绿色节能理念建筑结构设计探讨王利民

绿色节能理念建筑结构设计探讨王利民

王利民

中国美术学院风景建筑设计研究总院有限公司浙江杭州310012

摘要：近年来，建筑资源与能源日趋紧张，在这种大环境下，建筑行业要想获得长足的发展，要将绿色节能理念全面的渗透到建筑结构设计工作中。在进行建筑结构设计环节中，通过应用新技术、新工艺、新材料，再加之科学、合理的设计措施，可以有效提高建筑工程的节能效果，进而将建筑能耗降到最低。本文先对建筑结构设计存在的问题以及绿色节能理念进行探讨，并进一步研究了建筑结构设计中绿色节能理念的应用。

关键词：绿色节能；建筑结构；设计

1引言

随着国内城市化进程的不断加快，我国的建筑行业获得了一个发展的契机。建筑结构设计不仅影响到主体结构的安全性、稳定性，并且对建筑物的节能环保效果有着直接的影响。一旦结构设计存在缺陷，将导致结构的总体布局与绿色节能理念相悖，因而，现阶段要加强结构设计的研究，从照明、通风、采暖等多个方面进行研究，注重新型节能技术的应用，提高建筑结构节能的整体效果。

2结构设计中绿色节能理念应用的重要意义

首先，节能理念的应用，有利于推进建筑技术的改革与创新。以往在进行建筑结构施工工作时，由于缺乏环境保护意识与节约能源的理念，因而建筑工程的节能效果较差，甚至一些施工单位以最大化经济效益，会出现偷工减料、以次充好的问题，这对于设计的创新产生了一定的阻碍作用。但是，在进行建筑结构施工工作时，应用节能理念可以有效促进设计水平的提高。其次，节能理念的应用有助于提高建筑施工质量。节能理念更加注重新工艺、新材料、新技术的应用，并且更加注重结构设计所发挥的作用。因而，结构更具合理性，材料的应用更贴近于实际需求。其三，节能理念的应用极大地缓解了能源的短缺，对促进建筑业健康、长期发展具有重要意义。

3绿色节能理念在建筑结构设计中的应用

3.1绿色节能理念在围护结构设计中的应用

3.1.1墙体节能设计

在进行结构设计中的外墙设计工作时，由于外墙部分有着较大的散热面积，因而要提高墙体的节能设计水平。一般来说，节能设计要选用合理的保温隔热材料，确保所选材料有着良好的热传导性能。现阶段，墙体保温隔热设计主要由三种不同的方式：内保温隔热设计、外保温隔热设计以及内外混合保温隔热设计。不同地区要根据各自的实际状况，选用合理的设计方法。一方面，对于外墙内保温隔热设计而言，主要是将绝热材料衬砌在承重墙的内侧。这一设计的优点主要体现在施工简易、施工速度相对较快等方面。但是，内保温设计的也存在一定的劣势，比如过多的占用房屋面积。如果楼板和外墙的交接位置未处理好，容易出现“冷桥”或者是“热桥”效应。另一方面，对于外墙外保温技术而言，主要是将绝热材料衬砌到承重墙的外侧，这样一来可以使墙、屋顶的主要部分得到良好的保护。该技术的优势是热稳定性较好，同时能够防止“冷桥”、“热桥”效应的产生。

3.1.2门窗节能设计

在建筑的围护结构中，门窗是传热耗热的重要通道。调查数据显示，门窗部分的传热耗热量约占到总量的25%到28%左右。此外，由于受到空气渗透耗热量的影响，门窗部分的总耗热量能够达到40%到50%。因而，要注重门窗节能设计。首先，可以将门窗玻璃做成单框双玻塑料窗结构，其热阻值相对于单层塑料窗可以提高80%左右。其次，要注重节能门窗结构的应用，同时还要对墙体抹灰施工引起重视，加强对设计的控制。此外，可以改善窗户的型材，使用热导率相对较低的门窗产品，比如目前应用较为广泛的聚氯乙烯（PVC）材料，其导热系数约为铝材门窗的1/1250，有着良好的节能效果。此外，PVC门窗的密封性也较为突出。

3.1.3屋面节能设计

传统的建筑结构中，屋面多做成平屋顶，这种类型的屋顶不仅容易导致漏雨问题，同时不利于建筑保温隔热效能的提高，因而使用过程中将造成严重的能源浪费问题。随着材料领域研究的不断深入，采用挤塑聚苯乙烯(XPS)屋面保温材料，可以取得良好的屋面保温效果。对于XPS板而言，其有一个连续的表面结构，并且内部采用闭孔式的蜂窝状构造。同时，板材组织相对均匀，相互之间连接紧密，强度高，防潮性能好。

3.2绿色节能理念在夹层板结构设计中的应用

随着建筑结构跨度的不断提高，结构对于变形方面的要求也越来越严苛。这一过程中，可以适当提高结构的高度，进而使得结构的弯矩承载力得到改善。尤其对于中、大跨度的屋顶结构而言，可以使用空腹结构。这样一来，不仅能够降低材料的用量，同时能够有效改善建筑结构的承载效率，提高屋顶结构的热工性能，这对于改善建筑结构的节能效果有着重要的意义。对于夹层板结构而言，主要是在钢筋混凝土结构中填充夹层板，这一结构不仅有着用料省、自重小的优势，同时跨越能力显著提高，外观方面也有一定的改善。在混凝土设计环节，必须先做好设计材料的准备工作，这一过程中主要用到木模以及钢管脚手架等。设计时，首先要进行下弦层板肋混凝土的支模工作，选用合理的技术指标，对于混凝土的结构也有一定的要求。其次，要控制好装配式钢管剪力键的设计。在进行钢材钢号的设计与选择时，可以将剪力键分为三个组成部分：下部分、上部分以及连接螺母。对于下、上部分而言，需要在钢管外进行栓钉的焊接。混凝土的选择，需要按照设计要求合理确定混凝土的强度等级。

3.3绿色节能理念在混凝土结构设计的应用

将绿色节能理念应用到混凝土结构设计环节中，可以有效提高结构的节能效果。近几年来，清水混凝土设计在结构设计中有着广泛的应用，其不仅能够作为一种饰面材料加以应用，同时能够改善结构的节能效果。一般来说，可以根据性能的不同将清水混凝土分为三种不同的类型：装饰性、饰面性以及普通清水混凝土。设计过程中，可以根据不同的用途合理选用。

3.4新能源、新材料、新技术的应用

自然界中存在着大量的可重复利用的能源，比如太阳能、风能等等，如果能将这些清洁能源应用到建筑结构设计中，有效提高建设项目的节能环保效果，使得工程项目取得良好的生态环保效果。此外，随着材料领域的不断发展，目前结构设计工作中可选用的新型节能材料越来越多，比如目前应用较为广泛的新型墙体保温材料，其不仅有着良好的保温效果，降低空调、暖气等方面的能耗，同时能够提高建筑的舒适效果，降低墙体结构的施工成本。另外，新型技术的应用也能显著提高建筑结构的节能效果。比如BIM技术的应用就是一个典型的案例。以往在应用钢结构混凝土材料进行设计时，不仅会对周围环境造成极大的破坏，同时施工环节的安全性难以保证。但是，通过BIM技术的应用，技术人员能够预先对建筑的主体结构进行三维模拟，并通过动画的形式将各结构主要参数展现给设计与施工人员。这样一来，既能够确保设计工作的顺利开展，同时有助于施工中噪声、污水等污染物的控制，提高设计过程的节能环保效果。

4结束语

随着居民生活质量的改善，人们对于建筑结构的节能环保效果有了更为严格的要求。因而，现阶段在进行建筑结构的设计工作时，要加强对新技术、新能源、新工艺的应用，尤其在进行围护结构以及夹层板结构的设计过程中，要加强对绿色节能理念的应用，不断提高结构的节能环保效果，促进建筑行业的健康可持续发展。

参考文献:

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