淺談節能設計在建筑結構設計中的應用

摘要:隨著經濟的快速發展和住宅生活水平的不斷提高。住宅能耗占我國能源總消費量的比例逐年上升。建筑節能工作任務巨大.刻不容緩。本文主要從規劃設計闡述了節能設計在建筑中的應用，并提出了一些節能措施。

關鍵詞:建筑結構 節能 設計

0 前言

近年來我國的建筑規模迅速擴大，建筑能耗的總量逐年上升。這已成為我國經濟發展的軟肋。因此，如果現在不

開始注重建筑節能設計，將直接加劇能源危機。由此可見，我國的建筑節能要求十分迫切。建筑節能的中心是減少建筑耗能，提高建筑中的能源利用效率。同時，建筑節能需以不影響人們感覺舒適度為前提。那么，我們怎樣進行建筑節能設計呢?節能型居住建筑設計方法。

1 總體規劃設計

1.1 建筑選址 建筑基地不適宜選擇在山谷、洼地及凹地等處，因冬季冷氣流在凹地里易形成對建筑物的“霜洞”效應。位于凹地的底層或半地下層建筑，為保持所需的室內溫度所消耗的能量，就會相應的增加。所以建筑基地應盡量選擇在向陽、避風的地段上，為建筑爭取日照創造必要的條件。

1.2 建筑布局 利用建筑樓群合理布局，充分結合特定地點的自然環境因素、氣候特征和建筑物功能。人的行為活動特點等，建立自然—人工生態平衡系統。具體體現在通過樓體排布的方案組合中，按以下原則挑選規劃方案:充分利用和爭取日照;避免風漏斗的出現，合理組織氣流，減少建筑熱損失;利用建筑外界面的反射輻射，對夏季炎熱氣候考慮充分。在規劃布局中，可以通過建筑的手法來盡量改善Et照條件，比如:多排多列樓棟布局中，采用錯位布置。利用山墻空隙爭取日照;點、條組合布局時。點式住宅布置在朝向較好位置，條式布置其后，爭取日照。

1.3 建筑形態 節能建筑的形態不僅要求體型系數(外表面積/體積)小，同時需要夏季日輻射得熱少，冬季還需要對避寒風有利。但滿足此三項需要的建筑形體常不一致，因此應考慮多種因索的制約，包括當地夏季氣溫和日輻射照度、建筑朝向、各圍護結構的保溫狀況和局部的環境情況，需要具體權衡得熱和失熱的具體情況，優化組合各項因素后得出結論。僅從夏季得熱的角度，建筑應自合適的長寬比。加大進深由8m增加到14m，可以使建筑耗熱指標降低11%～33%，因此對于1000～8000m2的住宅，進深控制在12～14m有利于建筑節能。

1.4 建筑間距 陽光對于個人不僅有衛生學的意義，同時對人的心理及精神也具有一定的影響。它不但是熱源，同時還可以提高室內的日照水平，保證住宅室內具有一定的日照量，從而決定建筑問最小間距，并結合其他條件綜合考慮建筑群體的布置。建筑采用斜屋頂在滿足日照的前提下可以縮小住宅問距。

1.5 建筑朝向 朝向的選擇考慮因索有:冬季具有適量和一定質量的日光照人室內;炎熱季節盡量減少太陽直射室內及居室外墻面;夏季通風良好，冬季避免冷風吹襲;充分利用地形和節約用地;照顧居住建筑群體組合的需要。

2 建筑單體設計

2.1 合理控制體形系數 建筑物的體形系數一般應控制在0.3以下，平、立面盡量不出現過多的凸凹面，因為住宅表面體積較小，越利于建筑節能。避免熱損失。當然，個別地方點綴一些里出外進還是可以的。在此處，平面型基本為長方形，單元組成行列式，增加了冬季直射室內的陽光，夏季減少陽光的輻射。合理組織穿堂風，增強空氣對流，制造合適的小氣候，以減少能源的使用。

2.2 門窗節能設計有屋頂對節能的影響 窗戶對住宅影響相當大，它既是太陽輻射的得熱處，又是室內熱量的失熱處。我們的節能住宅在滿足采光通風的前提下，盡可能縮小北向開窗面積，擴大南向開窗面積。同時，陽臺北及戶門冷風滲透量大，應采取保溫門。雖然屋面熱量僅占整個建筑物的9%，但對頂層房間室內熱環境條件冬、夏季較差，加強屋面結構保溫也是降低能耗的重要措施。目前，我們屋面選用聚苯乙烯泡沫板加空氣隔氣屋，它具有良好的保溫隔熱性能，熱工性能比較好。

2.3 新型節能材科的應用，實用粘土磚，浪費土地、耗能高、保溫性能差 發展國家六十年代就發展了加氣磚，建筑砌塊、石膏板，各種輕質板材及節能窗。我國也正朝這個方向發展，并采取嚴格措施，限制實心粘土磚的應用。門窗的材料也由原來的鋼、木而由塑鋼制品代替，并采用了嵌入式橡膠密封膠條，使窗戶空氣滲透量大大減少，氣密性提高。

3 建筑節能技術的應用

3.1 墻體節能 墻體是建筑外圍護結構的主體。所以墻體的節能設計直接影響到建筑的耗能。墻體節能有以下兩個途徑:

3.1.1 建筑保溫節能設計 建筑保溫分為建筑內保溫和建筑外保溫兩種。建筑內保溫就是在建筑外墻的內表面上加設保溫材料，再在其上粉刷、涂料等，其優點是墻體內表面不用加強防水層，構造處理簡單，保溫材料以免受室外雨水的影響，是一種簡單且效果很好的建筑保溫方式。外保溫是在外墻外表面上做保溫材料，覆以防水層，再設外墻裝修的構造方法，其優點多。首先其保溫層設在外表面。可以有效的保護外墻砌體免受太陽輻射的影響，減小墻體應力損害;其次外保溫對建筑柱、梁、墻角等敏感部位處理容易，可以減少熱橋的產生，并可避免內表面結露;再次圍護結構內側為重質砌體，有較高的熱容性，可以減少室溫的波動;在夏季，外保溫材料又起到很好的隔熱作用，使墻體不會升溫過快，內表面溫度降低，增加了室內舒適度。

3.1.2 建筑隔熱節能設計 隔熱除考慮外墻部位需設置外。屋頂由于受太陽輻射影響最大，所以也要進行隔熱設計。隔熱設計主要使用隔熱材料隔熱和隔熱構造隔熱。隔熱材料有填充類、板塊類和熱反射類。而現在有一種很廉價的隔熱方式:空氣層的隔熱。這是一種將“空氣”作為隔熱材料的特殊做法，其隔熱性能良好，所以在隔熱構造設計中被經常用到。其隔熱原理是通過降低傳熱達到隔熱的目的，而影響其隔熱性能的原因有:空氣間層厚度、熱流方向、空氣間層的密閉程度和兩側表面的光潔度。這種隔熱方式現在主要被用于炎熱氣候地區的屋面、墻體、雙層窗中，隔熱效果好。同時空氣間層設于墻體部分，起隔熱和保溫雙重效果，不過水平構件只有隔熱作用。

3.2 屋面節能 常用的幾種節能屋面是:高效保溫材料屋面、架空型保溫屋面、浮石砂保溫屋面和倒置型保溫屋面。平屋頂多采用加氣混凝土保溫，厚度增加到50-100mm。有的用水泥聚苯板、水泥珍珠巖或浮石砂保溫。有的則在架空混凝土薄板下設袋裝膨脹珍珠巖，保溫效果很好。坡屋頂為便于設置保溫層。可以在坡頂內鋪釘玻璃棉氈或巖棉氈，或者在天棚上鋪設上述絕熱材料。

3.3 采暖節能 水源熱泵技術是利用地球表面淺層水源(如地下水、河流、湖泊)中吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低位熱能資源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現低位熱能轉移的一種技術。眾所周知，地下水溫度在一年內波動遠小于室外空氣，是很好的熱泵熱源和空調冷源。同時。在冬季不存在結露、結霜等問題;在夏季有些情況下甚至可以直接從地下水作為冷源給用戶供冷，而不用開啟水源熱泵，從而有很大程度。

4 結語

總之，建筑節能一次投資可能比較大，但是帶來的效應是無法用金錢來衡量的。建筑節能作為一項系統工程涉及多方面同題，涉及自然地理環境、規劃、建筑設計以及居民使用方式等多種因素，涉及到政府部門、建筑設計師、開發商、物業業主、使用人、管理者、相關節能部件的生產者等方面群體利益，有待與各部門通力協作，就一定能創作出既符合建筑學原理，又符合節能要求的優秀住宅。

參考文獻:

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