民用建筑中結構節能設計探討

王俊杰 王士凱

【摘 要】我國當前經濟社會發展水平的不斷提高，可持續性發展已成為社會發展的基本形態，在民用建筑設計過程中也充分體現了這一點。就當前而言，高耗能的發展模式已經逐漸被綠色節能的環保發展模式所取代。在對民用建筑進行設計的過程中，要根據建筑物周圍的自然環境、地理特征以及風土人情，在滿足建筑基本要求的基礎上，設計出更加節能的建筑設計作品。

【關鍵詞】民用建筑設計；節能設計

近年來，我國的能源危機加劇，嚴重阻礙了我國經濟的發展和社會的進步，為了解決這個問題，必須重視起建筑方面的能耗，如建筑設計保溫隔熱性能，遮陽性能等。降低建筑能耗，已成為當前建筑設計迫在眉睫的要求。

1民用建筑結構節能的技術原理

建筑物的能耗是由其圍護結構的冷風滲透和熱傳導兩方面造成的。民用建筑的圍護結構主要指墻體、屋面、窗戶（玻璃幕墻）、外遮陽設施等。建筑物圍護結構的作用是防熱御寒，使室內受到遮護，形成溫暖、舒適的環境，以不受室外氣候變化的影響。房屋內外的熱流方向在冬季和夏季截然不同，但都要求外圍護結構具有絕熱的性能，使流出或流入的熱量減少。為了降低建筑能耗，在減少建筑物冬季空氣滲透耗熱量和夏季空氣滲透得熱量的前提下，盡量利用太陽輻射得熱和建筑物內部得熱。建筑的圍護結構直接影響民用建筑的能耗，據調查，圍護結構的耗熱量占建筑采暖熱耗的1/3以上。因此，對于民用建筑物來說，節能的主要途徑是：應從墻、門、窗、頂等圍護結構著手，通過逐步優化圍護結構設計，盡量減少其能量散失，更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等各種需求，達到最佳的節能效果。

2現代民用建筑中存在的問題

2.1 民用建筑結構設計的特點

我國民用建筑結構設計主要有幾個特點：一是外觀美麗。人們對審美的注重也應用到了住房設計當中。為了使住房看起來美觀，設計師們對住房進行結構設計時候，融入了個人審美觀點，注重房屋外在美，例如在對房屋屋頂和墻壁進行設計時候，采用藝術美來進行構造，房屋結構變得復雜，看上去盡顯華麗和高雅，布局美觀。但是，這使得施工變得繁瑣，相應的花費也有所增加，造成開支上的超算；二是講究實用。中國人傳統思想隱含著經濟適用，在進行結構設計的時候，布局完善，在選用建筑材料時沒有環保意識，只存在著物有所值的理念，做到與眾不同。在視覺上下功夫，注重外在美。這便是我國民用建筑的整體風格趨向，對節能沒有太大的體現。可見節能技術的運用還不成熟，處于發展階段。

2.2 民用建筑結構設計的缺陷

在我國民用建筑中夾雜著很多個人觀點，因此存在著許許多多的缺點。首先，在注重美觀的同時，就會加大建設的整體預算，這樣就很容易走進誤區；再者，在考慮實用的情況下，對整體布局構思緊密，在施工過程中就很難有準確的把握。由于繁瑣布局會增加預算，人們就在材料選擇上松懈，造成隱患的存在。另外，由于在選材上沒有把握節能的特點，購買便宜的材料，不僅影響了美觀性，還有可能會因為質量有問題需要進行返工，結果會適得其反。除了效果不明顯，安全性也得不到保障，這些缺陷若不解決，帶來的影響無法預料。在墻體、門窗等等方面沒有采取措施，使得形式被動化，節能效果沒有明顯體現。結構節能設計主要該從墻、門等方面下手，但往往這是最容易被忽略的。只有優化結構設計，才能達到建筑結構節能的效果。

2.3 結構節能設計的重要性

民用建筑節能設計是十分重要的，而就我國民用建筑結構設計現狀來說，還欠缺很多。首先，在布局方面，氣候防護單元必不可少。只有建立了氣候防護單元，才能讓微氣候優化；再者，在房屋間距結構上應該加以重視，否則將會出現錯綜復雜的結構建筑，加大人們施工難度，也浪費許多資源。最后，人們沒有環保意識，考慮資金問題，便選擇環保性能極差的材料，消耗大量的能源。這樣，不僅造成了能源消耗過多，還會威脅人們的身心健康和環境污染，給人們帶來意想不到的災難。可見，結構節能設計是人們必須關注的問題。結構節能設計，會為人們的生活帶來很大的影響，會為國家的發展帶來質的提高。結構節能設計中的布局、間距都是十分重要的問題。

3民用建筑結構節能的主要措施

3.1墻體節能措施

墻體的主要功能是承重、防水、防潮、隔熱、保溫，是建筑外圍護結構的主體。對于一定體積的建筑物來說，其體形系數越大，越容易散熱。從節能角度講，體形系數應盡可能地小。

我國一直以實心黏土磚為主要墻體材料，用增加砌筑厚度來達到保溫目的，這種做法實際上浪費了土地資源。主要作為承重用的單一墻體材料往往無法同時滿足保溫、隔熱的要求，因而在節能的前提下，應推廣使用復合墻體技術，即將保溫材料與基層墻體復合，構成復合保溫墻體。復合墻一般用磚或鋼筋混凝土作承重墻，并與絕熱材料復合；或用鋼、鋼筋混凝土框架結構，用薄壁材料夾以絕熱材料作墻體。采用墻體復合保溫節能措施時，最主要的是保溫層不宜過厚，過厚應采取鋼絲網加固等相應措施。同時，對保溫材料的耐候性，以及保溫體系的抗裂、防火、拒水、透氣、抗震和抗風壓性能等都有較高的要求。

墻體復合保溫方式主要包括內保溫和外保溫兩種。內保溫是指在外墻內側增加保溫措施，施工簡便宜行，目前用得較為廣泛。內保溫熱穩定性差，室內溫度調節的速度快，適用于間歇使用的空調房間。內保溫容易因室內裝修而被破壞，熱橋部位多，冬季室內容易結露。外保溫即保溫材料在墻體的外側，有利于室內水蒸汽通過墻體向外散發，可避免墻體受潮，對保護建筑結構有利，能夠延長建筑物的使用壽命，墻體可以作為蓄熱材料且能解決維護結構通常存在的冷橋問題。其特點熱穩定性好，室內溫度調節的速度慢，適用于連續采暖、空調的房間。相比較而言，推薦外保溫作為墻體保溫的首選措施。

3.2其他節能措施

（1）與室外接觸的樓板。常見的與室外接觸的樓板有挑板、過街樓等，進行保溫節能設計時應注意：與室外接觸的樓板通常有梁，如不對其作保溫，則需對其會否造成冷橋進行計算；立面設計的凸窗的窗頂、窗臺板應作保溫。

（2）遮陽設施。遮陽設施是窗、玻璃幕墻的配套設施，這對于調節日照、節省能源具有十分重要的作用，開窗面積越大，遮陽要求越高。遮陽方式分玻璃外遮陽和自遮陽兩種。外遮陽包括遮陽百葉窗、遮陽構件（挑板）等。與窗配套的百頁窗技術簡單，在歐洲被廣泛使用。玻璃自遮陽就是降低玻璃的透射率，例如鍍膜玻璃、著色玻璃。

4結束語

隨著能源的大量流失，節能也變成全國人民共同關注的話題。在民用建筑中，這一點是最能體現的。設計師們正在為民用住宅結構設計而努力，希望將整體設計與細節設計融合在一起，減少資源的浪費，將這項工作做到完善階段。科技的力量是無窮的，人類的智慧也是無窮的，只有在不斷的嘗試中，才能夠得到最滿意的答案。現代化科學的運用，讓節能設計的發展日益升華，逐漸步入正軌。相信在不久的將來，會有一份滿意的答卷展現在我們的眼前。

參考文獻：

[1]居住建筑節能標準宣貫教材[Z].中國計劃出版社，2001.