一般来说，建筑与室内环境的围护界面主要是由建筑的内外墙、门、窗（包括玻璃幕墙）、屋面、地面等构成。由于在自然条件下室内热环境质量受室外环境的影响最为主要，因此，此处将重点讨论建筑与室内空间外围护界面的节能问题。

（一）外墙节能

建筑的外墙通常是由承重结构层、固定材料层、保温层、抗裂防水层、饰面层等组成，构成这些层面的材料不同、层面的排列次序不同，墙体的保温隔热性能也会大不相同。由于保温材料的具体选择以及保温层本身的具体做法具有极强的专业技术性，在设计中会有专门的工序和人员负责设计或加以选择，与室内设计师的直接关系不是很大，所以在此不做专门讨论，而将重点放在室内设计师理应知晓的层面上。

1.常见外墙保温系统

目前我国的墙体保温主要有外墙外保温、外墙内保温和夹心保温三种形式。外墙外保温方式是指由保温层、保护层和固定材料（胶合剂、锚固件等）所构成的保温结构安装在外墙外表面的保温；外墙内保温的保温层置于外墙的室内一侧，与外保温正好相反；夹心保温做法则是将墙体分为承重和保护部分，中间留出一定的空隙做成空气间层，或内填无机松散或块状保温材料，如炉渣、膨胀珍珠岩等。外墙内保温和夹心保温的做法都有非常明显的缺陷，这些缺陷无论对建筑与室内环境的节能以及建筑与室内环境的艺术效果都会产生明显的影响，因此除非有特殊要求，一般不建议使用。

（1）外墙内保温的主要缺陷。外墙内保温的主要缺陷可以概括为以下几个方面。

①损坏主体结构，缩短使用寿命。内保温的做法将保温层置于室内一侧，使得主体结构暴露在温度变化极大的室外环境之中，由于受冷热形变应力变化的影响而始终处于不稳定状态，应力的反复作用容易使外墙遭受温差应力破坏，造成主体结构裂缝，也容易造成内保温系统空鼓开裂，严重影响建筑物的使用寿命。

②“热桥”面积大，节能效率低。内保温做法的“热桥”面积较大，室内热量散失较大，不利于建筑节能。

③容易在室内界面产生结露与霉变。在内保温做法中，由于热散失的影响，“热桥”部位的温度与非“热桥”部位产生很大差异，“热桥”部位内表面温度降低，容易导致“热桥”部位结露，凝结水的漫渍或冻融循环易造成“热桥”部位的霉变、开裂，严重影响室内的观瞻和空气质量。

④保温层容易受损。由于保温层置于室内一侧，而保温层的强度一般较小，使用者在进行室内装修施工（如做内墙隔断）、家具安装（尤其是固定家具）以及墙面陈设（如墙面钉钩挂画）时难以避免对保温层的损坏，而且很难修复，影响保温效果。

⑤防水层容易开裂，导致漏水。保温层内外侧的温度环境变化使建筑物形成新的温度场，主体结构不同部位发生的不同形变会使墙体多处发生裂缝，尤其会破坏沿女儿墙的屋面防水层，也可能导致地下室的渗漏。

（2）夹芯保温做法的主要缺陷。夹芯保温的做法同样也有很多缺陷，除了有损坏主体结构、缩短使用寿命、“热桥”、结露、霉变、渗漏等与内保温做法相似的问题以外还包括以下几个方面。

①影响保温效果。夹芯保温做法中的保温层置于内外墙体之间，保温材料一般没有特别的保护措施，一旦内外墙体局部遭到损坏，极易在内外墙之间形成空气对流，从而大大影响保温效果。

②构造复杂，施工难度较大。在非严寒地区，采用夹芯保温的墙体与传统墙体相比往往偏厚，采用夹芯保温方式时，内外墙体之间一般需有连接件连接，构造较为复杂，施工难度相对较大。

③抗震性能较差。夹芯保温墙体的抗震性能较差。

（3）外墙外保温的主要特点。相比之下，外墙外保温因其具有热工性能高、保温效果好、适用范围广、综合投资低、主体结构寿命长等优点而成为我国墙体保温、节能的主要形式，其优点主要表现在以下几个方面。

①适用范围广。外墙外保温系统同时适用于供暖和空调的工业与民用建筑，既可用于新建工程，又可用于旧建筑改造。随着室内设计界对旧建筑改造的不断重视，这无疑为室内设计师提供了一种非常有效的节能方法。

②有效保护主体结构，延长建筑寿命。由于外墙外保温做法的保温层置于外墙的外侧，缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力，可以避免雨、雪、冬、融、干、湿、循环造成的结构破坏，减少空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀，同时使得主体结构始终处于温度变化极小的室内环境一侧，避免了由室外年温差引起的主体结构不同部位形变不同的现象，主体结构稳定，建筑寿命得以延长。只要墙体和屋面保温隔热材料选用得当，厚度合理，外保温可以有效地防止和减少墙体和屋面的温度变形，消除顶层横墙常见的斜裂缝或八字裂缝，而这类裂缝会严重影响建筑主体的使用寿命。同时，对于室内设计师来讲，这类裂缝也会严重影响室内空间的艺术效果，是室内设计师们避之唯恐不及的一个严重问题。

③最大限度地消除“热桥”，避免墙面结露、霉变。“热桥”通常发生在内外墙交界部位、外墙围梁、构造柱、框架梁、柱子、门窗洞口以及顶层女儿墙与屋面板周边的交界处。据统计，建筑中因“热桥”而增加的附加热负荷占总热负荷的20%以上，由于外保温外墙的露点处于外墙主体结构之外的外保温层内表面，因此不会在室内产生因结露而发生霉变的情况，这既防止了因“热桥”而导致的附加散热，又很好地避免了常见的结露问题，真可谓一举两得。

④改善墙体的潮湿现象。由于外保温系统中水蒸气渗透性高的主体结构材料处于保温层内侧，按照热工原理，只要保温材料选择得当，墙体内部一般不会发生冷凝现象，因而无须设置隔气层。此外，在外保温系统中，由于处于保温层内部的主体结构层的温度较高，内部含混量也相对较低，这样又进一步提高了墙体的保温性能。

⑤减小室内温度的波动。相对于保温层来讲，外墙的主体结构层具有较大的蓄热能力，当室内温度发生意外波动（上升或下降）时，墙体可以吸收或释放热量，有利于室内温度保持稳定，改善室内的热环境质量。

⑥有利于墙体防水和气密性的提高。由于节约资源和节能的需要，建筑外墙常常采用加气混凝土、混凝土空心砌块等材料，如果施工时灰缝不严，或者面砖粘贴不严，很容易影响墙体的防水性和气密性，外墙外保温系统能够有效地避免这一问题的发生。

⑦有利于旧建筑的节能改造。近年来，出于继承传统文化、延续历史文脉以及节约资源的目的，旧建筑改造已成为当前的一个热门话题，也成为建筑与室内设计的一个重要类别。但是，由于旧建筑很少能够满足当前的节能要求，因此在更新改造时必须同时考虑其节能的要求，采用外保温方式可以在不影响室内使用空间的情况下大大提高室内的热舒适性和节能特性，满足当今的节能要求。如果建筑物的改造只是希望改善其节能效果，而不改变其室内的使用方式，那么外墙外保温方式可以在内部居民无须搬迁、外撤的情况下进行施工，可以极大地减小对居民生活的影响，节约资金，简化程序。

⑧节约保温材料。由于外保温方式可以有效地消除“热桥”，与其他方式相比，在节能效果相同的情况下，这种方式可以大大地节省保温材料。

⑨增加建筑户内使用面积。由于外保温方式的保温效果优于其他方式，而且外保温层能够增加对内层主体结构的保护，因此，主体结构的厚度也可以相应减小，从而增加建筑的户内使用面积。由此可见，外墙外保温系统无论从理论上还是实践上，都是建筑与室内环境设计中保证节能、厉行节约的最佳方式。

2.与室内设计和施工、维护直接相关的注意事项

由于建筑节能是一门专业性很强的技术，而且建筑节能技术的发展日新月异，一般室内设计师不太可能在此方面掌握得非常全面。因此，如果在室内环境设计中遇到相关的问题，室内设计师首先应该与相关的专业技术人员合作，共同解决问题。但是，如果了解了外墙保温系统的保温原理以及各种常见保温系统的特点，室内设计师就可以在室内环境设计、施工与日常维护过程中针对外墙节能的一些常规问题，找出相应的注意事项和问题的解决措施。

（1）优先采用外墙外保温系统。不管是在新建建筑、旧建筑改造还是室内环境设计时，尤其是在夏热冬冷、夏热冬暖地区，一般情况下尽可能以外墙外保温系统作为外墙保温的首选方式，从而达到最好的保温隔热效果，节约材料，避免墙体或保温层表层开裂、结露、霉变、渗水、漏水等不良后果的产生，延长建筑与室内环境的使用寿命，保证室内的艺术效果。

（2）进行专业的热工计算与设计。外保温系统的具体构造应该根据建筑所在地区的气候条件以及室内环境所要达到的热舒适要求和建筑的节能目标进行具体的计算和设计，以达到最好的性价比。

（3）外墙外保温的保温层外抹灰不宜太厚。保温层外抹灰一般采用普通水泥砂浆或掺有一定聚合物的水泥砂浆，抗裂性能较差，容易空鼓，产生收缩裂缝。更主要的是，如果保温层外的抹灰过厚，实际上就接近夹芯保温，因而夹芯保温的一些缺陷就会表现出来，如渗水、开裂、主体结构受损等，影响建筑保温以及建筑与室内环境质量。

（4）重视特殊部位的构造做法。建筑外墙上的阳台、雨篷，连接外墙的阳台栏板或分户隔墙（板），空调室外机搁板，壁柱，飘窗，檐沟，女儿墙内外及压顶、排水沟，屋顶装饰造型的出挑，墙面的装饰线脚等出挑部位，由于形态比较特殊、复杂，面积相对较小，因此都是外墙外保温系统设计与施工过程中最常被忽略的部位。由于这些局部保温的不到位，很容易产生“热桥”现象，增加室内的冷、热负荷。另外，由于这些地方与有完整保温措施的其他墙面之间温度差异较大，热胀冷缩的程度不一致，容易造成这些地方与墙面之间产生裂缝，这些局部的抹灰层也较易出现空鼓。另外，砖砌体中的钢筋混凝土芯柱、圈梁和过梁，各种空心砌块或混凝土轻质砌块，墙体中的砖柱和混凝土构造柱，钢筋混凝土墙体中的预埋铁件、穿墙金属套管等，由于其导热系数大于其周边材料，也极易形成“热桥”。

因此，在实际工程设计中，应该根据具体部位进行专门的节点构造设计，这些部位通常是：室内周边地面（即外墙面以内2 m范围的地面）以下与外墙交接的部位、温度缝（或沉降缝）表面部位（含外墙和屋面）、悬挑阳台板、遮阳板、屋顶女儿墙、室外空调机搁板、屋面上人孔、屋顶柱廊、出屋面水箱间、楼梯间、坡屋面上老虎窗及其侧墙面、外墙各种管道孔、外墙墙垛等。由于这些部位很容易出现“热桥”，应在节点设计时增加此处的保温隔热材料，提高传热阻。

（5）室内设计与装修时尽量少伤及原有墙体。由于室内设计师和施工人员的认识不足，常常在室内设计时任意减薄墙体，任意在墙体上开洞、挖坑、穿孔、放置金属预埋件等，而且常常是对这些损伤不加任何修补或者仅用水泥或其他材料胡乱填塞了之。由于对隔墙的任何损伤都有可能削弱墙体在该部位的介质厚度或均匀度，容易形成“热桥”，从而发生热损失应力集中，大大影响保温效果，甚至最后产生结露、霉变、开裂、渗水等严重后果。因此，室内设计师在室内设计时，应该尽可能地考虑到方案可能对建筑原有墙体尤其是外墙体保温层的损坏，如有损坏应尽量用原有的材料和构造方式或者其他有效的替代材料加以修补，而不能放任不管。这一情况在室内墙面增加新的装饰材料如护墙板等时最容易发生，一般人总以为墙面上的坑洞等损伤只要用饰面材料遮挡，最终不影响室内效果就没有问题了，其实这会在以后的建筑使用过程中带来巨大的节能隐患，更严重的是，这些坑洞被遮蔽后根本无法识别，即使以后也难以补救。

（6）注意门窗洞口周边缝隙的填补、密封。在室内装修中，对旧的门窗进行更换，这是常有之事。但在门窗更换后，往往对门窗洞口周边的缝隙不加理会，这在更换门窗后再在门窗周围设置门窗套的情况下更容易出现，因为漂亮的门窗套很容易将这些缝隙盖住而在视觉上不留半点痕迹，但每天通过这些缝隙的热损失却是无法掩盖的。因此在更换旧门窗之后，一定要将这些缝隙封死，可以先用现场硬泡聚氨酯等专用的发泡填缝材料将缝隙填实，外侧用防水油膏封堵，然后再在外面做门窗护套或做墙体饰面。

（7）注意外门窗与墙体交接部位的保温。研究表明，建筑外门窗与墙体交接部位的热损失占有很大的比重，因此无论采取怎样的保温隔热方式，都应该充分注意这一部位的保温措施。另外，门窗在洞口中安装位置的里外程度也会影响门窗侧面的热损失大小，一般来说，外保温墙体门窗靠外较为有利，而内保温墙体门窗靠内安装比较有利。

（8）严格按照设计要求和施工规程进行施工。保温系统施工质量的高低直接影响着建筑节能效果的好坏，施工中的任何瑕疵都有可能导致保温系统保温效果的降低和建筑使用寿命的缩短。因此，在建筑与室内装修施工中，应该严格按照设计要求和相关施工规程进行施工。

3.其他外墙节能系统

（1）玻璃幕墙。现代建筑大师密斯对玻璃材料的使用始终情有独钟，他一直幻想着能用钢和玻璃制造出精致而大体量的建筑，现在，这一梦想早已成为现实。现代技术的发展使玻璃可以不再局限于仅仅作为窗户而存在，它可以作为墙体、屋顶、地面等主要结构或构造体运用于建筑与室内环境之中，使建筑透明化，成为现代建筑追求开放与交流的一种表现。而且这种交流已经从空间交流扩展到信息交流的层面上来，建筑向外部展示的不仅是自身的造型和内部壮观的景色，更是通过开放的空间、透明的外墙展示建筑内在的空间秩序和各种内在的信息。

①玻璃幕墙的常见支撑结构。由于玻璃的尺寸受其制造和施工的限制，大面积玻璃幕墙的透明性只能通过玻璃的各种构造体系达到，因此，玻璃幕墙的支撑构造方式成为人们关注的焦点之一，概括起来主要有以下几种主要的方式。

筋玻璃构造方式：在玻璃墙面中增加垂直于墙面的筋玻璃，玻璃之间通过胶黏剂结合在一起，这种方式无须传统的金属支撑框架，使墙面完全由玻璃组成，从而带来空间的完全透明和开放感。

SSG 构造方式（Structural Sealant Glazing）：这是从筋玻璃构造方式的基础上发展而来的一种方式。在玻璃的内侧，以铁、铝合金、不锈钢等金属代替筋玻璃作为结构支撑，材料之间采用黏结方式，玻璃在金属框的外部互相黏结，并与金属框黏结在一起，使出现在建筑外部的是完全齐平对接的玻璃墙面。

DPG 构造方式（Dot Point Glazing）：这在国内被称为点支式玻璃构造方式，是在强化玻璃的四角钻出小孔，插入带有自由旋转系统的金属支撑点，四点为一组，各组之间一般通过金属网架进行联系和支撑。DPG 结构方式出现不久，便被迅速推广，成为一种备受青睐的结构方式，它不仅可以产生高透明度的玻璃墙面，同时由于其支撑体系的结构特点，可以不受限制地制造出大面积和任意倾斜角度的玻璃墙面。

以上几种基本的构造方式表现在单体建筑中，则往往会在此基础上结合自身的结构造型设计，出现各自不同的构造特色。

②玻璃幕墙的节能措施。尽管大玻璃或玻璃幕墙可以使建筑室内得到充分的自然光照，从而降低建筑室内的照明耗能，但玻璃建筑在追求透明的同时所遇到的最大问题便是能源的浪费，大面积玻璃幕墙使建筑中用于室内空调的能量大幅度上升，从而严重威胁着玻璃幕墙的寿命。曾几何时，玻璃建筑陷入了四面楚歌的境地。但是，现代技术再一次化解了这一难题，Low-E玻璃和“双层皮”幕墙系统的开发使大体量玻璃建筑重获新生。

Low-E玻璃（Low Emissivity Glazing ，也译作“娄义”玻璃）是一种低辐射镀膜玻璃，欧洲制造商于20 世纪60 年代开始研制这种特殊的镀层玻璃，1978 年在美国的英特佩成功地被应用于建筑物上。

由于表面的特殊镀层，Low-E 玻璃可以阻挡可见光的长波，从而降低辐射热的透过率，提高玻璃的隔热性能。尽管玻璃本身带有淡淡的绿色，但向明亮的室外眺望时，几乎感觉不到与普通玻璃之间的差别。普通玻璃的透光率为79%，辐射热透过率为0.73；Low-E 玻璃的透光率为67%，辐射热透过率仅为0.41。

透光、透气、隔声夹层玻璃是一种新型的建筑玻璃，是为了解决透光、透气与隔声、防尘之间的矛盾而研制的。

该新型玻璃系由玻璃基体和平板玻璃连接而成，在玻璃基体的内表面至少设有一段与户外空间相通的入口槽和一段与户内空间相通的出口槽，出口槽、入口槽经曲折的路径互相连通，平板玻璃的内表面与玻璃基体的内表面连接成一体，构成夹层玻璃。

采用该新型建筑玻璃可不必开门窗就能透气，同时通过通气槽的特殊结构又能起到隔声、防尘的效果，解决了传统建筑玻璃透光、透气和隔声、防尘之间的矛盾。

“双层皮”幕墙系统可以很好地解决建筑的透明性与节能之间的矛盾，被公认为是具有生态意义的外墙系统，近十余年来在发达国家得到了广泛的应用。

“双层皮”幕墙根据其构造方式的不同有多种类型。

外挂式“双层皮”幕墙：这是“双层皮”幕墙家族中最简单的一种方式，建筑真正的外墙位于“外皮”之内300～2000 mm 处，“双层皮”之间的空间既不做水平分隔，也不做竖向分隔。这种幕墙系统具有明显的隔声效果，但因“双层皮”之间的气流缺乏组织，所以对改善建筑室内的热环境并无明显作用，因而主要用于城市嘈杂环境中，以隔绝噪声为主要目的。

为了增强幕墙对室内热环境性能的改善效果，我们可在幕墙两侧及上下做竖向封闭，同时在其上檐及下部增设进、出风调节盖板。冬天，盖板关闭，“双层皮”间的空气在阳光辐射下可形成温度缓冲层，减少了室内外温差，因而可以降低建筑外立面的传热系数。夏天，打开上、下调节盖板，利用“双层皮”内的温差及“烟囱效应”，可通过对流方式带走室内热量。若将“外皮”设计为可转动的单反玻璃页片，则此“外皮”也可作为可调式遮阳及自然通风系统。

空气环流式“双层皮”幕墙：这种“双层皮”幕墙系统在“双层皮”之间每隔两层高设置一个金属或玻璃挡板水平分隔层，使每两层之间形成一个水平向贯通的夹层走廊，走廊“外皮”的上、下部分别设有可调节的进、出风口。整个建筑的四周在竖向上形成多个空气环流层。冬天，南侧受阳光辐射的热空气可以流向北侧，使得建筑的各个朝向都有一个温度相近的缓冲圈；夏天，北侧温度较低的空气沿环流层流向南侧，使整个环流层温度降低。这种水平向的空气环流可以与竖向的自由对流同时起作用，只需开启“外皮”南侧或北侧相应的气流进、出调节板即可加强这种强度缓冲的效果。

走廊式“双层皮”幕墙：这种幕墙系统与空气环流式“双层皮”幕墙相类似，所不同的是这一幕墙系统每一层都设置有水平分隔层，每层楼的楼板和顶棚高度分别共有进、出风调节盖板。这种系统的第一代是将立面上的进、出风口对齐设置，使下层走廊的部分排气又变成了上层走廊的进气，从而影响了空气质量和温度缓冲效果。改进后的进、出风口在水平方向错开一块玻璃的距离，避免了上述不良影响。德国杜塞尔多夫的“城市之门”采用的正是这一系统。

德国杜塞尔多夫的“城市之门”建筑建造在一块菱形基地上，包括两幢高80米的16层塔楼，塔楼之间是高58米的中庭，塔楼顶部通过三层桥式结构相连。整个建筑被一层玻璃包裹着，在这层玻璃外壳之中，两座塔楼都安装有木框架的双层隔热玻璃。在单层玻璃和双层玻璃之间有一个0.9～1.4米宽的阳台，起着减少噪声和隔热的作用。窗户上的电控百叶窗可以遮蔽阳光，同时能使热空气上升从而排出室外。

箱—箱式“双层皮”幕墙：与走廊式“双层皮”幕墙不同的是，箱—箱式“双层皮”幕墙在水平方向以两块玻璃为一单元，分别在其两边做竖向分隔，形成一层楼高、两块玻璃宽的箱式玻璃夹层单元。每单元的进、出风口也在水平方向上错开设置，是当今最常用的“双层皮” 幕墙形式，德国法兰克福的商业银行、爱森的RWE 办公楼均采用了这一形式。

井—箱式“双层皮”幕墙：井—箱式是箱—箱式的变体，但井—箱式“双层皮”幕墙在竖向有规律地设置了贯通层（井），这样，“双层皮”之间便形成纵横交错的网状通风系统，由于“井”相对较深，其上、下部空气温差导致的“烟囱效应”加速了“双层皮”之间的空气流动，使得井—箱式“双层皮”幕墙具有更高的通风效率，在夏天尤为适宜。因进、排气口距离较远，完全杜绝了空气“短路”的可能，而在冬天则可以关闭或减小进风口，减缓“井”内空气流速，以形成适宜的温度缓冲区。

双制式模块“双层皮”幕墙：这种幕墙实际上是由四个箱箱立面与一个双制式通风技术单元组合而成。冬天室外冷空气首先进入本层进气区，在“ 双层皮” 之间经阳光预热，再通过设于楼板一侧的交换器进入室内，而另一侧排出的气流先经过交换器排入其上层换气单元的排气区内，再经由该单元上方的出气孔排到室外，两边的交换器相结合便形成上述技术单元。交换器除吸收阳光辐射以外，还可以吸收排出空气的余热，用于对低温进气进行预热。在夏天，这一技术单元转换成主动式太阳能做制冷单元，可以对进气进行预冷，避免因进气温度过高而导致室内制冷能耗的增加。排气则利用夹层中的温差自然进行。

（2）水墙。水墙是一种利用水的流动性和蓄热系数高的特性，以水穿流墙体而带走过多热量的做法。通常的做法是：在墙体内设置间层或导管，通过对间层或导管内水量的调节控制墙体的隔热性能和热容量。在冬季，导管内不充水，墙体内空气间层加大，隔热性能提高，可显著改善墙体的保温作用；在夏季，导管中充满水，吸收照射于墙面的辐射热量，并通过水的自然对流带动水的循环，水管在墙体中的布置应带有斜度，以利于对流速度的加快，也可以增设小型水泵带动水的循环。这种方法既可以阻隔夏季的过度日晒，又可以获得热水，尤其适合于冬冷夏热地区的西墙，可有效地防止西晒。

（3）植物墙。植物墙是指利用植物的根系对生长环境的超强自适应能力，在建筑外墙体的外侧设置一层基质，在基质上栽种绿色植物，从而达到遮阳、隔热和绿化环境的目的。人们可以根据不同的环境要求，设计出色彩和形态各异的墙体植物图案。与传统的爬藤或垂吊植物覆盖墙面不同，植物墙是用特定的装置（如植物盒、花盆、植物架）种植各类植物，将该装置垒叠并固定于直立的支撑结构，利用从上至下的灌溉方式保持植物的存活。由于摆脱了土壤的条件限制，植物墙的支持系统非常轻，可以轻易地安装于多数材质和造型的墙面。

植物墙能阻隔大量太阳辐射，夏季可使建筑内部温度降低7～15℃，冬季则可使室内温度保持稳定，被誉为建筑物的天然冰箱。

除了良好的保温隔热功能，植物墙上的植物和基质对声音均具有较强的吸收功能。植物墙能消耗大量的温室气体二氧化碳，还能吸收如甲醛、苯、二甲苯、二氧化硫等多种空气污染物，具有改善空气质量的显著效果。不仅是植物的叶片，就连植物的根和所有依赖于植物的微生物都具有净化空气的作用。在基质的表面，污染物微粒从空气中被分离出来并慢慢被分解和矿化，最终成为植物的肥料。因此，植物墙是一种改善空气质量、增加空气水分和降低城市污染的有效工具，并且有增加城市绿化面积，有效遏制城市热岛效应的功能。2010 年上海世界博览会主题馆的东西方向外墙上，采用了总面积近5 000 m2的植物墙，这是全球已实施的最大的植物墙，是日本爱知世博会绿墙面积的2倍。红叶石楠、常绿六道木、亮绿忍冬、金森女贞、花叶络石这5 种植物成为入选该植物墙的佼佼者。

植物墙不仅能够用于室外，还能用于室内环境，如配合人造光源。植物墙甚至能铺设于没有自然光源的全封闭空间内，如地下停车场，但就保温隔热效果而言，则不如室外植物墙。

（4）不透明幕墙。不透明幕墙指在外墙外侧一定间距内增设一层干挂幕墙的做法，幕墙材料可以是石材或其他贴面材料，幕墙本身可以遮挡夏季过多的太阳辐射，幕墙吸收的辐射热量将幕墙与实际墙体之间的空气加热后，通过空气的上下对流排出间层，从而有效地降低外墙的夏季得热。如果空气间层做成可封闭式的，则在冬季空气间层被封闭之后，就可以形成良好的空气间层隔热，从而达到冬季保温的目的。

（二）外门与外窗节能

外窗可以满足人们的通风、采光、日照、观赏方面的要求，也是建筑外围护界面的主要构成元素，它们通常与建筑的外墙一起构成建筑的垂直围护界面。在现代玻璃幕墙建筑中，有时甚至成为建筑外立面的唯一元素，控制着建筑的整体形象和外围护性能。由于建筑的外门与外窗具有非常类似的性质、功能和形态，尤其是现代建筑中大量运用的玻璃门，更是与窗户接近，因此，本书将外门和外窗合并起来加以论述。

建筑的外门窗也是建筑保温隔热的重点部位。有效控制建筑的外门窗面积、位置和构造，协调好采光与辐射和对流热损失的关系，是外门窗节能设计的关键。

1.外窗与外门的传热途径

外门窗是薄壁轻质构件，是建筑保温、隔热、隔声的薄弱环节。外窗不仅和其他外围护结构一样，具有一般的温差传热问题，还有因玻璃这种特殊的透明材料而带来的太阳热辐射问题，以及因门窗缝隙而造成的空气渗透传热问题和由于门窗的开闭功能而产生的室内与室外的直接热交换问题，在整个建筑的热损失中占有极大的比重。就我国目前典型的围护部件而言，外门窗的能耗约为墙体的4 倍、屋面的5 倍、地面的20 多倍，外门窗面积一般只占建筑外围护界面表面积的1/4，但其热损失却往往占整个外围护界面热损失的40%～50%。据统计，在供暖或空调的条件下，冬季单层玻璃窗所损失的热量约占供热负荷的30%～50%，夏季因太阳辐射热透过单层玻璃窗射入室内而消耗的冷量约占空调负荷的20%～30%。

窗户的传热过程是辐射、对流和传导传热的综合过程。在夏季，建筑外门窗从太阳辐射和室外热空气获得热量，白天，窗户玻璃受到太阳的照射，产生透射、反射和吸收三种现象，透射会直接加热室内空气，而玻璃吸收的热量则分成两个部分，其中一部分向外传播，另一部分则向内放射，使室内得热升温。由于太阳的辐射强度随时间变化，当进入晚间没有太阳辐射，室外空气温度下降至室内温度以下时，室内热量开始通过门窗内表面向外表面传递，或在开窗的情况下通过室内外空气的对流而降温。所以，一般来说，在夏季的白天热流方向是从室外流向室内，而晚间则是从室内向室外散热。在冬季，室外气温一般低于室内温度，热流的方向是从室内流向室外，但在冬季的白天，太阳的辐射热量是从室外到室内，这有利于室内温度的提高，应该充分利用。

2.外门窗节能的基本要求

作为建筑外围护界面的主要组成部分，建筑的外门必须要有良好的防护功能。透明的外门与外窗也是沟通室内外视觉环境的桥梁，应该具有均匀、自然的光线和开阔的视野。外门窗在冬季应该能够接受温暖的日照，具有良好的保温性能；在炎热的夏季，则应该具有良好的隔阳、隔热特性。此外，窗户还应该具备良好的气密性、水密性、隔声性、抗风压性，开启时能够保证良好的通风换气性能。

3.外门窗节能的基本对策

由于夏热冬冷是我国多数地区的主要气候特征，因此，此处将以具有典型意义的夏热冬冷地区作为阐述重点。夏热冬冷地区包括上海、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、浙江等省的全部，四川、贵州两省的东部，江苏、河南两省的南部，福建北部，陕西、甘肃两省的南端，广东、广西两省的北端（该地区夏季潮湿炎热，昼夜温差较小，冬季潮湿阴冷，而且该地区的居住建筑一般都没有供暖和空调设施，以前的建筑设计业也基本上不考虑保温隔热要求，围护结构的热工性能普遍较差，冬季和夏季的室内环境条件普遍比较恶劣）。

在这样的特殊气候条件下，要很好地解决冬夏两季的保温隔热问题，门窗的设计是关键，必须针对门窗传热的三种基本方式考虑其节能特性的提高，而不能照搬北方地区的节能经验。夏热冬冷地区的窗户节能应将侧重点放在夏季的防热上，同时兼顾窗户的冬季保温。可以从合理布置建筑朝向、控制建筑的窗墙面积比、提高外门窗本身的隔热性能、采取必要的窗户内外遮阳措施、改善门窗的保温性能等方面改善建筑的室内热环境条件，减少建筑能耗。

（1）合理布置建筑朝向，控制建筑的窗墙面积比。由于不同朝向的太阳辐射强度有着很大的差异，因此，在建筑的规划和单体设计阶段，就应该考虑建筑内各个空间的功能布局，尽量不要把需要较大开窗面积的房间放在不利位置。由于建筑外门窗的热损失率比墙体等其他外围护界面要大得多，因此，控制合理的窗墙面积比例，就成为建筑节能的一个关键措施，在设计中应该根据不同地区的气候条件及不同的朝向确定。

所谓“窗墙面积比”，是指窗户洞口面积与房间立面单元面积（即房间的层高与开间定位轴线所围成的面积）的比值。国家及地方现行各种建筑节能设计标准规定了不同朝向外墙的允许窗墙面积比限值，如严寒地区和寒冷地区北向窗墙面积比限值为0.25 ，东西向为0.3，南向为0.35。在夏热冬冷和夏热冬暖地区，因大多数城市纬度较低，夏季太阳高度角较大，常年相对湿度在60%以上，建筑热工设计以遮阳隔热、通风、降温为主，为减小东西向外墙太阳直射的影响，窗墙面积比控制在0.3 ，这一指标既考虑到了减少夏季白天室内通过窗户从太阳的得热以及夏季晚间开窗通风降温的需要，也兼顾到了冬季室内通过窗户向外散失热量的降低，另外也可以通过窗户获得一定的太阳辐射热量。

《民用建筑热工设计规范》（GB 50176—2016）针对我国不同地区的气候特征进行了科学的热工设计分区，并制定了相应的热工设计要求（表4-1），成为不同地区外围护界面包括外门窗设计的主要依据。(www.daowen.com)

表4-1　建筑热工设计一级区划指标及设计原则

（续　表）

（2）提高外门窗本身的隔热性能。提高外门窗的隔热性能就是要提高夏季门窗阻止外界热量传入室内的能力。可根据物体传热的基本原理，从门窗材料的选择、门窗的构造、门窗制作和施工的质量等方面加以考虑，如各种特殊的热反射玻璃或在玻璃上贴热反射薄膜，都有较好的隔热效果。但应该注意的是，有些特殊玻璃或贴膜在反射太阳辐射的同时，也会降低玻璃的透光性能，应该综合考察门窗的隔热要求和透光要求之间的平衡。

（3）采用必要的门窗内外遮阳措施。可根据门窗的具体位置和隔热要求采用合理的遮阳设施，可在门窗的内外独立设置，也可结合窗户内部一体化设计。遮阳的设置位置和形式除了考虑门窗的隔热效果，还应该综合考虑建筑的内外立面效果以及遮阳对使用者观察视线的影响，不能因为强调了隔热而严重影响门窗的使用，违反了门窗最主要的功能。

（4）改善门窗的保温性能。保温性能通常是指门窗在冬季阻止热量从室内向室外散失的能力。可通过提高门窗的传热阻来解决问题，如变普通的单层玻璃为双层甚至多层玻璃、选用导热系数小的窗框材料、提高门窗的气密性等。

4.外门窗节能的注意事项与具体措施

掌握了门窗节能的基本对策，就可以比较容易地归纳出室内环境设计、施工与维护过程中有关外门窗节能的注意事项与具体措施。

（1）了解建筑所在地区的气候特点，合理布局建筑朝向和门窗位置。由于我国所处的地理位置，不同地区和不同朝向的太阳辐射强度和日照率存在较大的差别，门窗所获得的太阳辐射热也不一样，因此，要想获得良好的节能效果和室内热环境质量，就应该根据不同地区不同的气候特点，合理布局建筑的朝向，如在寒冷的北方和夏热冬冷地区，应该尽可能将使用频率较高、需要大面积采光的房间如起居室、办公室等放在建筑南侧，而将使用频率较低或者采光要求不高的空间如楼梯间、厨房间、卫生间、储藏室等安排在建筑的北侧，为以后整个建筑的节能创造良好的先天条件。

（2）合理控制各个墙面的窗墙面积比。无论是新建筑设计还是老建筑的室内外环境改造，都应该严格遵守相关的规定，合理控制各个界面的窗墙面积比。一般来说，东、西、北三个方向的门窗面积不宜过大，而南向则可以大一些。对于气候条件比较复杂的夏热冬冷地区，夏季太阳辐射时间长、强度大，东、西向尤其是西向会有强烈的西晒，因此窗户面积宜小甚至不开，而北窗的面积则只要能保证足够的采光和通风要求就可以了，这样既可以兼顾夏季的通风和采光，又不会在冬季有太多的失热，从而达到较好的综合效果。

（3）正确选择门窗的构成材料。门窗通常由门窗扇和门窗框两大部分组成，而门窗扇通常又由玻璃或其他板材和扇框组成，正确的窗框和窗扇材料选择是保证门窗具有优良保温隔热性能的基本前提。

①窗框：替代传统的木框和薄壁钢框，50 mm以上断热型空腹钢框、断热铝合金框、塑钢（PVC）框、玻璃钢框等逐渐成为外门窗的主流用材，其中断热铝合金框的构造是在框内部填充硬质塑料隔热条，型材表面进行处理，如氟碳漆喷涂工艺、粉末喷涂处理、电泳涂漆等，极大地提高了门窗的保温隔热性能。

②玻璃：玻璃是形成窗户外观特征的主要元素，也是门窗中热量传递的最主要部分，传统单玻金属框外窗的传热系数达到6.4 W/（m2·K）以上。目前可供选择的玻璃有单片浮法玻璃、钢化玻璃、热反射玻璃、低辐射（Low-E）镀膜玻璃、夹层玻璃、中空玻璃等。低辐射（Low-E）玻璃改变了玻璃本身的热物理性能，有较高的可见光透过率与良好的热阻隔性能，可以反射掉40%～70%的太阳辐射热，而可见光透过率只下降了20%。与热反射玻璃相比，具有很好的采光效果，而且对阳光中的长波有良好的反射作用，同时能将90%左右的室内物体的红外辐射热保留在室内，起到冬季保温的作用。此外，它还可以很好地过滤掉阳光中的紫外线，避免室内物体的褪色、老化，防止紫外线对人体的伤害，因此，它不仅能够提高室内的热舒适程度，还可以提高室内环境的健康指数。不过，需要注意的是低辐射玻璃在夏季晚上向外散热的能力也会受到限制。

热反射镀膜玻璃是在浮法玻璃的表面镀一层或多层诸如铬、金、银、铝、铜等金属或金属氧化膜提高玻璃表面对长波辐射的反射能力，这种玻璃色彩丰富，有灰色、青铜色、茶色、浅蓝色、棕色、古铜色、褐色等，具有亮丽的外观装饰效果。热反射镀膜玻璃的最大特点是可以反射大部分的太阳辐射热，缺点是可见光透过率较低，会严重影响室内采光，增加压抑感，甚至导致室内照明能耗的增加，其增加值很可能会大于因采用该玻璃而降低的室内空调耗能值，反而使总能耗上升，得不偿失。在夏季，热反射玻璃的隔热作用十分明显，安装在建筑西向界面的热反射玻璃可极大地减弱西晒。

（4）合理有效的构造设计。在材料相同的条件下，不同的构造方位会产生截然不同的保温隔热效果。

20 世纪90 年代后期出现的中空玻璃使得外窗的性能产生了质的飞跃，中空玻璃比同样材料的单层玻璃的导热系数低50%左右，阻热性能显著提高，其主要原因是在两层玻璃之间增加了空气间层，由于空气的导热系数很低（0.04W/m2.K），因此极大地提高了双层玻璃的阻热性能。在一定的厚度范围内，如果门窗材质、窗型、构造相同，空气间层越厚，传热阻越大。但是空气间层也不能无限制地增厚，当厚度达到一定程度后，间层中的空气就会因为内外玻璃面的温差而产生对流，从而抵消间层增厚带来的作用，传热阻的增长率就会减小。因此，空气间层的厚度一般不宜超过20 mm。如果在空气间层中充入导热系数更小的惰性气体如氩气、氦气等，这种特殊的中空玻璃的阻热效果将会更好。

由Low-E玻璃与单层普通玻璃组合而成的双层中空（或充惰性气体）玻璃，其保温性能十分优越，在一定程度上实现了可见光与热的分离，达到了良好的综合效果。低辐射镀膜中空玻璃具有散射长波辐射热的功能，镀膜降低了玻璃表面的红外辐射发射率，从而增加了中空玻璃内表面间的辐射换热热阻。但必须注意的是，在不同地区不同的气候条件下，玻璃的使用方式和位置排列应该是有区别的。在寒冷的北方，外窗中空玻璃的外层应为普通玻璃，而内层Low-E玻璃的喷涂面应该朝向外侧，这样，当冬季阳光辐射热量经过反射后保存在空气间层内，随着温度的上升，一部分热量通过传导的方式进入室内，而内层镀膜玻璃又避免了夜间的长波向外辐射热量。在夏季，由于太阳高度角较大，进入室内的辐射热会更少，再配合晚间的开窗通风，其保温和隔热的作用十分显著。而在使用空调的夏热冬暖地区，镀膜玻璃则应该放在中空玻璃的外侧，这样夏季可以有效隔热。

应该注意的是，在冬季供暖、夏季空调的夏热冬冷地区，应慎用低辐射中空玻璃，如用内侧玻璃镀膜的中空玻璃，夏季晚间室内的热量无法通过窗户自然散去（除非开窗通风），势必会增加室内空调的能耗。如果采用外侧玻璃镀膜的中空玻璃，冬季又不利于室内得热，同样存在问题。要想解决这一矛盾，除非在冬、夏两季更换不同组合的中空玻璃窗扇，但由此造成的不便，使这样的做法变得太不现实。

（5）采取适宜的遮阳措施。采用遮阳的方式直接遮挡阳光对门窗的照射，这是防止室内环境通过门窗过多得热的最直接方法，窗户遮阳的设计受到多种因素的影响，应该综合考虑，尽可能做到既能保证夏天的遮阳，又不影响冬季的日照以及平时的自然采光；既能在晴天时防止眩光，又能保证在阴雨天时不致使室内光线过暗，还能够起到防雨的辅助作用；既能够保证室内通风不受影响，又能够在必要时作为导风装置，将室外风导入室内；既起到遮阳的效果，又能够为建筑的外观形象增色，当然遮阳设施还应该简单易行，经济实惠。

遮阳的具体形式多种多样，但概括起来可分为选择性透光遮阳和遮挡式遮阳两种基本方式。选择性透光遮阳是指利用遮挡材料的某些特殊性能如对阳光中特殊波长的反射、吸收、透射、折射能力，达到对门窗辐射热通过量的控制，如前面论述过的热反射镀膜玻璃、低辐射（Low-E）玻璃等。

所谓的遮挡式遮阳是指用某种方式直接遮挡住太阳照射在门窗上的遮阳形式，遮挡式遮阳又可分为水平式遮阳、垂直式遮阳、综合式遮阳和挡板式遮阳。

水平式遮阳是指遮阳板水平方向设置的遮阳，主要遮挡从窗口上方射来的阳光，适合于南向或接近南向的门窗，也适合于北回归线以南低纬度地区的北向或接近北向的门窗。

垂直式遮阳是指遮阳板垂直方向设置的遮阳，主要遮挡从窗口左右方向射来的阳光，也适合于北回归线以南低纬度地区的北向或接近北向的门窗遮阳。

综合式遮阳是指水平和垂直遮阳板结合使用的遮阳方式，既能阻挡来自门窗上方的阳光，又能阻挡来自洞口左右方向的阳光，同时适用于南向、东南向、西南向和接近这些朝向的门窗遮阳，也适合于北回归线以南低纬度地区的北向或接近北向的门窗遮阳。

挡板式遮阳是在门窗洞口的外侧与窗口平行设置遮阳挡板，可遮挡来自上方和接近水平方向（高度角很小）的阳光，较适用于东西向或接近此两方向的门窗遮阳。

遮阳既可以安在室外，也可以安在室内；既可以是固定的，也可以是活动的，甚至可以结合运用现代科技自动调节遮阳百叶的开闭角度；既可以用传统材料如竹、木、芦苇、茅草、秸秆等，也可以用现代高科技材料，如金属、镀膜玻璃等；既可以在门窗外面附加设置，也可以结合建筑立面统一设计；既可以做成独立的，也可以与窗户本身结合起来，成为一体化的夹心百叶式，甚至还可以结合室外绿化形成窗户遮阳，如在窗外搭建水平或者垂直的棚架，种植攀藤植物，或者在离窗口一定距离内种植落叶乔木，夏季枝繁叶茂时，正好遮挡炎炎烈日，冬季树叶凋落，又不影响暖阳的直接照射。

设计师应该因地制宜地确定和设计门窗遮阳，达到集遮阳、采光、观赏于一体的既高效又经济的遮阳设施。

（6）减少窗户的空气渗透量。门窗与墙体之间、门窗外框与门窗扇之间、门窗扇与玻璃之间都不可避免地存在着一定的缝隙，通过这些缝隙，会形成室内外空气的交换，从而导致室内冷、热负荷的增加，因此必须有效地避免门窗缝隙，控制通过门窗缝隙的空气渗透量。我们可以通过多种途径减少门窗缝隙。

①提高门窗设计、制作和施工的精度，减小缝隙的设计宽度。

②加大开启缝隙部位的搭接量。

③采用高性能的密封材料，如高性能密封胶条等。

④注意各种密封材料和密封方位的互相配合，在玻璃下安设密封的衬垫材料，在玻璃两侧以密封条加以密封、固定，在密封条上方再加注密封料。

（7）增设活动的保温隔热层。采用推拉或平开式窗盖板，内填沥青珍珠岩、沥青硅石或沥青麦草、沥青谷壳等，既可获得较好的隔热效果，又经济、易行。还可以在窗户内侧采用热反射织物和装饰布帘构成的双层保温窗帘，注意热反射织物应该设于窗帘的里侧，从而在冬季更有效地阻止室内热空气向室外流动，同时通过红外反射将热量保存在室内。

（8）选择适宜的窗型。与推拉窗相比，平开窗具有通风面积大、气密性好等优点，应该优先使用。另外，在室内设计中，房间的内门最好设有亮子，这样在房间隔声等私密性要求不高的情况下可以开启亮子，以利于夏季房间的通风。

（9）门窗的设计应该经过严格的热工计算。提高门窗的保温隔热性能是一门严密的技术，不能仅凭直观感觉确定，而应该根据建筑与室内环境的节能目标进行严格的热工计算作为设计的依据。

（10）保证施工质量。门窗的节能效果还有赖于良好的加工制作和施工质量，应该严格按照设计要求进行加工制作和施工安装。

5.外门窗实例

根据门窗传热的基本原理，在建筑与室内环境设计的具体实践中出现了许多富有创意的门窗设计实例，这些例子除了灵活运用热工设计的专业知识，还能够结合工程设计的具体实践。要么节能效果比常规标准设计更胜一筹；要么在保证节能效果的条件下制作、使用更为简单，造价更低；要么本身的视觉形式更为独特，为建筑与室内环境的艺术创造提供了丰富的视觉素材，值得推广、参考。

（1）带保温板的窗户。由于冬冷夏热地区一年四季的气温变化幅度巨大，常规的保温隔热窗户很难真正应对，往往是顾了夏天难顾冬天，顾了白天难顾晚上。这款带保温板的节能窗是在常规的保温隔热窗的基础上改进而来，该设计的基本思想是利用一般窗户窗下墙的位置，将常规的窗洞口扩展至窗下墙以下的部位，在保持上部原有透明窗户面积不变的情况下，在下面扩展部分设置可开启的保温板，与窗户整体制作。保温板可设计成双层铝合金板中间填充绝热材料，也可以使用与窗户相一致的其他材料，其传热阻与外墙相当，这样既可以保证窗墙面积比限值不受影响，而且还可以视具体的气候情况随时开启或关闭。在冬天可不开启，在夏季的晚上打开，则可以加强室内与室外的空气对流，达到尽快使室内环境降温、除湿的作用。

（2）中空玻璃百叶门窗。这是一种将活动百叶窗帘与双层中空玻璃结合起来的新型遮阳门窗。活动式遮阳百叶置于内外两层玻璃之间，可手动或者电动调节百叶的角度和升降，这种门窗很好地将传统的门窗与窗帘集成在一起，尺寸小、立面简洁，由于遮阳位于两层玻璃之间，不会受到灰尘的污染，避免了普通遮阳难以清洗的问题，而且不易损坏。另外，由于其遮阳可以将太阳辐射阻挡在内层玻璃之外，因此，遮阳效果要好于内遮阳方式。

（三）屋面节能

屋面是建筑外围护界面的主要组成部分，其面积占建筑总外围护面积的 8%～20%，在一些纬度较低的地区，夏季屋面所承受的直射阳光几乎与屋面成90°夹角，使得屋面的受热比外墙要强得多，《民用建筑热工设计规范》（GB 50176—2016）要求屋面的总传热阻大于外墙的总传热阻。

1.节能屋面的基本类型

节能屋面的基本类型一般可分为以下四种，即实体材料层保温隔热屋面、通风保温隔热层屋面、种植屋面和蓄水屋面。

（1）实体材料层保温隔热屋面。

①普通保温隔热屋面。建筑屋面通常是由钢筋混凝土结构层、保温层、防水层、隔气层、屋面层等组成，普通的保温隔热屋面防水层设于保温层以上。保温层内水平方向设置纵横两个方向的分仓缝，一般为5～6 m间距，再设一定数量的出屋面排气孔道，上有风帽，使保温层内的湿气可以借助于负压作用而排出，分仓缝还可以避免保温层由于热胀冷缩而导致对防水层的水平撕裂。在保温层的下面与结构层之间还需有一道用防水材料铺设的隔气层，以防止室内水蒸气通过楼板渗入保温层而降低其保温能力和使用寿命。

②倒置式屋面。倒置式屋面是指将传统屋面构造中的保温隔热层与防水层位置颠倒，将防水层设于保温层下方的做法。由于置于结构层之上的外隔热保温层对室外温度的衰减作用，使得屋面内所蓄的热量始终低于普通保温隔热屋面，向室内散热也较少。另外，由于防水层置于保温层的下方，使得防水层大大减小了受大气、温差以及太阳光紫外线的影响，可以减缓防水层的老化，延长使用寿命，保温层还能够作为缓冲层减少施工中防水层可能受到的机械损伤。防水层经过合理的放坡，雨水可以自然排走，即使是有水分进入屋面体系，也可以通过多孔材料随时蒸发。倒置式屋面省去了普通屋面的隔气层和保温层上的找平层，更加经济、节约，而且可以简化施工，便于维修，即使有个别地方出现渗漏等问题，也只要揭开该处的保温块进行维修即可。因此，倒置式屋面是一种比较完善的保温隔热屋面。

（2）通风保温隔热层屋面。通风屋面是指在屋面上用预审水泥板等架设一层两头贯通的空气间层的做法，空气间层的上部盖板可以直接遮挡太阳光对屋面的照射，盖板与实际屋面之间的空气接受太阳辐射升温后，可以通过膨胀热压或者与外界空气的对流排出屋面，将热量带走，从而减少传入屋面下部进入室内的热量，因此具有隔热好、散热快的特点。

通风屋面构造简单，施工简便，维修方便，经济实惠，在我国夏热冬冷地区应用广泛，尤其是在炎热多雨的夏季，这种屋面更显示出它的优越性。

试验表明，热阻相等的通风屋面与实砌屋面，它们的热工性能却有着很大的差别，以重庆市荣昌节能试验建筑为例，在自然通风的条件下，实砌屋面内表面温度平均值为35.1℃，最高温度达38.7℃，而通风屋顶为33.3℃，最高温度为36.4℃，在连续空调的情况下，通风屋顶内表面温度比实砌屋面平均低2.2℃，而且，通风屋面内表面温度的最高值比实砌屋面要延后3～4小时，可以有效缓解室内环境温度的波动。

（3）种植屋面。种植屋面是指利用屋顶栽种植物达到保温隔热目的的一种屋顶做法。

种植屋面的隔热原理是利用植被茎叶的遮阳作用、植物光合作用吸收太阳能产生的自身蒸腾作用、植物基层土壤或水体消耗太阳能产生的蒸发作用等，有效地降低屋面的综合温度，减少屋面的温差传热量，是一种十分有效的隔热节能屋面。种植屋面可以有效地保护屋面的密封、隔热材料不受太阳紫外线的直接照射，阻隔了屋面材料与大气的直接接触，从而可以延长各种密封材料的老化时间，增加屋面的使用寿命。

种植屋面分覆土种植和无土种植两种。覆土种植是在钢筋混凝土屋顶上覆盖100～150 mm 厚的种植土壤栽种适宜植物；无土种植则是采用水渣、蛭石或者木屑代替土壤栽种适宜植物，具有自重轻、屋面温差小、利于防水防渗等特点。种植屋面的构造层自上至下分别由植被层、基质层、隔离过滤层、排（蓄）水层、隔根层、分离滑动层等组成。种植屋面的植物种类可以有多种选择，但一般以植草为主，因为草的适应性较强，管理容易。也可以种植红薯、蔬菜或者其他农作物，甚至还可以在屋顶上种植水稻，但生长的水肥等要求较高，管理要求较高。

除了一般的花草，屋顶还可以种植灌木，堆山叠石搞园艺，它不仅能够吸收、遮挡太阳辐射进入室内，还绿化了环境，其光合作用、蒸腾作用和呼吸作用可以改善周围的小气候，夏天隔热、冬天保温，使室内环境冬暖夏凉，堪称是一种理想的生态屋顶。

（4）蓄水屋面。所谓蓄水屋面就是通过一定的蓄水设施，在屋顶上蓄积一层水面，借助于水的高蓄热性能和水蒸发时吸收大量汽化热的特性，降低太阳辐射热对屋面的影响，节约能源，提高室内环境的热舒适程度。这种屋面在夏天太阳光强烈，空气干燥，风速又较大的地区效果更为明显，因为水分蒸发量的大小与室外空气的相对湿度和空气流速有关，空气越干燥，相对湿度越小，风速越大，蒸发量越大。另外，由于水的高蓄热性能，太阳辐射热对室内环境的影响也会向后延时，从而减缓太阳辐射最强烈时对室内温度的即时影响。

但是，蓄水屋面也存在着一定的缺点，因为水的高蓄热性能使得屋面蓄水会在晚间也持续向室内外释放热量，影响室内的散热。

2.屋面节能的注意事项与具体措施

（1）合理选择保温隔热屋面类型。考虑屋面节能时，首先应该根据建筑所处地区的气候特点，选择合适的节能屋面类型，以达到最佳的节能性价比。

（2）与相关专业人员紧密合作。应该与相关专业领域的工程师密切合作，严格按照相关规范共同完成节能屋面的具体设计方案，严格做好屋面的防水设计。

（3）选择适宜的材料。尽量采用导热性小、蓄热性好、吸水率小、比重轻的保温隔热材料，以增加屋面的热绝缘性能。防止屋面湿作业时保温隔热层大量吸水，降低热工性能，同时减轻屋面的荷载。通过在屋面表层喷涂一层白色或浅色涂料，或在屋顶表面铺设白色或浅色的地砖等方式，可以增强屋顶表面对太阳辐射的反射能力，但应该注意反射屋面对其他建筑或城市环境可能造成的光污染影响。

（4）掌握合理的屋面构造设计。倒置式保温隔热屋面的坡度应该适当增大，以3%为宜，以防排水不畅造成积水。当用聚苯乙烯泡沫塑料等轻质材料时，上面应设置混凝土预制块或水泥砂浆保护层。通风屋面的风道长度宜小于15米，空气间层以200 mm左右为宜，架空支座应该排列整齐，以保证风道畅通，架空隔热板与山墙之间应该留出250 mm的间距。种植屋面的种植土一般厚200～300 mm，预留泄水孔靠种植土一侧应用卵石封堵，以防种植土堵塞泄水口。

（5）选用适宜的屋顶植物。种植屋面宜选用耐日照的浅根植物，如各种花卉、草等，一般不宜种植根系发达的植物。

（6）注意建筑屋面的承载能力，确保安全。在老建筑改造中，如要增加屋面保温，尤其是希望采用蓄水屋面和种植屋面时，必须对原有建筑的屋面承载能力进行计算，以防止荷载过重而造成危险。

（7）顶层吊顶节能。建筑顶层由于直接接受太阳的辐射，对阳光的照射更为敏感，往往夏季温度要高于其他楼层，而冬季则低于其他楼层，如果不加处理，将很难保证室内的热舒适，也必然会消耗更多的供暖和空调能耗。采用简单的室内吊顶就可以较好地解决这一问题。

如果建筑顶层为平屋顶，可以在屋顶下面80 mm左右设置轻质吊顶，吊顶内还可设置相应的保温材料，屋顶与吊顶之间的空气间层，可以有效地阻隔太阳辐射对居室的传热。如果建筑顶层为坡屋面，则可以通过吊平顶的办法在坡屋面下面隔出一个阁楼，平时可以作为储藏室加以使用。但是应该注意的是，无论是采用哪一种方法，吊顶一定要严格密封，如果密封不好，那么空气间层的作用就会大打折扣。如果阁楼兼作储藏室，那么也一定要保证储藏室门的密封性。

（8）严把施工质量关。严格按照设计要求和施工操作规程施工，应注意保温材料不被污损、浸湿，在任何情况下都应该小心保温层不被后续施工所损坏。蓄水屋面的所有预留孔洞、预埋件、给水管、排水管等，均应在浇筑混凝土防水层前做好，不得事后在防水层上临时凿孔穿洞。

（四）楼、地面节能

虽然与外墙、外门窗、屋面相比，通过楼、地面的热损失相对要小一些，但是在室内环境设计中也绝对不能忽视，尤其是在长江中下游等冬冷夏热地区，由于室内通常没有规定的集中供暖和空调措施，特别是在居住建筑中，各家各户使用供暖设施或空调的时间并不一致，致使有供暖或空调的房间与没有供暖或空调的房间之间的关系相当于采用连续供暖或空调建筑的室内与室外环境之间的关系，这种情况可能会发生在同一楼层的相邻房间，也可能发生在相邻的上下楼层之间。相邻没有供暖或空调房间的温度很可能与有供暖或空调房间的温度有着巨大的差异，没有供暖或空调的房间就会扮演类似于室外的角色，相邻房间之间的隔墙或上下楼层之间的楼板也就相当于建筑的外墙，随时都有可能成为冷（热）损失的通道，在这种情况下，建筑的内部隔墙和楼板的隔热也就显得十分重要。

1.底层有架空层的地面

当底层有架空层时，一层地面的下侧（外侧）直接与室外空气接触，这时的地面就相当于水平放置的外墙，只不过它不接受阳光的直接照射，而只与室内外空气之间进行传热。在这种情况下，通常的120 mm空心楼板是无法达到节能的热阻要求的，必须进行必要的保温隔热处理，而且还要防止梅雨季节地面的凝结返潮现象。因此，防潮也是地面设计的一个重要方面。

节能住宅的底层地面或地面架空层的保温性能应不小于外墙传热阻的1/2（传热阻从垫层起算），当地面架空时，应该在通风口设置活动挡板，夏天开启通风，冬天关闭保温。挡板的传热阻应不小于0.332 m2 ·K/W 。

2.普通地面

在寒冷的冬季，供暖房间地面下土壤的温度一般都低于室内气温，特别是室内靠外墙的周边地面（即外墙面以内2 m范围内的地面）以下的土壤受室外空气和周围低温土壤的影响较大，很容易出现“热桥”，通过这些周边部位散失的热量占有很大的比例，应在节点设计时增加此处的保温隔热材料，提高传热阻。

（五）利用建筑体形节能

凸出房间遮挡凹进房间的日照，凹进越深，凹进房间的外墙宽度越小，日照遮挡就越严重。凸出房间与室外有两个直接接触面，外表面积远大于不凸出的房间，与室外通过外围护结构的热交换量相对较大。所以，凹进房间和凸出房间均不宜作为起居室和主卧室等主要空间。由于起居室和主卧室多在南向，那么住宅平面必要的凹凸应多选在北面，主要房间与室外的直接接触面积不宜过大。

住宅楼的东、西端部房间和顶层房间，与室外直接接触面积比中间的一般房间大，与室外的热量交换比一般房间多，这些房间冬季室内气温相对要低，从人体热舒适和住宅建筑节能的角度考虑，这些房间不宜作为起居室和主卧室等对室内热舒适要求较高的房间。

在南向房间的外侧设置阳台会影响房间在冬季获得充分的日照。由于不同房间的使用时间和使用手段不同，如起居室一般在白天和晚上使用，卧室一般在夜间使用，所以可将南向阳台或阳光间布置在起居室的侧面、相邻卧室的外侧，这样就可以避免阳台影响起居室在冬季白天获得太阳照射而使起居室得热。