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论建筑节能设计中结构节能设计探讨

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：阳文广

[导读] 摘要：在当下城市建筑工程中，节能已经成为我国城市建筑不得不面对的巨大问题，文章笔者结合自身工作经验，对建筑设计中的节能建筑设计进行了阐述，以及建筑结构节能设计进行了探讨。

        桂林市建筑设计研究院广西桂林 541000
        摘要：在当下城市建筑工程中，节能已经成为我国城市建筑不得不面对的巨大问题，文章笔者结合自身工作经验，对建筑设计中的节能建筑设计进行了阐述，以及建筑结构节能设计进行了探讨。
        关键词：建筑设计；节能；研究
        建筑节能是一件关系到国计民生的大事，因此节约建筑用能已经成为建筑设计中的重中之重。建筑节能不仅是发展国民经济的需要，而且是改善广大人民的建筑热环境的需要。经济的发展依赖于能源的发展，尤其是近几年来，能源短缺已成为制约我国经济的发展的一个根本性因素。我们要想进一步发展国民经济，就必须重视建筑节能。我们只有抓紧建筑节能，遏制建筑用能浪费，做好建筑节能工作，才能实现国民经济的可持续发展。
        一、目前我国建筑节能设计的发展状况
        我国建筑节能工作与发达国家相比起步较晚，目前我国的建筑能源浪费现象仍十分严重，而随着我国城市化规模的不断扩大，高层高档建筑的数量不断的增多，建筑设计耗能所带来的能源消耗占总能源消耗量的比例仍然在不断增长，这样使建筑用电与电力供应不足之间的矛盾变得日益突出。建筑行业带来的耗能已经影响我国经济的快速发展，同时也加剧了我国能源紧缺局面的恶化。因此，我们必须在建筑设计中采取一些有效的节能措施，提高能源资源的利用效率，将建筑耗能量尽可能的得到有效的降低。
        二、建筑设计中节能建筑设计
        1、充分利用通风性能以及热工环境进行节能设计
        在进行建筑设计时，应当充分考虑建筑的朝向、采光等问题的选择。这就要求设计人员严格遵守国家政策，并且充分考虑建筑的节能效果，尤其对建筑的通风性能以及热工环境等因素的考虑，再结合建筑环境的不同气候条件，选择层数不同的建筑构件与材料，进行建筑设计。此外，对于南向窗户，应当选择合适层数，并采取有效保温措施，减少热量的损失，并且适当增加窗户面积，充分利用太阳辐射热;而对其他朝向的窗户，应适当的减少开窗面积，以降低热能损耗。
        2、改善建筑结构与性能
        我们在设计建筑时，应当尽可能的使用环保的可循环再生建筑材料，这样不仅可以节约能源以及资源，而且可以有效的降低对环境产生的污染，避免对自然环境的破坏。此外，环保材料易于回收，可以循环利用，可以避免建筑材料的废弃，从而实现对环境污染最小化。我们可以利用外墙保温构造、屋面保温隔热技术、热桥阻断技术、地下室外墙及地面保温技术、高效节能外窗以及幕墙系统，进一步改善建筑外围护结构，提高建筑结构的保温性能，从而降低建筑能源损耗。
        3、选用可持续利用能源和其他可替代性能源
        在进行建筑设计时，应当选用可持续利用能源和其他可替代性能源。可再生的能源主要包括水力能、风能、太阳能、生物能、潮汐能、浅层土壤热能、地表水体热能等，利用这些可再生能源的能源代替即将枯竭的能源，实现能源的可持续利用。
        4、将新科技运用到节能建筑中
        现阶段的节能建筑我们做的还不到位，我们还需要将新科技运用到节能建筑中，利用国外的新技术、新产品、新工艺、新材料及先进适用成套技术，不断提高我国的建筑节能的水平，例如可以利用太阳能光伏发电技术，以及风能发电技术，利用这些新技术不仅能够满足了室内的全部供电需求，还能实现室内发电以及室内温度的调控，从而保证室内环境舒适的要求。

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此外，还可以利用洁具同层后排水技术、浮筑楼板技术、双层架空地面系统、中水处理及回用系统、智能楼宇自控系统等最新技术，提高建筑室内的舒适度。
        三、建筑结构的节能设计
        1、新型墙体材料与复合墙体围护结构设计
        墙体是外围护结构的主体，在进行经济性、可行性分析的前提下，采用新型墙体材料与复合墙体围护结构。可以在墙体内外侧设保温隔热的新材料。采用保温性能好、蓄热能力及强度较低的加气混凝土砌块墙体。也可以采用内保温复合墙体、外保温复合墙体、夹心复合墙体等复合墙体。使用环保、节能型建筑材料，可有效减少通过围护结构的传热，从而减少各主要社保的容量，达到显著的节能效果。外墙外保温是在主体墙结构外侧在粘接材料的作用下，固定一层保温材料，并在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆。随着建筑节能技术的不断完善和发展，外墙外保温技术逐渐成为建筑保温节能形式的主流。目前的外墙外保温材料主要有EPS保温板，这在国外已经有 50 年的经验使用板厚 30~60mm，即可使外墙传热系数降到0.5~0.8W/m2K。对垂直墙面可采用外廓、阳台、挑檐阳等遮阳设施和浅色墙面、反射幕墙、植物覆盖绿化等隔离太阳辐射热。
        2、门窗的节能技术
        建筑物的外门和外窗是冬季冷风侵入、夏季阳光射入的主要通道，门窗是外维护结构节能的重点。门窗是建筑能耗失散的最薄弱部位，面积约占建筑外维护结构面积的 30%，其能耗约占建筑总能耗的2/3，普通玻璃的外窗，其传热系数是普通外墙的 3 倍以上，对外窗的保温和遮阳是决定建筑主体节能成功与否的关键。将开窗率控制在适当的水平，并尽量避免在东、西向开窗，是节能设计中应遵循的原则，节能标准中对每个方向的开窗率作了严格的规定。Low-E 低辐射中空玻璃是现阶段兼有隔热、保温、遮阳效果的玻璃，综合遮阳系数为0.3~0.6，热反射镀膜中空玻璃效果次之。开窗率适当、遮阳良好的建筑是节能的佳作。在外窗采取外遮阳，可以满足节能 50%以上的要求。门窗的遮阳设施可选用特种玻璃、双层玻璃、窗帘或遮阳板等。退凹式开窗设计既美观又兼具遮阳效果，设置窗帘、遮阳板等也可以提高遮阳效果，减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内。同时，在保证日照、采光、通风、观景条件下，尽量减少外门窗门口的面积。
        3、屋顶的节能技术措施
        受阳光照射的建筑物屋顶，表面温度比其他围护结构高得多，水泥化建材吸收大量的太阳辐射热，在夏季的阳光下，混凝土平台的温度可比气温高8摄氏度。如夏天里，草坪温度32摄氏度，水泥底面可达到57摄氏度。在夏季，长江以南地区用沥青材料的平屋顶表面温度可达到 60~70 摄氏度，对室内温度影响很大，顶层住房冬冷夏热现象十分明显。隔热太阳辐射热，减少阳光直射，对屋顶可采用架空屋面，在顶屋设置通风隔热层或将顶层作为设备间等，形成 2 次隔热，减少屋面温度的影响；在炎热地区的屋面还可采用倒置式、绿化、蓄水、浅色坡屋面、种植屋面等来起到节能的作用。所谓倒置式屋面，就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒，把保温层放在防水层的上面。对屋面进行绿色覆盖，即可遮阳，又能隔热，而且通过光合作用，可消耗或转化部分能量，也起到美化环境作用。
        四、结束语
        综上所述，建筑节能技术在我国是一项重要技术，有着广泛的应用前景，实施节能建筑设计在建筑设计过程中发挥着举足轻重的作用。因此，在建筑设计过程中，设计工作者一定要从建筑结构设计、建筑材料等多方面开展节能设计工作，合理利用各种能源，广泛推广和应用建筑节能成果，实现建筑节能的标准化和专业化，始终贯彻建筑节能策略和科学发展观，杜绝建筑浪费能源现象的发生，减少环境污染，提高人们的生活质量，进而降低建筑能耗，节约能源，促进建筑产业的向前发展，有效实施可持续发展战略。
        参考文献
        [1]邓伟明.对建筑设计中节能建筑设计的分析[J].科学与财富,2019
        [2]陈瑛.建筑设计中节能建筑设计分析[J].建材与装饰,2018