房屋建筑結構設計中的節能措施

文/李潔 上海開藝設計集團有限公司天津分公司 上海 300384

隨著人們節能環保意識的提高，在要求房屋建筑具有基礎使用功能的同時，還需要房屋建筑具有較強的節能環保性能，能夠提供更加舒適、健康的室內環境。為了滿足人們對房屋建筑新需求，在保證房屋建筑建設質量的基礎上，融入節能環保建設理念，對結構設計方案進行調整、優化，建設完成綠色房屋建筑，推動環境友好性社會建設，實現人與自然的和平相處。

1、節能環保對現代房屋結構設計的作用

我國的建筑新建面積每年都在20億m2以上，建筑行業是用能大戶，并且很多建筑都存在著資源浪費的情況，使得我國在世界上成為建筑消耗量最大的國家，所以發展節能建筑被越來越多的人所關注。目前我國經濟建設的步伐正在加快，這就要求建設與之相適應的注重以人為本的節能建筑。

房屋建筑節能包括照射、采暖和利用空調等方面，并在房屋設計、建造和使用過程中采用新型的節能環保材料、施工設備和技術、產品等，執行節能標準，加強對可生能源的再利用，減少供熱供應、照明、熱水等能耗，加強對自然光利用的同時提高空調的制冷、制熱系統的效率等措施。這不僅要注意建筑的便利性和舒適性，還要提高能源的利用效率。節能環保對房屋建筑施工有著重大的意義，加強對可生能源的利用，提高能源利用效率，可以緩解目前資源緊張和環境污染的局面，保護生態環境，保障國家能源安全。隨著房屋建造工程的日漸火熱，減少能耗，實施節能，就成了城市化建設過程中必須要解決的問題，這不僅有利于可持續發展，而且具有很強的社會意義。

2、房屋建筑結構的合理布局

房屋的合理布局對于整個建筑工程而言有著很大的影響,因此在設計中，設計人員首先必須保證建筑布局的合理性，優化房屋的結構體系。一般來說建筑和結構的合理布局及優化設計主要有以下幾種方法。

2.1 砌體結構的合理布置

磚砌體作為整個承重以及抗側移的構件,雖然它的平面布置很靈活但卻不適合“躍層結構”。在建筑中,門窗的開洞寬度不能夠超過2.lm縱向的墻體總數量應多于3道這個方法能夠在結構上適當地減少構造柱的設置。

2.2 優化底部框架——抗震墻結構

通常抗震墻結構很容易因為其豎向抗側力的構件斷斷續續而使得受力平衡有問題。所以,在結構設計中,框架梁要盡可能地放置承重墻，如果不得不將框架梁設計在次梁的墻體上時，必須加大整個主梁與框架梁、次梁的配筋;同時要控制好梁的跨度,不宜過大或過小。在戶型的設計過程中,墻體布置盡量簡潔、整齊通常大房間被設計在臨街的方向衛生間等被設計在臨街的背面,以便布置臨街面柱網。

2.3 優化建筑結構中的細節

在結構設計時要注意在建筑上的細節設計。比如在進行現澆板的設計時盡可能地用矩形板替代異形板,這樣不僅可以有效地避免拐角出現裂縫還可以達到受力的目的。在框架結構，讓窗的頂部與框架梁的底部重合,這樣既降低門窗過梁這部分的造價,又省去窗過梁的施工工序,因此可以縮短工期。在滿足節能設計要求的情況下,墻體盡可能采用質量輕、厚度薄的砌體材料這樣可以減小梁上荷載,從而降低梁的鋼筋用量。

設計時應盡量使用新型材料。例如墻體采用加氣混凝土砌塊這種材料重量為500-700kg/m3只相當于粘土磚的1/4-1/3適用于框架結構的填充墻和低層建筑的承重墻河以使整個建筑的自重比普通磚混結構建筑的自重降低40%以上。由于建筑自重減輕地震破壞力小,所以大大提高了建筑物的抗震能力。同時新型材料具有良好的保溫隔熱性、隔音性沮施工方便。鋼筋采用新三級鋼,這種鋼筋的強度設計值為360N/m m2而普通二級鋼的強度設計值為300N/mm2,在構件受力相同的情況下河以節省鋼筋用量。

2.4 綜合考慮建筑的設計因素

每一個房屋都有自己獨特的設計概念而每一個獨特的設計概念都應該保證建筑和結構的合理布置。由于在選用材料、參數等許多方面有不同之處因此細節上的處理方法不同。例如在建筑設計時應該盡可能地使用對稱理念,減少高度上的差距;盡可能地減少使用轉換層避免結構應力過于集中;在結構設計時盡量讓承重構件相互貫通增加美感。總之設計師應該綜合性地考慮設計上建筑和結構的種種因素保證每個細節的合理、準確。

3、房屋建筑結構設計中節能措施探討

3.1 房屋密閉結構

在房屋的密閉結構上做文章主要是用來保證房屋的保暖性能和氣體的密封性能。在傳統的設計中門窗的密閉結構也是設計的重點,但由于技術的限制,使得現階段所使用的設計都很難實現長期穩定的保暖,密封性也隨著使用年限的增長,逐年下降。如果能夠在門窗結構上做兩層玻璃的設計,再增加新型緊實的密封條,輔助以密封膠涂抹,在門窗處保證與外接的隔離,可以防止房間內部的溫度向外界環境的散失,這樣就能夠節約能源,實現節能的目的。

3.2 門窗方面的節能

由于我國地域遼闊她貌不一在很多地區尤其是一些夏熱冬冷地區,其建筑物的窗口多是采用單薄的金屬材質。但是這種材質的金屬窗傳熱系數較大,很難為建筑物的恒溫提供保障，而單框雙玻璃材質的塑料窗卻能夠很好地避免傳統材質窗的缺陷。曾有實驗顯示,在采用了這種節能窗后,建筑墻體只需要抹上一點隔熱砂漿便可以很好地滿足傳熱的要求。且隔熱砂漿相對于內抹灰層而言,其不占空間,而且該材料有更高的防火性能是建筑節能的主要建造材質。

3.3 屋頂的節能設計

根據需要，可以設計保溫隔熱屋面或者采取坡度屋頂，加強室內保溫，達到節能環保。并且可以在屋頂放置太陽能熱水器，使屋內的一些其他太陽能設備都能夠正常使用，節約煤、電，推廣太陽能，將會是房屋結構節能設計的一個重要關鍵點。

3.4 外圍墻體和綠化設計

墻體設計不僅要起到隔熱、隔音、防潮、保溫等作用，還要利用建設過程中的特殊構造，比如在兩側墻上設計擋風墻，使其形成喇叭形狀，使風自然而然吹到陽臺人家處，有效地控制通風。在周圍也可以制作綠化帶，不僅有效防止噪聲，還可以阻擋太陽輻射，減弱其他相鄰物反射過來的熱量，對周圍建筑環境起到一定的保護作用，減少能源消耗，并且使生態結構更加平衡。

3.5 地面節能環保設計

地面是房屋建筑節能環保設計時不可忽視的一部分。在對地面進行節能環保設計的時候，首先要以房屋建設標準為基本要求，保證地面施工質量，為房屋建筑提供基礎保障。地面材料的選擇是地面節能環保設計中的重要環節，在選擇施工材料的時候，應該從材料的屬性、材質、性能、質量的方面進行綜合考慮，選擇符合工程標準的高質量材料，特別要注意材料的物理性能和化學性能。

3.6 建筑主體的保溫

建筑主體是整個建筑結構的主要組成部分,因此這部分的保溫工作必須重點考慮,并適當的增加防潮設計,選取節能環保的材料對墻體內外側進行保溫層敷設,能夠有效的保持房間內部溫度,防止外界溫度突變帶來居住的不適。還應該考慮防水層的敷設,避免因天氣潮濕帶來的外觀損壞

3.7 選擇節能設備

現代化家居設備融人了更多的創新技術和節能特點,適用于建筑結構設計的節能應用,為相應的節能設備設計應有的接口也是房屋建筑結構設計中應該提前考慮的問題,也是推進節能概念在日常家居中引人的動力。

3.8 玻璃方面的采用

在節能建筑中筆者建議采用具有強保溫性的玻璃。由于普通的厚度為03cm的玻璃雖然對太陽輻射的透過率高達85%但是在夜晚或是遇到陰霆天氣時,室內90%的熱輻射量會被其吸收使其無法很好地阻擋室內熱量的外泄。因此在節能建筑中中空玻璃逐漸取代了普通的玻璃。因為中空玻璃當中的惰性氣體含有氨氣、氨氣等,這些氣體由于比空氣導熱更小且性能穩定因此其保溫性能最佳。而氨氣在空氣中約占到10%應用起來更為經濟實惠。

3.9 充分利用太陽能

太陽能是一種可再生的清潔型能源，具有良好的節能環保型，在房屋建筑設計過程中，要充分利用太陽能。首先，應該提高人們的節能環保意識，大力推廣太陽能技術和設備，減少煤炭、石油等傳統型能源的使用比例。

結語：

在當前房屋建筑結構設計中，節能環保已經成為必不可少的因素，也是中國必須長期堅持的一項重要政策。根據當前我國房屋建筑結構設計的現狀，合理進行規劃、建造，要充分考慮當地的環境，綜合環境、人文、節能、建筑等各方面的因素，在房屋內部結構，外部結構上，根據先進理念，進行房屋設計。節能環保的房屋建筑不僅能緩解我國的能源緊張的情況，還有利于實現社會的可持續發展，全面落實科學發展觀，保障國家和人民大眾的利益。