
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2.2 门窗节能构造设计
对于居住建筑来说，外门、外窗在外围护结构总面积中占有相当的比例，一般在30％~60％之间。从对冬季人体热舒适的影响来说，由于外墙、外门的内表面温度低于外墙、屋面以及地面的内表面温度。从热工设计方法上来说，由于外门、外窗能耗损失高于外墙、屋顶以及地面，因此应采用不同的保温措施。
2.2.1 窗户的节能设计
玻璃窗一般传热量大，而且热阻一般远小于其他围护机构，因此冬季窗户表面温度过低，对靠近窗口的人体进行冷辐射，严重影响室内热环境的舒适。对于节能设计来说，窗户的保温设计主要从以下方面考虑：（1）控制窗墙面积比。窗户既有引进太阳辐射热的有利方面，又有因传热损失和冷风渗透损失比较大的不利方面。就窗户总体效果而言，窗户仍是保温能力最低的构件。对于居住建筑而言，不同朝向的窗墙面积比也不相同。南向≤0.35，东西向≤0.25，北向≤0.20。（2）提高窗户气密性，减少冷风渗透。当窗户的气密性达不到标准时，则要采取密封措施。（3）提高窗户的保温能力。我们可以改善窗框的保温性能，比如可以将薄壁实腹型材改为空心型材，内部形成封闭空气层，提高保温能力。或者采用塑料构件，以获得良好保温效果。无论采用什么材料的窗框，都应密封窗框与墙体之间的缝隙。可以采用保温砂浆、泡沫塑料等填充；改善窗玻璃部分的保温能力，单层窗的热阻很小，仅适用于较温暖地区。寒冷地区，应采用双层甚至三层窗，这也是节约能源的重要措施。
2.2.2 门的节能设计
门的热阻一般比窗户大，而比外墙、屋顶的热阻小，因而也是建筑围护结构的薄弱环节。在节能设计中我们应该选择保温性能好的保温门，在寒冷地区也可采用门斗。
2.3 外墙节能构造设计
2.3.1 外墙外保温
对于外墙保温设计来说，外墙外保温、夹心保温、外墙内保温均能在寒冷天气减少外墙的热损失，改善室内热环境，但目前采用最为广泛的还是外墙外保温构造做法，这种方式的优点多一些，主要有：（1）使墙或屋顶的主要部分受到保护，大大降低温度应力的起伏，提高结构的耐久性。此外，由于一般保温材料的线膨胀系数比钢筋混凝土小，所以外保温对减少防水层的破坏也是有利的。（2）由于称重材料的热容量一般都远大于保温层，所以外保温对结构及房间的热稳定性有利。当供热不均匀时，承重层因有大量蓄存的热量，因此可以保证围护结构内表面温度不至急剧下降，从而使室内温度也不致很快下降。（3）外保温对防止或者减少保温层内部产生水蒸气凝结是十分有利的，但具体效果则要看环境气候、材料及防水层位置等实际条件。（4）外保温使热桥处的热损失减少，并能防止热桥内表面局部结露。（5）对于旧厂房的节能改造，外保温处理的效果最好。首先，在基本上不影响住户生活的情况下，即可进行施工。其次，采用外保温，不会占用室内的使用面积。
2.3.2 新型组合外保温技术
新型组合外保温隔热技术,即干挂饰面砖幕复合外墙外保温隔热系统。这种保温墙体通常是以钢筋混凝土框架一剪力墙为主体结构,它的外墙是混凝土剪力墙，厚度一般为200mm，保温系统则位于剪力墙的外侧。这种组合外保温系统从结构墙体往外依次为保温层、空气层、以及干挂幕墙。其中，保温层为自熄型聚苯板，板厚为100mm，密度高，通常为2kg/m2,传热系数比较小。保温层与结构墙体之间通常是用水泥砂浆水泥黏结剂黏结。板之间的缝隙则采用发泡材料填充。保温层外部为空气层，通常为开放式，厚度90mm，空气层的主要作用是隔热以及保证保温层的干燥，由于空气层与外界的风压相同，因此外部水分不会因为空气压力差进入保温层，这也是这种保温系统最大的优势。最外部则是干挂幕墙，这种干挂幕墙通常也为开放式，使用龙骨、预埋件与保温层进行连接，保护保温层免受风吹日晒，温度应力的作用，同时可以选择不同质感、颜色的幕墙，使得这种保温系统美观大方，更受到人们的青睐[3]。
结束语
建筑围护结构是人体的第三层“皮肤”，其热工性能直接影响到室内的热环境和人的热舒适性。地区之间存在着气候差异，所以围护结构的热工性能应该适应建筑所在地的气候条件。同时，需要采用合适的评价方法和体系来引导设计师选择最佳的围护结构类型，适应气候。
参考文献：
[1] 杨华. 探析工业与民用建筑中外围护的结构设计[J]. 中国建筑金属结构,2013(24):96.
[2] 王蕾. 试论工民建建筑的外围护结构设计[J]. 民营科技,2017(4):189.
论文作者:李井秋
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第18期
论文发表时间:2020/1/14
标签：屋顶论文; 建筑论文; 结构论文; 保温层论文; 节能论文; 外墙论文; 窗户论文; 《建筑实践》2019年第38卷第18期论文;