民用建筑結構節能設計的討探

陳靜媛

摘 要：近幾年來，節能已成為全世界關注的熱點，為了實現我國可持續發展戰略，建筑節能勢在必行。本文主要從墻體、門窗、屋頂及其它圍護結構等方面，探討了民用建筑設計的節能技術，以期望對建筑設計師能有所借鑒。

關鍵詞：民用建筑；圍護結構；節能設計

引言

近年來，隨著全球環境污染和空氣惡化問題的加劇以及人類對于可持續發展問題認識的深入，建筑節能研究已從減少能量消耗，轉向積極地提高能源效率以及建筑物對環境綜合效益的關注[1]。在民用建筑設計中，如何更好地利用自然能源，提高民用建筑中的能源利用效率，是建筑師必須考慮的問題。

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。

1.建筑規劃的節能設計

1.1建筑規劃階段的節能設計

在建筑規劃階段，建筑的節能設計應慎重考慮建筑物的朝向、間距、體型、體量、綠化配置等因素對節能的影響，以利于改善熱環境。在建筑的平面布局方面，朝向的選擇特別重要。冬季應有適量的陽光射人室內，以避免冷風吹襲；夏季則應盡量減少太陽對室內及外墻面的直射，并具備良好的通風。因此，從節能和熱環境兩方面考慮，建筑物應避免東西向，以南北向或接近南北向為好。若不能都為南北向，應將主要房間設在冬季背風和朝陽的部位，以減少圍護結構散熱量的影響。同時，還應注意建筑間距與節能的關系，使建筑南墻的太陽輻射面積在整個采暖季節中不因其他建筑的遮擋而減少。

1.2建筑設計階段的節能設計

（1）在建筑設計中，應減少建筑物的外表面積，適當控制建筑物外表面積與其所包圍的面積之比（即建筑體型系數），以減少建筑面的寬度，加大進深或增加組合體。

（2） 建筑外形應選用長條型，避免使用體型復雜、凹凸面過多的塔式住宅。

（3）應重視造型規整，如住宅應盡量采用多單元的"一"字型，特別是采暖住宅建設應增加層數，避免建造單元少特別是點式平面的低層住宅。

2、建筑平面布置的節能設計

在我國冬冷夏熱地區住宅的總體規劃和單體設計中，充分利用天然能源，改善住宅室內的熱環境，是最基本的節能措施。

根據各部位功能的不同，建筑設計人員將住宅室內為休息區、起居活動區及廚衛服務區3大部分。住宅中的臥室是休息區，主要供睡眠、休息、存放衣物，休息區要求輕松寧靜，通風采光，在保證窗戶的氣密性和隔熱性要求下，臥室的朝向并不影響建筑的節能設計。

3、民用建筑結構節能的主要措施

建筑物的能耗是由其圍護結構的熱傳導和冷風滲透兩方面造成的。試驗表明，住宅圍護結構的耗熱量，占建筑采暖熱耗的1/3以上。為了降低能耗，應從單項如墻、頂、門、窗等圍護結構著手，重視其熱工特性，找出其經濟熱阻，同時還必須考慮其圍護結構的"吸熱性"和"熱容性"指標。

3.1建筑外墻節能設計的重要性

墻體的耗熱量要占建筑采暖熱耗的30%以上。因此，改善墻體的傳熱耗熱量將明顯提高建筑的節能效果。其措施有：

1） 改善砌體的保溫隔熱性能

在材料選擇時，采用新型節能磚，如多孔黏土空心磚、加氣混凝土砌塊、混凝土空心砌塊等類型的材料，使其集承重和保溫隔熱于一體；也可利用當地出產的浮石、火山渣及其他輕骨料或工業廢料生產多排孔輕質砌塊，用保溫砂漿砌筑，有節能、節地效果。

2）對墻體采取保溫隔熱措施

即采用外墻外保溫技術和外墻內保溫技術，構成復合墻體。目前，外墻外保溫技術應用比較廣，它不但解決了外墻熱橋的問題，而且具有增加室內使用面積，方便室內二次裝修等優點，目前使用較成熟的幾種外墻外保溫方案有：外貼聚苯板保溫、外貼硬質聚氨酯泡沫保溫、膠粉聚苯顆粒保溫漿料、夾心聚苯板外墻保溫、鋼絲網架巖棉夾心板外復合保溫等。外墻內保溫有飾面聚苯板內保溫復合外墻和紙面石膏板內保溫復合外墻。

3.2門窗節能措施

門窗是薄壁輕質構建，通過門窗傳熱和其縫隙空氣滲透的耗熱量約占整個住宅建筑耗熱量的50%，因為，外門窗是住宅建筑節能的重點。門窗縫隙是冷風滲透的主要通道，為了減少能耗，可選用氣密窗、中空玻璃、塑鋼門窗、密閉保溫性能好的防盜門、新型外墻保溫材料來達到節能效果。

在選用玻璃品種時，應根據采暖費用、空調設備的價格和制冷的比較來選擇合適的玻璃品種，并從各種玻璃的太陽能阻隔特性和導熱性、等方面去比較其節能效果，選擇熱反射玻璃、吸熱玻璃、中空玻璃和低輻射玻璃等，以提高玻璃的氣密水平。窗框材料對中空玻璃的性能影響較大，近年來，單框雙玻彩板鋼窗、聚氯乙烯塑料門窗和鋁合金窗，以其良好的保溫性和氣密性，得到了較為廣泛的應用。另外，窗戶上加貼透明聚酯膜，也是節能措施之一。

鑒于提高門、窗的熱工性能成本高，在圍護結構的節能設計中不能單純依靠提高門、窗的熱工性能指標，還必須區別不同朝向，盡量避免東西向開大窗，以提高窗戶的遮陽性能?？刂拼?、墻的比例，更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等各種需求，協調好外觀美化和節能之間的關系，通過加大外窗面積，改善自然采光等優化圍護結構設計，使得冷風滲透減小，將能量散失減少到最小。通過逐步優化圍護結構設計，可達到最佳節能效果。

3.3屋頂節能措施

近年來，在城市建設和居住小區開發中，坡面屋頂發展較快。運用各種不同色彩、不同坡度的屋頂形成了建筑風格多樣化，一方面，不僅滿足了人們不斷提高的審美情趣需求，另一方面，坡面屋頂有良好的保溫隔熱性能，又能避免因溫度變化過大，導致屋面結構產生較大變形引起的頂層墻體開裂，提高了建筑物的抗震能力，從而保證了墻身的整體性。

3.4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、窗臺板板應作保溫。

（2）玻璃幕墻。玻璃幕墻是建筑外觀設計重要的創作手段。它有高耗能的缺點。節能設計規范對玻璃幕墻高隔熱節能性能有嚴格規定，會大大增加玻璃幕墻的造價，應淘汰低檔產品，避免玻璃幕墻的濫用。玻璃幕墻分為不透明和透明兩種，對不透明部分，可以在幕墻和建筑構件之間設保溫材料，類似于外保溫。對透明部分，節能措施可以采用Low-E玻璃、中空玻璃、斷熱金屬型材等。

4、結束語

總之，是每個建筑工程師可以做到，并且應該做到的工作。要想真正設計出真正環保節能、健康、舒適的高品質住宅，還需要人們巨大的實踐和不斷的優化設計，以及更多投入和更多的科學研究。

參考文獻

[1] 朱福成. 淺談民用建筑中結構節能設計[J]. 才智. 2011（29）

[2] 王利輝，翟榮兵，馬文濤. 民用建筑中結構節能設計探討[J]. 現代商貿工業. 2009（15）

[3]宗小平.現代住宅建筑中的節能設計研究[J].福建建材，2007.03