綠色節能理念建筑結構設計探討

李明明

（重慶市江津區建筑勘察設計院，重慶 402260）

0 引言

在建筑物實際施工的過程中，一定要把太陽能、環境氣候條件等外在因素綜合考慮，在對自然界的多方因素進行綜合考慮同時，也要把握能源利用規律，盡可能降低不必要的能耗。設計環節必須要考慮到綠色節能的要求，將綠色建筑設計的要點和難點納入綜合考慮的范疇予以重點關注和籌劃。結合國家相應政策的要求，貫徹落實節能環保理念，做到“金山銀山”和“綠水青山”兩頭抓，提升經濟效益的同時落實好環境保護工作。通過綠色節能設計規劃的實施，不僅能夠合理規劃環境工作，還能很好的改善目前和今后相應地區的環境狀況，提升人們的滿足感。建筑設計工作過程中，節能降損是保護環境工作的重點和關鍵，盡可能降低不必要的能源損耗，對必須使用的資源要合理充分利用，以降低環境負載，延長建筑物的使用壽命。從長遠的角度來進一步促進節能減排的政策落地，促進國家建筑行業的可持續發展。值得注意的是，這一過程中還需要考量群眾的身心健康與接受程度。

1 建筑能耗特點

（1）人員容納量大，承載的信息量豐富。需要注意的是，和低層與多層的建筑物相比，建筑有著一定優點，就是所容納人數量是比較多且信息量比較大。需注意的是，建筑物會運用到電梯、中央空調等耗電量大且占用公共空間的設備，因此必須對這部分設施的安置進行合理規劃，達到最佳節能和盡可能少占用公共資源的目的，這一目的的實現需要多方能源的支撐與協調。

（2）照明需求能耗較高。

（3）對建筑來說，受照明裝置多、人口密度大的影響，對于內源發熱量的需求和要求較高。

2 建筑結構設計的綠色節能設計過程中可能存在的不足

2.1 自然采光運用效率較低

因為基地環境是不一樣的，不同建筑的構造也千差萬別。此外，為了使不同的需求獲得滿足，通常會涵蓋圓形和方形的設計構造，這種造型的長度與寬度差異較小，且圍繞核心筒進行布施。設計過程中需要對建筑的進深尺寸有一定的掌握，至多不能超過20m。若進深距離增加，照度會減小[1]。

2.2 室內通風設計有待提升，組織設計較差

對早期多層與低層建筑來說，其關鍵在于搭建板型平面同時經由各廊道來實現自然通風。但是對現代化建筑來說，其通常會存在較大進深結構，因此對于房間來說其自然空氣流通存在一定難度。此外外墻不夠開闊也是自然通風存在問題的關鍵。此時需要進行通風處理的話需要將專門的制冷或循環通風設備打開，但該設備的開啟又在一定程度上增加了能源的耗損。

2.3 圍護構造保溫隔熱性能不足

對建筑物來說，主要涉及屋面、地面以及外墻等圍護設施。對于建筑構造而言，橫向面積相較于豎向表面積要小很多。因此，通常要求結合保溫隔熱的性能作為脊柱，對圍護結構的保溫和隔熱性能進行衡量。

3 建筑結構進行綠色節能設計的要點

3.1 建筑規劃布局的方案

3.1.1 朝向問題

必須要保證房間具有良好的通風，盡量使得太陽的輻射減少，從而盡可能避免暴風雨侵襲的問題發生。

3.1.2 建筑群布局的間距問題

通過風向投射角來對建筑物的間距進行測定。除此之外，還要考慮不同建筑相互間的布置。若僅考慮通風效果，周邊式的布局方式為最佳通風布局。

3.1.3 建筑體形策略

相對來說，生態式的形體構造對于建筑物來說其節能效果最優。建筑體的體型指數與能耗之間存在一定聯系，同比增大或減小。以體型系數為例，球體相較于圓柱體較小，而方柱體則是體型指數最大的。

此外，建筑空間的設計與實施需要進行合理的布局與組合。在進行生態設計的過程中，要考慮設計的經濟性，同時還要確保具有較高的舒適度。一般情況下，南北朝向的布局較為常見，其自然通風與采光的效果均較佳。

3.2 LED 節能體系的運用

在對建筑體進行相關設計的過程中，采光方面的需求與性能需要給予一定關注。為了能夠讓在照明的同時實現節能降損，通常采用LED 節能系統。已有相關研究驗證，在照明過程中采用LED 節能系統能夠有效節省電能，這十分契合國家政策對于節能減排方面的要求，切實落實低碳建筑的相關要求。

3.3 反光板體系

反光板體系是指通過使用反光板來減少室內不必要的照明，借助顏色較淺的頂棚來進行太陽光反射，進一步提升太陽光能的利用，有效降低能耗。反光板可以滿足建筑體對于照明方面的需求，充分利用新型可持續能源，達到照明的目的。此設計理念與節能和低碳的生活理念完全契合。

3.4 建筑維護構造節能設計

3.4.1 智能型的雙層幕墻

目前建筑體的幕墻骨架結構的研究已經取得了較大突破，且和玻璃溫室的需求相適應。現階段雙層幕墻的設計理念與節能低碳的要求也是相吻合的，并且已經在建筑物的圍護構造中廣泛使用。經過對于建筑空間實施合理科學布設能夠對于應用者產生較為舒適感覺[2]。在進行建筑設計的過程中，若對雙層智能化幕墻構造與中空式玻璃墻進行合理的綜合使用，結合先進的科學技術和設計理念，能夠進一步節約能源，實現節能減排的要求。

3.4.2 墻體保溫工藝和外墻復合體系

墻體保溫工藝的發展方面目前也取得了很大的突破，在建筑設計中也有了廣泛的應用。經實踐證明，保溫工藝在實際節能需求方面能夠發揮很大的作用。較為常見的保溫工藝是指將有機和無機材料進行復合，將其鑄造成墻體，由這類材料鑄造的墻體不僅具有優異的承重性且在隔音方面也表現出一定優勢，但這類材料更關注的是對房間內的保溫效果。此外，由輕集料制作的混凝土空心磚也能對建筑物實現節能與保溫[3]。通過使用此類綠色節能技術與工藝，一方面能夠對建筑物進行高效的改觀，同時還能夠凈化環境，最后使得節能減排得到實現。

3.5 自然通風的設計體系

在進行建筑體設計的過程中，必須要對通風體系有整體且科學的合理規劃。自然通風構造的實現需要在一定的風場規律和建筑環境基礎上才能進行。對建筑來說，如果想要借助自然通風的工藝來實現對空間布局的利用最大化，那么對于朝向的設計與布置就需要進行提前合理的規劃，提前規劃好平面設計，綜合考量實地的光照條件和風向規律。在對建筑空間進行布局與規劃的過程中，需秉承著敞開準則，也就是說，借助大面積的玻璃窗戶來為房間和戶內提供足夠的光照與通風條件，采用這一措施就需要將空調進行改進，如適當調低，進而實現節能減排的要求。對建筑物來說，風壓立面的情況還需要進行特殊考慮，所以要求安裝中懸窗和平開窗，對于面積也有一定要求，必須達到一定標準，通常要求不能少于外窗開啟面積的30%。

3.6 屋面結構設計

對于整個房屋建筑工程中的外墻與屋面等結構和外界直接進行接觸的面積較大。以屋面結構為例，尾面在一天中能夠受到陽光照射的時間較長，因此結構實際上也是內部能源損耗的一個重要結構。這也提示設計屋面結構的過程中要盡可能采取綠色節能設計的理念，最大限度降低能源損耗和不必要的建材浪費，這也能夠在一定程度上提高房屋的保溫隔熱性能。建筑屋面施工材料的宣傳要求方面，通常建議盡可能地選用防水、防火、以及保溫性能高的材料，從而使屋面能夠在實現保溫隔熱的需求之外還具有較高的安全性能。此外，在屋面處還可以進行相應的遮擋或者施以相應的綠化工程，這樣能夠直接且有效的緩沖陽光直射房間帶來的溫度變化。但需要注意的是，進行綠化設計改造時要注意進行防水設計處理，以防產生滲漏問題。

3.7 門窗設計

門窗對于任何建筑物來說均是不可或缺的部分，因此門窗設計在整個建筑物的結構設計中也是必不可少的重要構成部分。若能夠合理的運用綠色節能的結構設計來對門窗設計進行規劃，那么必然會有效的降低能源損耗，對能源結構進行良好的調整。在實際設計的過程中，運用到的技術主要有以下3 點：①建筑物的門窗設計應該合理，設計者需要綜合考慮門窗周圍的環境以及當地門窗設計的特點，對門窗的風格、朝向等問題進行合理規劃與設計，總體要求是既要能夠讓門窗的設計和位置盡可能充分的利用自然資源，也要保證對于通風和采光方面的需求，以此來實現建筑物綠色節能環保的要求。②對于門窗材料的選擇，可以購買新型的節能材質，通過采用優質的材質設計門窗，能夠有效延長其使用期限，同時最大程度地保證門窗的隔音隔熱效果。③可以采用整體安裝的方式來改善連接的密封性。有關施工人員也要使用密封條來對門窗和墻壁進行改良，確保門窗和墻壁能夠有效蜜蜂，進而保障門窗的密封性。

4 結語

隨著社會經濟的高速發展，人們物質生活得到了大幅提升，國家和人民對房屋各方面的要求也有了進一步提升。此外，隨著保護環境等相關政策的頒布與實施，人們越來越認識到綠色可循環發展對人類自身長久發展的重要性和必要性。因此，在房屋建設活動中，充分發揮綠色節能的功效，強化節能減排理念的實施，不僅對企業自身發展能夠有巨大的提升作用，同時對于整個社會來說也能夠實現節約資源的目標，提高社會能源利用率，為今后可持續發展的綠色生活奠定基礎。所以具體實踐進程當中不斷對經驗進行總結，對日后建筑節能環保設計供給行動指南。