基于民用建筑中结构节能设计探究

摘要：随着全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑能耗迅速增长。我国每年新建房屋面积高达17-18亿平方米，超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和，其中每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不足1亿平方米，建筑耗能总量在中国能源消费总量中的份额已超过27%，逐渐接近三成。因此，实现建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。

关键词：民用建筑；建筑节能；节能设计

中图分类号：TU2文献标识码： A

引言

建筑的能耗问题主要体现在两方面：建筑围护结构的热传导和冷风渗透，其中以前者的消耗最为明显。民用建筑物围护结构的主要作用是防寒保暖，保护室内不收室外环境的干扰，形成舒适的生活环境。鉴于围护结构对能量的巨大消耗，对实现民用建筑物的节能来说，可以从墙体、门窗、屋顶地面等围护结构入手，优化围护结构设计，在实现保温隔热、透气通风等的同时，减少能量传导和散失，以获得最佳的节能效果。

在民用建筑中实现结构节能设计，可以有效缓解我国能源紧缺的矛盾，对提升居民生活品质、减少环境污染有非常重要意义。因此在民用建筑节能工作中，要统筹管理，综合建筑设计、材料选择、施工管理等各方面的力量，加强节能设计的实际应用，以降低我国民用建筑的能源消耗，为社会经济的可持续发展创造好的技术基础。

民用建筑规划阶段的节能设计

在民用建筑规划阶段,节能设计应慎重考虑建筑物的朝向、布局、体型、间距、绿化配置等因素对节能的影响。在朝向方面,从节能和热环境两方面考虑,建筑物应选择在向阳、避风的地段,避免东西向,以南北向或接近南北向为好,对争取日照有利。如果不能为南北向,将主要房间设在冬季朝阳和背风的方向,以减少围护结构散热量的影响。在建筑布局方面,应建立气候防护单元,形成优化微气候的良好界面。节能建筑的形态要求体形系数小(即建筑物外表面积与其所包围的面积之比),尽量减少建筑物的外表面积。建筑物平面形式应平整、简洁,外形应选用长条型,避免使用凹凸面过多、体型复杂的塔式建筑。在节能规划中,不宜采用点式住宅和单元式住宅错位拼接,以防止形成较长的外墙临空长度而不利于节能。同时,还应注意建筑间距与节能的关系,间距的确定首先要以能满足日照间距的要求为前提,使建筑南墙的太阳辐射面积在整个采暖季节中不因其他建筑的遮挡而减少。

民用建筑的结构节能设计

实现民用建筑的结构节能主要是实现围护结构的节能，在建筑设计时可以从以下几个方面考虑：

3.1 墙体节能设计

建筑围护结构的主体是墙体，一直以来我国都将实心黏土砖作为为墙体的主要材料，通过增加墙体的砌筑厚度来达到保温效果。然而这种建筑方法不仅对建筑能源和土地资源是严重的浪费，而且难以同时满足保温、隔热的要求。

因此在技能技术的基础上，应推广使用新型复合墙体技术。新型墙体的材料主要有混凝土、水泥等材料，有的可以根据具体需要掺加粉煤灰、炉渣等工业废料。新型墙体具有保温隔热、节能环保、提高建筑性能和扩大房屋使用面积等优点。其中以空心砖墙为主体的墙体，可有效降低容重，改善墙体的保温性能，而且空心砖比实心制品表现出了更优越的保温隔热功能。

3.2 门窗节能设计

门窗都是薄壁的轻质构体，由木板、玻璃等材料组成，保温隔热性能差，是耗能的薄弱环节。由于热量能够通过窗户实现双向流动，据统计，由普通单层玻璃窗消耗掉的能量约占建筑物降温及保温能耗的一半，所以改善门窗的绝热性能是民用建筑设计节能工作的重点之一。

首先，门窗缝隙空气流通的主要通道，也是能耗损失的通道之一。在节能设计中可选用气密窗、塑钢门窗以及新型外墙保温材料等。其次，为了提高窗户的遮阳性能，应避免在东西方向设计大的窗户。并根据空调设备的价格和制冷性能，冬季取暧费用等选择玻璃品种，选择中空玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃和吸热玻璃等达到节能效果。

此外，可以在窗户上加贴透明聚酯膜，增加其保温性和气密性，这也是实现窗户节能的措施之一。

3.3 屋顶节能设计

近年来的民用建筑特别是居住小区的开发建设中，多采用坡面屋顶。色彩不同、坡度不同的屋顶促进了建筑风格的多样化，既满足了居民的审美情趣需求，有表现出良好的保温隔热性能。而且坡面屋顶的耐热性、抗压性良好，可承受较大的温度变化和形变，有效提高了建筑物的抗震能力，有力保证了墙身的整体性。

另外据调查统计发现，在室内热环境相同的情况下，修建坡面屋顶所使用的能耗少于平面屋顶。因而在民用建筑设计中，应提倡推广坡面屋顶。

在屋顶节能设计中，还要考虑实际施工问题。屋顶保温层的材料要选用密度较小、导热系数较低的材料，减轻屋顶的重量和厚度。在气候湿润的地区，屋顶材料要选用吸水率低的保温材料，避免屋顶保温层因大量吸水而影响保温效果。如若必须选用吸水率较高的保温材料，屋顶上就需要设置排气孔，促进保温层内水分的挥发。

3.4 通风和空气调节系统的节能设计

空调系统目前已广泛的应用到各种建筑中，这造成空调的能源消耗量剧增，对环境的污染加剧。因此在民用建筑的通风节能设计和空调系统设计中，应结合建筑的地理位置、朝向、建筑群空间布局等因素，确定全年各季节的自然通风措施，提高自然通风效率，减少机械通风和空调运行时间。

同时空调室外机要合理设计摆放位置，确保空气的畅通性，避免进出风之间的气流短路。另外及时清扫室外机的换热器，减少对周围环境的污染。

其他节能设计措施

4.1环境辅助节能设计。

为实现居住环境的生态化、绿色化，可在建筑周围进行绿化作业。比如修建 花园、花坛或者开挖流水景观、人工湖等。利用植物和水体的天然调节作用，对周围的环境温度加以调节，减少空调的使用。既提高了居民的生活品质又能达到建筑节能。

4.2加大对自然资源和清洁能源的利用

充分利用清洁能源和可再生能源，如太阳能、地热、地道风、沼气等，做好废热余热的回收和再应用工作，可有效减少能源的消耗和生活废气的排放。特别是太阳能资源，可以在我国大部分地区推广应用。高层的民用建筑屋顶可以安装太阳能电池板，将太阳能产生的电力作为建筑自身的供电来源之一。农村地区可以利用沼气能、地热等发电、供热。

4.3 推广水资源的循环利用技术

国外在水资源的循环利用方面取得了很多成果，并进入实际应用阶段。我国目前可以将雨水加以收集、沉淀等一系列处理，实现清洁地板、浇灌花园绿地等应用。

4.4设计中加大再生材料、环保材料的使用比例

大力推广节能型建材，加大建筑中再生环保材料的使用。首先要将高新技术融入建筑设计中，深入研究节能设备，不断开发应用新型的节能设备，通过智能化的控制和推广，将节能技术成果应用到实际的工程中。

4.5提高工业固体废渣的利用率

在民用建筑的施工中，综合利用以工业固体废渣为原材料的混凝土骨料、筑路材料、砖瓦砌块、陶瓷、耐火材料等材料。其中最具代表性的是粉煤灰混凝土，与传统的粘土砖块相比，利用粉煤灰生产的加气混凝土砌块具有砖块重量更轻，保温隔热效果更好的优点，目前已广泛的用于围护结构的墙体填充。

结束语

总之，民用建筑节能问题是一个综合性问题，涉及到建筑所处地理环境、人文环境、用地规划、建筑设计等多种因素。要完成民用建筑的节能减排工作，做好民用建筑的结构节能设计工作需要各专业的通力合作。而作为设计人员，更应该从设计源头出发，尽可能从各个角度将节能思想融入设计理念。

参考文献

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[2]杨宇.民用建筑中结构节能设计探讨[J].城市建设理论研究.2013，（4）.