淺談我國建筑結構節能設計問題

【摘要】最近幾年，我國的建筑業快速發展，建筑相關的能耗量也是連年攀升，這一現狀逐漸成為經濟發展的制約因素。所以，我們一定要特別重視建筑節能方面的設計工作，否則的話，能源危機將越來越嚴重。鑒于此，筆者在本文中淺析了幾點開展建筑結構節能設計工作應該注意的問題，以期為相關探究獻言獻策。

【關鍵詞】建筑；結構節能；設計

1、節能型建筑結構的相關設計問題

1.1總體規劃

1.1.1 建筑物的選址

建筑物不宜建設在凹地、山丘等地，原因是這些地方在冬季會產生冷氣流帶來的“霜洞”效應。建設在凹地底部的建筑物，為了將室內溫度控制在合理范圍內，需要消耗很大的能量，因此，應將建筑物建設在向陽、避風的地方，以期為居住者打造更好的日照條件。

1.1.2 建筑布局設計

在設計建筑布局時，要充分結合樓群的功能與性質、自然環境特點、人的活動特征等因素，努力實現人與自然、人與生態相平衡。在具體的設計實踐中，建議參照以下基本原則：一是，充分利用陽光，爭取到最好的日照條件；二是，科學組織氣流，減免“風漏斗”現象的發生，最大限度地降低建筑物的熱能損失；三是，科學利用建筑物外界面的反射作用，最大限度地降低夏天的炎熱程度；在實踐規劃過程中，可以使用某些建筑手法，優化日照條件，比如說，使用錯位的方法，排列多排建筑物。

1.1.3 建筑形態設計

關于節能建筑物的形態，需要滿足三個方面要求：體型系數要小、夏天熱輻射少、冬天避風寒。但是在實踐設計中，要想同時滿足這三個條件，難度很大，因為會受到很多因素（諸如：氣溫、各保溫層的保溫效果，建筑物的朝向等等）的干涉，在總結結論時要綜合考慮、統籌優化建筑物得熱、失熱等多項因素，以夏天得熱為例，建筑物要根據自己的建筑面積選擇合適的長寬比，進深增加6米（有8米增加至14米），可以降低約11%-33%的耗熱指標。所以，對于建筑面積在1000-8000平方米的住宅建筑，其進深應設計在12-14米，這樣將有助于建筑節能。

1.1.4建筑間距設計

充足的陽光，會讓人更加溫暖，更加愉悅。它是一種熱量，也是優化建筑物日照條件的關鍵。建筑物內的日照量，決定著建筑物之間的最小距離，然后在綜合考慮其他的制約因素來設計建筑物的布局，現在常用的既能滿足日照條件又能將建筑物間距縮短至最小的方法是使用斜屋頂。

1.1.5建筑朝向設計

朝向設計要充分考慮以下因素：在日照強度最低的冬天，要保證日光照的質量和數量；在日照強度最高的夏天，要將太陽直射的強度降至最低，夏天通風效果要好，冬天保溫效果要好，利用地形提升土地的使用效率。

2、建筑單體的設計

2.1科學控制建筑物的體形系數

一般而言，這一系數最好小于0.3，在建筑物的平立面，不要出現很多凹凸不平的地方。原因是建筑物是否節能，與建筑表明的體積相關。當然，在某些地方設計一些裝飾性的凹凸面是可以的。總之，設計的基本原則就是，降低夏季輻射、增加冬季的陽光直射量，科學設計穿堂風，保持空氣流通，減少能源消耗。

2.2門窗節能設計、屋頂設計對節能的影響

門窗對住宅建筑的影響也是非常關鍵的，陽光從窗戶中進入，室內的熱能從窗戶中擴散出去。節能建筑，要求在滿足建筑物的光照、通風等條件下，盡量增加南向窗戶的面積，減少北向窗戶的面積。當戶門需要設計在北向位置時，要使用保溫門。盡管和建筑物總熱量相比，屋面熱量所占比例不大（僅為9%），但是對于頂層房間而言，室內熱環境較差（冬天保溫效果差、夏天隔熱效果差），所以說，做好屋面結構的保溫工作，也是是能耗降低最直接的、最有效的方法。

3、節能技術在建筑中的使用

3.1建筑物墻體的節能技術

墻體，是整個建筑物外圍護結構的主體。因此，建筑物墻體的節能設計將直接關系到整個建筑物的能耗。建筑物墻體節能，涉及到兩個方面：

3.1.1墻體保溫節能設計

建筑墻體保溫，有墻體內保溫和墻體外保溫兩種，墻體內保溫，指的是在墻體內側，加上保溫材料，然后在材料上再粉刷涂料，這一保溫措施的優點構造簡單易處理，不用再另加防水層，可以不受雨水的侵蝕。墻體外保溫，顧名思義，就是在墻體的外側加上保溫材料，然后在附加防水層，再進行外墻裝飾，這一方法優點頗多：一是，保溫層設置在墻體外側，可以保護墻體不受太陽輻射，降低墻體應力損害；二是，墻體外保溫，能夠減少熱橋現象的發生；三是，可以降低室溫的波動；四是，墻體外家的保溫材料，可以起到很好的隔熱效果，墻體升溫較慢，室內舒適度增加。

3.1.2建筑隔熱節能設計

隔熱節能設計不僅要考慮墻體部位，建筑物的屋頂也需要做隔熱節能，原因是屋頂極易受到太陽輻射的影響。隔熱節能設計主要有兩種方法：使用隔熱材料或是使用隔熱構造進行隔熱。隔熱材料有三大類：填充類、熱反射類、板塊類。目前常用的一種經濟實惠的隔熱方式是使用空氣層進行隔熱，，這一方法的隔熱效果很好，所以在實踐中經常被采用，這一方法的工作原理就是降低傳熱。我們知道，有很多因素會影響到空氣層隔熱的效果，例如：空氣熱流流向、空氣間層的光滑程度等等。這一隔熱方式，經常被用于天氣炎熱地區的建筑物墻體、屋面中，隔熱的效果非常不錯，另外，因為空氣間層一般設置在墻體中，有隔熱、保溫的雙重功效。

3.2屋面的節能設計

在設計實現中，經常使用的節能屋面有以下幾種：架空型保溫屋面、高效保溫材料屋面、倒置型保高效保溫屋面。平屋頂常用的保溫措施是使用加氣混凝土，混凝土的厚度有0.5-1米，也可以使用水泥珍珠巖、浮石砂等材料進行保溫。坡屋頂比較方便保溫層的設置，常見的辦法是在坡頂內鋪設巖棉氈或是直接在天棚上鋪設一些絕熱材料。

3.3采暖節能設計

我們較為熟悉的水源熱泵技術，是充分利用地表水源（如河流等等）吸收的太陽能、地熱能所形成的低溫低位熱能資源，然后使用熱泵原理，輸入少量高位電能，實現低位熱能轉移。我們知道，和空氣氣溫的波動程度相比，地下水的水溫波動小很多。所以說，地下水既是極好的熱泵熱源也是很好的空調冷源，也不存在冬季結霜等現象。

結語：

總而言之，關于建筑節能，可能初期投入較大，然而后期的效應將是不可估量的。建筑節能是一項新興的、復雜性的工程，它涉及到的學科有很多（例如：自然、規劃、建筑學等等），而后在具體的設計實現中，涉及到的利益方也是非常多（例如：設計師、業主、節能部件及材料的生產商等等），這就需要利益各方相互協作，設計出既節能又符合建筑原理的高性價比住宅。

參考文獻：

[1]傅麗芳.淺談現代建筑節能環保技術的應用[J].科技與企業.2016（05）：37-38.

[2]崔衛波.淺談建筑節能設計和節能改造要點[J].科技信息.2016（25）：24-25.