节能设计在建筑结构设计中的应用

节能设计 在建筑结构设 计中的应用 岑菲广西建筑 科学研究设计院【摘要 】 近年来 ， 我国建筑 能源消耗占国内 能源消耗的总量 比例也一年比一 年高 ， 加强建筑节能设计 ， 减少建筑 能耗已经是刻不 容缓 。 鉴于此 ， 笔者将本 文命名为 节能设计 在建筑结构设计中 的应用 ，从总体 规划设计、建筑 单体设计方面论 述了节能设计在 建筑结构设计中的应用 ， 并提出了 相关的节能应用 措施 ， 旨在加强 与同行的沟通交 流 ， 提高我国 建筑结构节能设计水 平和应用水平 ， 减少建筑 能源的损耗 ， 提高建筑 能源的使用效率 ， 为我国的 节约能源事业贡 献应有的力量。 【关键 词】节能设计； 建筑结构设计； 应用中图分 类号： TE08 文献标 识码： A 文章编 号：随着我国 建筑规模的不断 扩大 ， 建筑能耗 也越来越高 ， 对我国经 济的可持续发展 具有一定的不利 影响 。 因此必须 从现在开始 ， 加强建筑 节能意识 ， 重视建筑 节能设计 ， 从而避免 能源危机的 不断加剧 。 在不影响 建设使用舒适度 的基础上 ， 减少耗能 、 提高建筑 能源的利用率是当前我 国建筑节能设计 的主要任务 ， 设计人员 不断创新节能型 建筑的设计方法 ， 认真做好建筑节能 设计工作。1.建筑结 构的总体规划设 计1.1建筑选 址建筑基地 应避免选择在凹 地、洼地、山谷 等处，因为冷气 流在凹地里会产 生 “ 霜洞 ” 效应，为确 保建筑物的底层 的室内温度，会 造成更多能量的 消耗。因此，应 尽量选择避风 、 向阳地段作 为建筑基地。 1.2建筑布 局建筑布局 应充分、综合考 虑以下要素：当 地的气候特征、 自然环境、人的 活动特点 、 建筑物功能 、 生态平衡 。 设计合理 的楼体排布的方 案 ， 应坚持以 下原则 ： 争取和利 用日照条件 、组织气流 、 减少热损 耗 、 防止出现 风漏斗 、 考虑冬夏 两季的寒冷和高 温气候影响 。 在实际的建筑布局 规划时，还可以 通过相关建筑手 法来改善和提高 日照条件，比如 利用山墙空隙 ； 多排多列楼 栋进行错位布置 ；点式住宅在朝 向好处布置，条 式的布置在点式 后面，争取日照 。1.3建筑形 态节能建筑 的形态的要求很 高 ， 一是体型 系数小 、 二是夏季 日辐射得热少 、 三是有利 于冬季避寒风 。 而实际上 符合这三种需求 的建筑形体一般 都不相同 ， 所以必须 考虑各种制约因 素的影响， 包括当地气温、 建筑朝向、日照 辐射、围护结构 的实际保温效果 、环境因素等 ， 通过对得热 、 失热情况 的分析对比 ， 优化和重 新组合各因素 ， 就可以得 到最佳需求 。 如果只从夏季得热 方面分析 ， 把建筑的 进深从 8米加大到 14米 ， 能够降低 11至 33的建筑 耗热指标 ， 所以对于 面积大于 1000平方米小 于 8000平方米的 住宅 ， 控制进深 为 12米到 14米对建筑节能起 到很好的积极、 有利作用 1。1.4建筑间 距合理的建 筑间距，能够提 高建筑的室内日 照水平，保证充 足的日照量，提 高室内温度 ，同时对人 身体健康 、 心理健康 也有积极影响作 用 。 斜屋顶方 法是确保建筑的 日照要求满足的基础上能 尽量缩小建筑间 距。 1.5建筑朝 向选择建筑 朝向时 ， 应充分考 虑以下因素的影 响 ： 一是高温 季节减少太阳对 卧室外墙和室内的直射 ； 寒冷季节 保证室内有适量 日照 ； 夏天的通 风良好 ， 冬天能防 止冷风吹袭 ； 节约用电；考虑 当地地形条件； 尽量满足组合建 筑需求。2.建筑单 体设计2.1合理控 制体形系数通常情况 下 ， 建筑的体 形系数应控制在 小于 0.3。 因为建筑 表面积越小 ， 则热损失 越小 ，对建筑节 能就越有利 ， 因此应控 制建筑的平面 、 立面尽量 减少凸凹面的存 在 ， 当然 ， 个别部位的点缀 并不碍事 。 在这里处 ， 平面型通 常都是长方形 ， 表现为行 列式 ， 能增加冬 天室内的阳光照射 ， 减少夏天 的强烈太阳辐射 ， 此外 ， 通过合理 科学组织穿堂风 ， 也能促进 空气对流 ，小范围内 制造出适宜的气 候，减少能源的 消耗。 2.2门窗、 屋面的节能设计首先 ， 窗户对住 宅建筑具有很大 的影响 ， 不但是太 阳辐射热量的来 源处 ， 也是失去 室内热量的关 键位置 。 满足住宅 的采光和通风基 础上 ， 节能住宅 应尽量扩大南向 开窗面积 ， 减少北向开窗 面积 。 其次 ， 由于门口 和阳台有大量的 冷风渗透到屋内 ， 为减少热 量损失 ， 节能建筑可以选 择安装保温门 。 再次 ， 虽然屋面 热量占整个建筑 物并不大 ， 只有 9 ， 但它直接 影响着住宅 顶层房间的室内 热环境条件 ， 出现冬冷 夏热现象 。 因此 ， 提高屋面 结构的保温效果也是降低 能耗的主要措施 。 目前 ， 最常用的 屋面结构设置为 ： 空气隔气 屋加聚苯乙烯泡 沫板 ，保温隔热 性能、热工性能 都很好 2。2.3新型节 能材科的应用实用粘土 砖的保温性能差 、 耗能高还 浪费土地 ， 如今已经 被国家限制使用 ， 同时推广 加气砖 、 石膏板 、 轻质板材 等 。 门窗的材 料也越来越环保 和节能 ， 不再是过 去的钢和木 ， 目前最流行的 是塑钢制品 ， 在施工时 还加入嵌入式的 橡胶密封胶条 ， 有效减少 了窗户的空气渗 透量，大大 提高了气密性。3.建筑节 能技术的应用3.1墙体节 能3.1.1建筑保 温节能设计建筑的保 温设计主要有内 保温 、 外保温两 种 。 建筑内保 温主要是指在建 筑外墙结构的内部加做保 温层 ， 优点是施 工方便简单 、 施工速度 快 、 施工技术 比较成熟 ， 而且不用 加防水层 、保温材料 不受室外雨水的 影响 、 保温效果 良好 。 建筑外保 温是指在建筑外 墙的外表面做保 温层 ， 然后在上 面覆盖防水层 。 优点很多 ， 分别有 ： 一是保温 层设置在建筑结 构外侧 ， 等于为建筑物加 了一层保护衣， 能够有效避免太 阳辐射对外墙砌 体的影响，减少 墙体的应力损害 ，保护建筑 物的主体结构 ， 延长建筑 的使用寿命 ； 二是能够 避免外墙的梁 、 柱 、 门窗之间 形成散热通道 ， 减少热桥 的产生 。 三是增加 了建筑使用面积 。 四是保温 效果很好 ， 能够大大 减少室内温度 的波动。五是在 气温很高的夏季 ，外保温材料能 够很好的发挥其 强大的隔热作用 ，防止墙体 升温过快，降低 内表面的温度， 增加室内舒适度 3。3.1.2建筑隔 热节能设计建筑的隔 热设计 ， 不仅要在 建筑的外墙部位 设置 ， 而且要在 屋顶设置 ， 因为屋顶 是建筑结构中受 太阳辐射影响最 大的部位 。 隔热设计 也有两种方式 ， 分别是隔 热构造隔热以及 使用隔热材料 隔热 。 常见的隔 热材料有热反射 类 、 板块类 、 填充类 。 空气层的 隔热是目前比较 常用、价格 低廉而且隔热性 能良好的隔热方 式，是一种把 “ 空气 ” 当作隔热 材料的特殊方法 ，其隔热原 理是降低传热从 而实现隔热 ， 像空气间 层的厚度和密闭 程度 、 热流方向 、 两侧表面的光洁度 等因素都会对其 隔热性能造成影 响 。 空气层的 隔热目前主要运 用在炎热气候地 区的双层窗 、 墙体和屋 面 ， 隔热效果 很不错 ， 同时设置 在墙体部分的空 气间层还能起到 保温和隔热的双重 效果，但水平构 件是只能隔热的 。 3.2屋面节 能常用节能 屋面有架空型保 温屋面 、 高效保温 材料屋面 、 倒置型保 温屋面以及浮石 砂保温屋面 。 平屋顶一 般都是使用加气 混凝土保温 ， 把厚度增 加到 50毫米到 100毫米 。 50-100mm。其他还有 用浮石砂 、 水泥珍珠 岩 、 水泥聚苯 板保温 。 而坡屋顶 通常会在天棚上 铺设绝热材料 。3.3采暖节 能常见的采 暖节能技术是水 源热泵技术 ， 主要是利 用地下水 、 湖泊 、 河流等地 表浅层水源中的地热 能和太阳能所形 成的低温低位热 能资源，运用热 泵原理，输入少 量的高位电能 ， 实现低位热 能的转移 。 其中 ， 地下水的 温差波动小 ， 在外界气 温对比下 ， 直接表现 是冬暖夏凉 ，是很好的 空调冷源和热泵 热源 4。4.结语 综上所述 ，加强建筑节能 设计具有重要的 现实意义。由于 建筑节能涉及到 总体规划 、 自然地理环 境 、 建筑性质 、 居民使用 方式等方面 ， 因此设计 人员应该综合考 虑各种因素的影 响 ，权衡利弊 ，做好建筑结构 的节能设计工作 ，减少资源的损 耗，提高资源的 利用率。【参考 文献】 1韩玥 .浅谈节能 设计在建筑结构 设计中的应用 J.中小企业 管理与科技 (下旬刊 )， 2009，05:166-1