浅谈节能设计在建筑结构设计中的应用

浅谈节能设计在建筑结构设计中的应用

韩玥

韩玥（南京市大厂扬子石油化工设计工程有限公司）

摘要：随着经济的快速发展和住宅生活水平的不断提高。住宅能耗占我国能源总消费量的比例逐年上升。建筑节能工作任务巨大．刻不容缓。本文主要从规划设计阐述了节能设计在建筑中的应用，并提出了一些节能措施。

关键词：建筑结构节能设计

0前言

近年来我国的建筑规模迅速扩大，建筑能耗的总量逐年上升。这已成为我国经济发展的软肋。因此，如果现在不开始注重建筑节能设计，将直接加剧能源危机。由此可见，我国的建筑节能要求十分迫切。建筑节能的中心是减少建筑耗能，提高建筑中的能源利用效率。同时，建筑节能需以不影响人们感觉舒适度为前提。那么，我们怎样进行建筑节能设计呢?节能型居住建筑设计方法。

1总体规划设计

1.1建筑选址建筑基地不适宜选择在山谷、洼地及凹地等处，因冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。位于凹地的底层或半地下层建筑，为保持所需的室内温度所消耗的能量，就会相应的增加。所以建筑基地应尽量选择在向阳、避风的地段上，为建筑争取日照创造必要的条件。

1.2建筑布局利用建筑楼群合理布局，充分结合特定地点的自然环境因素、气候特征和建筑物功能。人的行为活动特点等，建立自然—人工生态平衡系统。具体体现在通过楼体排布的方案组合中，按以下原则挑选规划方案：充分利用和争取日照；避免风漏斗的出现，合理组织气流，减少建筑热损失；利用建筑外界面的反射辐射，对夏季炎热气候考虑充分。在规划布局中，可以通过建筑的手法来尽量改善Et照条件，比如：多排多列楼栋布局中，采用错位布置。利用山墙空隙争取日照；点、条组合布局时。点式住宅布置在朝向较好位置，条式布置其后，争取日照。

1.3建筑形态节能建筑的形态不仅要求体型系数(外表面积/体积)小，同时需要夏季日辐射得热少，冬季还需要对避寒风有利。但满足此三项需要的建筑形体常不一致，因此应考虑多种因索的制约，包括当地夏季气温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的环境情况，需要具体权衡得热和失热的具体情况，优化组合各项因素后得出结论。仅从夏季得热的角度，建筑应自合适的长宽比。加大进深由8m增加到14m，可以使建筑耗热指标降低11％～33％，因此对于1000～8000m2的住宅，进深控制在12～14m有利于建筑节能。

1.4建筑间距阳光对于个人不仅有卫生学的意义，同时对人的心理及精神也具有一定的影响。它不但是热源，同时还可以提高室内的日照水平，保证住宅室内具有一定的日照量，从而决定建筑问最小间距，并结合其他条件综合考虑建筑群体的布置。建筑采用斜屋顶在满足日照的前提下可以缩小住宅问距。

1.5建筑朝向朝向的选择考虑因索有：冬季具有适量和一定质量的日光照人室内；炎热季节尽量减少太阳直射室内及居室外墙面；夏季通风良好，冬季避免冷风吹袭；充分利用地形和节约用地；照顾居住建筑群体组合的需要。

2建筑单体设计

2.1合理控制体形系数建筑物的体形系数一般应控制在0.3以下，平、立面尽量不出现过多的凸凹面，因为住宅表面体积较小，越利于建筑节能。避免热损失。当然，个别地方点缀一些里出外进还是可以的。在此处，平面型基本为长方形，单元组成行列式，增加了冬季直射室内的阳光，夏季减少阳光的辐射。合理组织穿堂风，增强空气对流，制造合适的小气候，以减少能源的使用。

2.2门窗节能设计有屋顶对节能的影响窗户对住宅影响相当大，它既是太阳辐射的得热处，又是室内热量的失热处。我们的节能住宅在满足采光通风的前提下，尽可能缩小北向开窗面积，扩大南向开窗面积。同时，阳台北及户门冷风渗透量大，应采取保温门。虽然屋面热量仅占整个建筑物的9％，但对顶层房间室内热环境条件冬、夏季较差，加强屋面结构保温也是降低能耗的重要措施。目前，我们屋面选用聚苯乙烯泡沫板加空气隔气屋，它具有良好的保温隔热性能，热工性能比较好。

2.3新型节能材科的应用，实用粘土砖，浪费土地、耗能高、保温性能差发展国家六十年代就发展了加气砖，建筑砌块、石膏板，各种轻质板材及节能窗。我国也正朝这个方向发展，并采取严格措施，限制实心粘土砖的应用。门窗的材料也由原来的钢、木而由塑钢制品代替，并采用了嵌入式橡胶密封胶条，使窗户空气渗透量大大减少，气密性提高。

3建筑节能技术的应用

3.1墙体节能墙体是建筑外围护结构的主体。所以墙体的节能设计直接影响到建筑的耗能。墙体节能有以下两个途径：

3.1.1建筑保温节能设计建筑保温分为建筑内保温和建筑外保温两种。建筑内保温就是在建筑外墙的内表面上加设保温材料，再在其上粉刷、涂料等，其优点是墙体内表面不用加强防水层，构造处理简单，保温材料以免受室外雨水的影响，是一种简单且效果很好的建筑保温方式。外保温是在外墙外表面上做保温材料，覆以防水层，再设外墙装修的构造方法，其优点多。首先其保温层设在外表面。可以有效的保护外墙砌体免受太阳辐射的影响，减小墙体应力损害；其次外保温对建筑柱、梁、墙角等敏感部位处理容易，可以减少热桥的产生，并可避免内表面结露；再次围护结构内侧为重质砌体，有较高的热容性，可以减少室温的波动；在夏季，外保温材料又起到很好的隔热作用，使墙体不会升温过快，内表面温度降低，增加了室内舒适度。

3.1.2建筑隔热节能设计隔热除考虑外墙部位需设置外。屋顶由于受太阳辐射影响最大，所以也要进行隔热设计。隔热设计主要使用隔热材料隔热和隔热构造隔热。隔热材料有填充类、板块类和热反射类。而现在有一种很廉价的隔热方式：空气层的隔热。这是一种将“空气”作为隔热材料的特殊做法，其隔热性能良好，所以在隔热构造设计中被经常用到。其隔热原理是通过降低传热达到隔热的目的，而影响其隔热性能的原因有：空气间层厚度、热流方向、空气间层的密闭程度和两侧表面的光洁度。这种隔热方式现在主要被用于炎热气候地区的屋面、墙体、双层窗中，隔热效果好。同时空气间层设于墙体部分，起隔热和保温双重效果，不过水平构件只有隔热作用。

3.2屋面节能常用的几种节能屋面是：高效保温材料屋面、架空型保温屋面、浮石砂保温屋面和倒置型保温屋面。平屋顶多采用加气混凝土保温，厚度增加到50-100mm。有的用水泥聚苯板、水泥珍珠岩或浮石砂保温。有的则在架空混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩，保温效果很好。坡屋顶为便于设置保温层。可以在坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡，或者在天棚上铺设上述绝热材料。

3.3采暖节能水源热泵技术是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流、湖泊)中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能转移的一种技术。众所周知，地下水温度在一年内波动远小于室外空气，是很好的热泵热源和空调冷源。同时。在冬季不存在结露、结霜等问题；在夏季有些情况下甚至可以直接从地下水作为冷源给用户供冷，而不用开启水源热泵，从而有很大程度。

4结语

总之，建筑节能一次投资可能比较大，但是带来的效应是无法用金钱来衡量的。建筑节能作为一项系统工程涉及多方面同题，涉及自然地理环境、规划、建筑设计以及居民使用方式等多种因素，涉及到政府部门、建筑设计师、开发商、物业业主、使用人、管理者、相关节能部件的生产者等方面群体利益，有待与各部门通力协作，就一定能创作出既符合建筑学原理，又符合节能要求的优秀住宅。

参考文献：

[1]王立雄.建筑节能.第一版[M].天津.中国建工出版社.2004.5.

[2]上官安星.浅析建筑节能施工技术.2005.9.

[3]荀和生.江苏省节能建筑外前墙体采用的技术措施2007.10.