刍议房屋建筑的节能结构与设计要点

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摘要：随着我国经济建设以及社会进步发展，房屋建筑的节能性已经提上日程。本文首先从外窗设计以及屋面设计和墙体设计等几个角度分析了建筑节能结构设计，最后分析了建筑节能结构设计的趋势。对于建筑节能性来说，提高节能意识同样也是一个十分重要的部分。

关键词：房屋建筑；节能结构；设计要点

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

随着我国城市现代化的快速进行，近些年我国每年建成的房屋面积都高达数十亿平方米，已经超过了发达国家每年新建建筑面积的总合。从消耗的角度来看，建筑物的耗能过程较为复杂并且影响因素多样。随着节能观念的兴起以及我国可持续发展纲要的深入实施，对于房屋建筑来说节能结构已经成为不可避免的时代趋势。对于我国的建筑节能设计来说主要是以设计标准的形式得以展开，主要针对对象是居住建筑，主要的研究内容是用于围护结构的热工设计以及对空调系统的优化设计。但是因为目前我国节能建筑的施工与设计相分离并且缺乏系统优化观点，所以仍然较为被动。目前国外节能建筑的优化设计其研究重点主要集中在两个方面：第一是促进各种模拟软件在建筑设计中的运用，第二就是利用计算机软件来实现建筑节能的优化设计。

一、从外窗设计看建筑节能结构设计

在很多较为炎热的地区，外窗设计中的节能设计关键就在于提高窗户的遮阳效果来控制辐射传热。所以在设计过程中尽可能的选择一些遮阳系数较小的外窗来起到减少热辐射能进入室内的数量。这样对于减少建筑的制冷能耗水平来说具有重要意义。

其次就是需要重视窗墙比，同时还需要保证门窗的开启面积。通常来说住宅建筑的外窗，其面积不要过大。根据技术规范来看各个朝向的窗墙比都需要进行合理的控制，其中朝北的不可以超过0.45，东向和西向的不可以超过0.3，南向的不可以超过0.5。在对开窗进行设计的时候需要注意，门窗的开启也需要满足设计和技术要求。笔者调研中发现很多设计师为了立面的效果而忽视对于门窗的开启设计，就导致节能效果受到影响。

其次就是外窗类型的选择上。在选择外窗时遮阳系数是一个重要的参考指标，应该尽可能的选择一些遮阳系数较低的产品。比较常见的门窗类型有铝合金以及塑钢门窗等。门框材料对于节能来说产生的影响较小。在外窗的设计中最好选择玻璃，玻璃按其性能可以分为透明玻璃以及吸热玻璃和低辐射玻璃等，也可以制作成中空的玻璃。外窗玻璃的选择对于节能来说有重要的影响，普通玻璃经济性较好但是节能性稍差。

第三个部分就是遮阳设计。在对立面进行设计的时候需要设计一些水平或者垂直的遮阳板，或者使用其他的遮阳措施，同时选择一些较好的遮阳门窗，既可以起到丰富立面造型的作用，又可以达到良好的节能效果。

第四就是针对门窗气密性的设计。在进行门窗安装过程中，各个部件之间会存在一个装配的间隙，这就会出现室内外空气的交换。在满足室内空气卫生条件之下，通过门窗进行渗透空气很可能导致能耗增加。所以在门窗气密性设计中尤其要做好缝隙空气渗透的设计。对于高层建筑来说，九层以下的气密性需要达到三级，而之上的建筑物气密性需要达到四级。

二、屋面设计中的节能性分析

对于建筑来说屋面是整个建筑物受到外部温度影响最大的部分，也是面积最大的部分，所以提高屋面的节能结构设计是一个重要的工作。通常来说将一些容量降低以及导热系数较小并且吸水率较小同时强度较好的保温材料设置到防水层和屋面板之间。

第一就是针对屋面设计中的隔热板设计。为了可以增加屋面的热阻来降低其传热系数，目前较为常见的方式就是在屋面的结构层上铺设绝热材料。为了可以有效的提高材料的隔热性能就应该尽量的选择导热性较小并且蓄热性较大的材料来降低屋面表面温度。

在近几年，为了达到有效隔热的目的同时又便于施工和节能，屋面保温材料都是选择传热系数较小的保温材料。当室外温度波热作用一定时，护的结构内表面平面温度高低和振幅衰减大小其决定因素主要是护结构的热阻热惰性。在设计的时候使用倒置式的屋面构造可以取得很好的屋面隔热以及防水效果。

第二就是通风隔热屋顶的设计。屋面可以使用各种设计来减少对于太阳能辐射的吸收降低屋面自身的温度。但是不管采取什么措施，在炎热的夏季还是会有一定的高温导致室内温度上升。这样就可以通过空气流经屋面来带走室内蓄积的温度降低室内温度。通风量越大的话通风层的空气带走的热量也就越来越大，隔热效果也就越来越好。

然后就是反射屋面。浅色表面可以反射更多的太阳辐射，这样就可以减少结构材料吸收的太阳能。建筑设计中反射屋面的使用就是将屋面的表面进行浅色处理。通常都是在屋面表面图喷一层白色或者是浅色的涂料，或者是铺设浅色的地面砖。对建筑材料其阳光辐射反射率产生影响的主要因素就是表面的色调，颜色越浅的话反射能力就越强。

三、外墙设计的节能性分析

墙体作为建筑维护最为重要的部分通常都是使用保温性较好并且蓄热能力较好的复合式墙体。目前我国节能墙体主要是由单一的材料砌筑成外墙，或者是用保温夹心复合墙。

首先就是可以提高墙体的热阻。目前来看提高外墙热阻是最为常见的保温隔热措施。通常可以使用以下途径来提高外墙的热阻：第一就是选择一些新型的节能墙体材料，具体来说就是具有节能性以及多功能等特点的墙体材料；第二就是选择一些改性混凝土空心砌块等。

其次就是对墙体的外表进行浅色处理，例如使用浅色的涂料和面砖等。这样可以降低墙体表面对于太阳能辐射热的吸收来降低升温幅度。

四、自然通风设计分析

房屋建筑的节能结构设计中对于自然条件最为充分的理由就是合理利用自然通风，也是对热环境进行改善的有效措施，即使是在炎热的夏季使用空调降温的条件之下也可以有效的减少使用空调的时间来节省能耗。在对建筑群进行布置的时候可以根据其所处的纬度来选择主体建筑的朝向从而减少太阳能的辐射影响。同时也可以充分的利用建筑体系和建筑之间的距离来组织小区气流。利用建筑群之间的地势起伏和水在地面的分布及太阳辐射在昼夜被吸收反射的特性形成地方风来改善小区的微气候。不仅可以起到降温的目的还可以为单体建筑自然通风创设更好的条件。

在对单体建筑的平面以及空间进行设计的过程中可以结合建筑物的使用功能来安排门窗的洞口位置以及空间组织。借用自然力，也就是热压和风压来促使其室内的空气流动以及室内外的空气交换，形成穿堂风。还可以使用导流措施来改善气流的流线以及流场，同时调整风量，让自然通风取得更好的效果。

房屋建筑节能结构的设计对于我国社会经济发展建设来说有重要意义，面对我国的可持续发展以及绿色经济建设来说都起到了很重要的作用。对于此技术的未来展望，首先就是在节能结构设计方面尽可能的使用节能材料以及新型材料，加大新能源和可再生资源在房屋建筑中的使用；其次就是在规范房屋设计方面应该加强房屋设计的标准化作业，严格实行节能设计结构；最后就是在房屋建筑节能的使用上需要提高各种设备的使用效率来达到节能的目的。

结语：推广节能建筑最为重要的就是人们环保意识以及节能意识的提高，通过加强宣传教育来推广节能意识，从专业角度出发来建立可比条件，对于节能投资以及节能收益进行权衡来分析房屋建筑的节能性和社会经济性。建筑设计师应该走在时代前列，树立可持续发展的意识来掌握一定节能设计方式，利用先进的科学技术手段和社会力量来改善房屋建筑的节能结构设计。

参考文献：

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