1、NEW BUILDING MATERIALSNEW BUILDING MATERIALS基金项目：2022 年自治区节能减排（建筑节能）专项资金预算项目（桂财建202268 号）收稿日期：2022-09-01作者简介：张小静，女，1985 年生，硕士，高级工程师，主要从事建筑节能、节能材料、节能改造及绿色建筑技术研究，E-mail：。新规范实施后广西居住建筑围护结构节能构造研究2019 年我国能源消费总量为 48.75 亿 t 标准煤，其中建筑全过程能耗总量为 22.33 亿 t 标准煤，占全国能源消费总量的 45.8%1。由此可见，建筑节能对降低建筑能耗，实现住房和城乡建设领域“双碳”目标至
2、关重要。2022 年 4 月 1 日起开始实施强制性工程建设规范 GB 550152021 建筑节能与可再生能源利用通用规范（以下简称“新规范”）意味着我国的节能减排工作进入一个崭新的发展阶段。根据该规范，新建居住建筑的平均设计能耗水平要在 2016 年执行的节能设计标准基础上降低 30%2，即夏热冬冷和夏热冬暖地区的居住建筑平均节能率需达到 65%，其中围护结构节能率提高 10%20%。本文基于南宁市某实际住宅建筑建立计算模型，研究建筑围护结构的节能潜力，并结合 GB 550152021 中各项技术指标，给出满足要求的围护结构节能构造做法，并分析这些构造做法在广西不同气候区域的适用性。1广西
3、居住建筑常用围护结构材料调查与分析为确定本次研究的典型居住建筑模型和重点研究因素，首先对广西近年来 50 个住宅项目进行了详细的调研，包括低张小静（广西建筑科学研究设计院，广西 南宁530005）摘要：为研究 GB 550152021 建筑节能与可再生能源利用通用规范 实施后广西居住建筑的节能途径，以南宁市某住宅建筑为例，采用 BECS 2023 节能设计软件建立典型模型，在固定其他节能影响因素不变的情况下，通过调整外墙和外窗构造做法，得到适宜广西夏热冬暖 B 区、夏热冬暖 A 区及夏热冬冷 B 区典型居住建筑节能设计的围护结构节能构造基本做法，可为新规范在广西的实施和应用提供参考。关键词：节
4、能设计；广西；居住建筑；围护结构；规范中图分类号：TU111.4文献标识码：A文章编号：1001-702X（2023）02-0157-05Research on energy-saving structure of enclosure structure of residential buildings inGuangxi after implementation of new codeZHANG Xiaojing（Guangxi Institute of Building Research&Design，Nanning 530005，China）Abstract：In order to st
5、udy the energy-saving ways of residential buildings in Guangxi after the implementation of Generalcode for energy efficiency and renewable energy application in buildings GB 550152021，taking a residential building in Nanningas an example，BECS 2023 energy-saving design software was used to establish
6、a typical model.Under the condition that other energy-saving influencing factors remain unchanged，by adjusting the construction methods of exterior walls and windows，the basicmethods of energy-saving construction of envelope structure suitable for energy-saving design of typical residential building
7、s inGuangxi hot summer and warm winter zone B，hot summer and warm winter zone A and hot summer and cold winter zone B areobtained,which can provide reference for the implementation and application of the new code in Guangxi.Key words：energy conservation design，Guangxi，residential building，enclosure
8、structure，standard中国科技核心期刊157新型建筑材料202302层、多层及高层住宅，工程地点涵盖南宁、柳州、北海等多个城市，调研结果显示，广西居住建筑常用的围护结构材料为：屋面采用正置式或倒置式保温屋面，保温材料以挤塑聚苯板为主，常用厚度在 3040 mm；外墙砌体材料主要采用加气混凝土砌块和烧结页岩多孔砖，并采用以内保温为主的保温方式，保温材料以单独采用无机保温砂浆，或采用建筑反射隔热涂料与无机保温腻子的组合形式为主，其中，单独采用无机保温砂浆时，常用厚度在 2030 mm，采用建筑反射隔热涂料与无机保温腻子的组合形式时，无机保温腻子的厚度为 3 mm 或 5mm；外窗基本
9、上采用普通铝合金双层中空玻璃，部分外窗外侧玻璃采用了 Low-E 玻璃，但并不普遍，极少数建筑采用了导热系数小的断热型铝合金窗框。2研究对象基于调研结果，确定了本次研究的典型居住建筑模型，该模型为南宁市某栋 32 层两梯四户住宅楼，南北朝向，建筑面积 12 970 m2，体形系数 0.39，平均窗墙比 0.22，东西向主卫外窗采用活动外遮阳，建筑遮阳系数 0.8，遮阳设施应用面积 62.5 m2，占所有外窗面积的 2%，如图 1 所示。主要材料热工参数见表 1 和表 2。计算机模拟分别选取南宁、柳州、桂林作为广西夏热冬暖 B 区、夏热冬暖 A 区及夏热冬冷 B 区的代表城市，模拟分析工具采用清
10、华斯维尔节能计算软件（BECS 2023 版）。图 1典型建筑模型示意表 1屋面和外墙材料热工参数项目导热系数/W/（m K）蓄热系数/W/（m2 K）密度/（kg/m3）修正系数无机保温腻子0.071.564501.25无机保温砂浆（无机轻集料保温浆料型）0.071.203501.25烧结页岩空心砖0.354.638001.00B07 级加气混凝土砌块0.223.597001.25B05 级加气混凝土砌块0.192.815001.25绝热挤塑聚苯乙烯板0.030.36401.20烧结页岩多孔砖0.568.5213001.00外窗组成传热系数/W/（m2 K）自遮阳系数普通铝合金窗+6 mm
11、高透光 Low-E+12 mm 空气+6 mm 透明3.2350.549断热铝合金窗+6 mm 高透光 Low-E+12 mm 空气+6 mm 透明2.6800.496断热铝合金窗+6 mm 高透光 Low-E+12 mm 氩气+6 mm 透明2.3600.496太阳得热系数0.4790.4320.432可见光透射比0.720.720.72项 目外窗外窗外窗表 2外窗热工参数3影响因素本研究的重点是满足新规范要求的围护结构构造做法，根据调研结果，确定以下几种常用材料作为模拟计算的影响因素：加气混凝土砌块（B07 级和 B05 级）、烧结页岩空心砖（虽然调研结果显示采用烧结页岩多孔砖的项目较多，
12、但考虑到烧结页岩多孔砖的导热系数较大，故将其替换为烧结页岩砖中热工性能较优的烧结页岩空心砖）、无机保温腻子、无机保温砂浆（内保温）；外窗方面则将外窗类型和窗墙比作为考察的因素。计算机模拟均在保持屋面、遮阳等其他构造做法不变的情况下，通过调整上述一种因素或同时调整多种因素，计算各变量对能耗的影响。4模拟结果与分析4.1夏热冬暖 B 区4.1.1材料选型分析根据文献3，非隔热金属型材搭配普通中空玻璃的传热系数为 4.0 W/（m2 K），搭配 Low-E 中空玻璃的传热系数为3.2 W/（m2 K），而 GB 550152021 规定外窗传热系数不得降低，必须满足规定性指标要求，即便在夏热冬暖 B
13、 区，对外窗传热系数的最低要求为3.5 W/（m2 K），因此本次模拟均采用较普通中空玻璃热工性能更优的 Low-E 中空玻璃。夏热冬暖 B 区几种方案的模拟计算结果见表 3。张小静：新规范实施后广西居住建筑围护结构节能构造研究158NEW BUILDING MATERIALSNEW BUILDING MATERIALS4.1.2模拟结果分析（1）对比方案 1 和方案 2 可知：无机保温砂浆与无机保温腻子的节能效果基本相同，主要是因为模拟采用的无机保温砂浆和无机保温腻子的导热系数相同，蓄热系数略有不同。（2）对比方案 2 和方案 3 可知：当将所有外窗均更换为断热铝合金型材时，外墙相应地可减少
14、 5 mm 厚无机保温腻子，即在夏热冬暖 B 区，外窗型材由普通铝合金更换为断热铝合金，对建筑整体热工性能的提升有一定贡献。（3）对比方案 3方案 5 可知：平均窗墙比为 0.22 时，外墙需采用总厚度为 30 mm 的无机保温砂浆或无机保温腻子+无机保温砂浆的组合才能通过权衡判断；对比方案 6方案 9可知：平均窗墙比为 0.19 时，无机保温腻子+无机保温砂浆组合的总厚度达到 27 mm，即可通过权衡判断；进一步对比方案5 和方案 6 可知，外窗总面积减少约 10%基本等同于 3 mm 厚无机保温腻子的节能效果，即在夏热冬暖 B 区减小外窗面积能够一定程度上降低建筑能耗。（4）本次研究还模拟
15、了外墙砌体材料为 B05 级加气混凝土砌块和烧结页岩空心砖的方案，由于篇幅有限，未列于表 3中，结果显示：在其他围护结构构造均相同的情况下，将 B07级加气混凝土砌块改为 B05 级加气混凝土砌块，无机保温腻子+无机保温砂浆组合的总厚度可减小 78 mm；改为烧结页岩空心砖，总厚度则需增加 68 mm。4.1.3区域适宜性小结在夏热冬暖 B 区，正南北朝向的典型居住建筑围护结构节能设计可参考以下方案：（1）屋面：采用 80 mm 厚的绝热挤塑聚苯乙烯板。（2）外墙：采用 B05 级加气混凝土砌块，并辅以总厚度在 2027 mm 的无机保温砂浆或无机保温腻子与无机保温砂浆的组合；采用 B07 级
16、加气混凝土砌块，并辅以总厚度在2735 mm 的无机保温砂浆或无机保温腻子与无机保温砂浆的组合。（3）外窗：窗墙比0.35 时（东西向除外）采用外窗，东西向及其他采用外窗；全部采用外窗。（4）活动外遮阳：东西向无平板遮阳的外窗采用建筑遮阳系数0.8 的活动外遮阳。4.2夏热冬暖 A 区4.2.1材料选型分析考虑到夏热冬暖 A 区对外窗传热系数要求较夏热冬暖B 区有所提高，因此夏热冬暖 A 区均采用断热铝合金型材，模拟结果如表 4 所示。4.2.2模拟结果分析（1）由表 4 可以看出，南向外墙保温层的厚度普遍比其他朝向大，这主要是因为模拟建筑为南北朝向，南向外窗最多，使得南向外窗线性热桥的长度最长，也就是说在各朝向外墙平壁传热系数相同的情况下，南向外墙的平均传热系数最大，而夏热冬暖 A 区居住建筑进行围护结构热工性能权衡判断的外墙传热系数门槛值与规定性指标要求的限值相同，是不得降低的，故为达到权衡判断的门槛要求，需适当增加南向外墙的保温层厚度。（2）对比平均窗墙比为 0.22 和 0.19 的方案：当外窗总面积减少约 10%时，各朝向外墙的无机保温砂浆厚度均可适当减小，此结果与夏热冬暖