探究房屋建筑结构设计的节能设计

摘 要: 随着国家能源的逐渐减少，房屋建筑节能的结构与设计的良好发展对于合理利用资源，提高社会资源利用率以及带动国家与地方建筑节能事业的发展，促进社会建筑节能技术的进步都具有重要意义。

关键词:建筑结构;结构设计;节能

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

1 建筑结构设计节能方面的发展现状

就目前中国的建筑业发展现状，与许多发达国家有一定差距。看到国外先进的建筑节能理念、技术、设计、建材等，它向我们展示了凭借科学设计和高科技创造出来的节能环保的新型建筑，这也是中国建筑业的发展目标和趋势。但，中国在建筑结构设计上能否做到节能环保工作还存在很多问题。

a） 在结构设计时忽视节能环保。在建筑节能方面，建筑室外环境和自然通风很重要。但是，就事实来看，在建筑结构设计时过多的是重视建筑的实用面积、结构安全、美观时尚，而忽视建筑的性能、品质和环保方面。最后，只有在施工图审查中才受到重视，但也只是根据建筑节能设计规范进行草草地计算和设计调整。因为建筑的设计方案已确定，只能在材料和设备选型等方面进行微调，效果差强人意，而且往往造价高昂，实现起来很困难；

b） 节能技术和传统措施利用不当。在目前的节能设计中，传统的、有效的节能措施例如自然通风、建筑遮阳等未被广泛采用，而是片面地强调节能的高科技，不重视低成本的节能技术应用，造成节能昂贵的印象。而且，昂贵的设计在将来的施工中很可能被改变，使得最后建筑达不到建筑节能设计标准。总之，盲目地追求技术和速度，在节能的高科技和传统的节能措施上没有权衡利弊；

c） 忽视建材应用的科学性。建材作为建筑的重要组成部分，建材是整个房屋建筑的“骨骼”。企业在经济利益的驱使下，在结构设计中应用的传统金属材质的管道，易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢，不仅损耗大，还易产生二次污染。在房屋设计时，护墙体消耗能量最大建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一，追求建筑形体的多变，而忽视建材消耗量的大小。这也是不重视建筑节能的又一方面；

d） 缺乏先进的建筑节能理念和技术。在中国建筑行业设计师发展中，很多建筑师不太懂节能技术，更不能很好地把节能技术应用到建筑当中。只是设计时套用标准图是不够的，不能针对不同建筑不同环境不同条件因地制宜，是建筑结构设计无法做到节能环保的重点。同时，大多数的建筑设计师缺乏相应的节能理念和节能意识，过多地追求建筑的独特性而忽视节能的功能，最终导致舍本逐末的结果。

2 房屋建筑的结构形式

我国房屋建筑结构形式主要包括三种。一是砖混结构形式，是指由粘土砖做承重墙，并配有钢筋混凝土楼板、圈梁、构造柱等共同组成房屋结构的一种形式。这种结构的特点比较突出主要是由粘土实心砖墙做承重构件，然而圈梁和构造柱并不承重，只起到抗震作用，在强震来袭的时候可以给人足够逃生的余地。二是钢结构形式，是指全部由型钢梁，柱构成主架的一种结构表现形式，这种结构形式轻质而且高强，适用于多层高层建筑使用。而且这种钢结构比较具有韧性，这种结构抗震性极大地提高了，因而钢结构会在一些比较特殊的需求建筑中才会应用。三是钢筋混凝土结构形式，这种结构形式极大提高了房屋整体稳定性以及房屋建筑的承受程度。砖混结构、钢结构、钢筋混凝土结构三种形式的房屋建筑结构形式构成了我国房屋建筑的主要形式，它们都在不同的建筑方面发挥着不同的特性与作用。可以说钢筋混凝土结构比砖混结构和钢结构具有更强大坚固的结构，但是出于成本以及经济的考虑一般多用钢结构与砖混结构等形式，钢结构往往用于超高层或者更具抗震要求的建筑而砖混结构则用于低层或者多层建筑当中。

3 建筑结构设计在节能环保方面的措施

近年来，随着国家节能环保意识的增强和能源短缺的压力，“节能建筑”、“绿色建筑”成为当前受关注的话题。建筑节能就是最大限度地节约能源，并提升人们的生活品质。这是中国建筑业未来的发展方向。针对建筑节能的问题，笔者将从建筑结构设计的节能环保原则方面阐述如何提高建筑结构设计的节能环保作用。

建筑结构设计的节能环保原则，（1）建筑设计时要达到资源利用效率的最大化。其中的资源包括能源、水、土地等各种建材等，把选材、运输等各个方面都要考虑进去，高效率地利用，尽可能地节约能源；（2） 建筑设计要做到尽可能较小地影响环境。防止建筑对土壤、水、空气的污染。坚持“以人为本”，重视生态环境，将建筑结构设计与生态环境融为一体。

a） 从建筑整体与外部环境看，建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得1 个良好的外部微气候环境，达到节能的目的。合理的选址，根据当地的水文、地质条件，改善微气候环境，例如建筑周围的绿化，人造的自然湖水等，这样既能净化空气，降低噪音，又能防风固沙，保护环境。合理的外部环境设计、合理的规划和体型设计。充分考虑自然环境与设计的结合，利用自然的资源来完善和提升整个建筑水平。合理的建筑结构，包括对于建筑体型、建筑组合、建筑朝向等方面。针对不同地域设计不同结构的建筑，在考虑节能、环保、成本、历史文化、城市规划等多种因素中找到最合理的方案，就是建筑结构设计追求的目标；

b） 从建筑内部的结构设计看，主要分为以下几大方面：（1） 屋顶的节能设计，可以采取坡度屋顶，加强屋面保温措施，根据需要，设计保温隔热屋面等。这些都是建筑结构设计上能够做到节能环保的措施；（2） 护墙体的节能设计，墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外，还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上。在一些建筑两侧设阳台开口，开口两侧外墙上布置两片挡风墙，使两通风墙形成喇叭状的口袋，将风捕捉到阳台内，能够有效地控制室内通风；（3） 门窗的节能设计，门窗是冷热扩散的主要通道，据统计中国高能耗建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此，必须研究门窗设计的合理性，既不会浪费资源又不会影响采光，解决好门窗节能的问题相当重要；

c） 从建筑结构设计中材料的选用看，合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的1 个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。（1） 随着科技的发展，大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去，更好地起到节能效果。如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用，达到了更好的保温防潮效果；（2） 充分利用当地的资源，减少建材的运输，这也是节能环保的一个途径；

d） 从建筑结构设计理念看，我们不得不承认中国的建筑业与国外相比有很大的差距，尤其在建筑结构的人性化、节能环保等方面。因此，学习先进的建筑节能理念和技术，不能按部就班地进行设计，国际的交流有利于我们更快地提升中国的建筑水平。当然，对于建筑节能新理念的学习，在引进学习国外先进节能理念的同时，也不能忘记中国传统建筑理念，将国外先进的建筑结构设计理念和技术，与中国传统的建筑模式和特色相结合，形成能够代表中国的建筑风格。

4 房屋建筑中节能结构与设计的未来展望

房屋建筑节能的结构与设计对于建筑行业具有重大的经济效益和社会效益，面对国家能源的日益紧张，应该对建筑行业的节能结构与设计给予充分的重视。首先是在节能结构设计方面应该积极采用节能建筑材料、新型节能墙体以及屋面的保温隔热技术等，加大新能源以及可再生能源在房屋建筑节能中的应用，进一步推进新技术新产品在建筑行业中的发展；其次是在房屋节能设计应用规范方面，应该加强房屋节能标准化设计工作，严格实行房屋建筑的节能设计结构，要把房屋建筑节能结构与设计作为工作的首要工作目标；最后实在房屋建筑节能设计使用方面，要提高各种节能设备的使用效率，以达到更好的节能目的。

5 结语

总之，在当前资源消耗和浪费严重的情况下，建筑节能是中国必须长期坚持的一项政策。在建筑结构设计中，总结出在设计中应从规划、设计、构造等方面充分合理利用当地的自然资源，权衡各方面的因素，寻求人、建筑、环境与经济、节能之间的完美融合。在学习先进理念的同时，不忘中国传统建筑风格，二者的结合才是建筑业追求的目标。因此，坚持建筑结构设计的节能环保，有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用，和实现经济社会的可持续发展；有利于长远地保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。