分析建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能的設(shè)計(jì)與施工控制

陳 衎

(湖北工業(yè)大學(xué)， 湖北 武漢 430000)

節(jié)能建筑已經(jīng)成為了當(dāng)前建筑發(fā)展的主要趨勢(shì)，一方面，節(jié)能建筑更符合綠色經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，所以國(guó)家大力提倡和推廣節(jié)能建筑的發(fā)展，另一方面，節(jié)能建筑在能量的高效使用方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，所以節(jié)能建筑在使用中的成本消耗更低。基于此，越來(lái)越多的人們開(kāi)始在建筑選擇的時(shí)候更加傾向于節(jié)能建筑。就目前節(jié)能建筑的具體分析來(lái)看，要建設(shè)真正的節(jié)能建筑，需要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工兩方面進(jìn)行入手，這樣，節(jié)能建筑的節(jié)能效果才會(huì)達(dá)到優(yōu)化。從節(jié)能建筑的社會(huì)應(yīng)用和施工實(shí)踐等進(jìn)行分析，探討節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工控制的具體意義十分的顯著。

1 節(jié)能建筑基本概述

節(jié)能建筑是現(xiàn)階段我國(guó)城市建設(shè)中發(fā)展的一類(lèi)主要建筑，其目的是為了減少建筑能耗，從而促進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了更好的推進(jìn)節(jié)能建筑，對(duì)其加深理解和認(rèn)知十分的必要。

1.1 基本概念

就現(xiàn)階段的研究分析來(lái)看，所謂的節(jié)能建筑指的是指遵循氣候設(shè)計(jì)和節(jié)能的基本方法，對(duì)建筑規(guī)劃分區(qū)、群體和單體、建筑朝向、間距、太陽(yáng)輻射、風(fēng)向以及外部空間環(huán)境進(jìn)行研究后，設(shè)計(jì)出的低能耗建筑，其主要指標(biāo)有：建筑規(guī)劃和平面布局要有利于自然通風(fēng)，綠化率不低于 35%；建筑間距應(yīng)保證每戶(hù)至少有一個(gè)居住空間在大寒日能獲得滿(mǎn)窗日照2小時(shí)等。就當(dāng)前我國(guó)的節(jié)能建筑發(fā)展來(lái)看，其在大城市的推進(jìn)速度呀明顯的快于中小城市。再者，節(jié)能建筑的推進(jìn)也是為了響應(yīng)我國(guó)綠色經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展口號(hào)，因?yàn)槠涞秃哪苓@項(xiàng)指標(biāo)與綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求具有一致性。

1.2 節(jié)能建筑的具體要求

從目前的具體分析來(lái)看，節(jié)能建筑的節(jié)能要求主要有兩個(gè)：第一是要盡可能的使用自然資源，減少人為造能的消耗。太陽(yáng)能、風(fēng)能等都是自然界中普遍存在的能量，多利用自然光照和風(fēng)能，建筑本身的舒適度會(huì)更加，而且這些能量的使用可以有效的減少建筑供暖、送風(fēng)機(jī)械等的使用，機(jī)械使用介紹，能耗降低的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。第二是在自身建設(shè)的時(shí)候要盡可能的減少能源或者資源的消耗。能源或者資源的生產(chǎn)也是需要耗能的，所以在建筑建設(shè)的時(shí)候，盡可能的減少能源和資源的消耗，建筑施工的能耗會(huì)明顯的減少。簡(jiǎn)言之，從施工和使用兩方面進(jìn)行能耗控制，這是節(jié)能建筑的具體要求。

2 結(jié)構(gòu)對(duì)建筑節(jié)能的影響

建筑的結(jié)構(gòu)對(duì)于建筑的能量消耗有著重要的影響，全面性、深入性的探討這種影響可以在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐中更好的把握相關(guān)的原理和內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果的提升。就目前的具體分析來(lái)看，結(jié)構(gòu)對(duì)建筑節(jié)能的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

2.1 建設(shè)耗能的影響

從具體的分析來(lái)看，建筑的結(jié)構(gòu)對(duì)建設(shè)耗能有著顯著的影響。從目前的資料分析來(lái)看，不同的結(jié)構(gòu)需要用不同的施工方法進(jìn)行施工，而不同的施工方法所消耗的能量是不同的。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，在建筑施工中有現(xiàn)澆施工和預(yù)制構(gòu)件施工兩種方式，前者指現(xiàn)場(chǎng)施工，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械、人員等的配合性強(qiáng)調(diào)較高，后者強(qiáng)調(diào)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)，對(duì)于構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)性和統(tǒng)一性要求較高。如果是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的建筑使用現(xiàn)澆施工方式進(jìn)行施工，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)控制效果不明顯的時(shí)候會(huì)發(fā)生施工混亂的情況，這種情況下，施工會(huì)造成資源的浪費(fèi)和能耗的增加。由此可以得知，不同的結(jié)構(gòu)對(duì)施工耗能存在影響，所以在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要考慮施工方式以及具體的區(qū)域特征。

2.2 使用能耗的影響

建筑結(jié)構(gòu)對(duì)于使用過(guò)程中的能耗也有著重要的影響。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，某三居室的現(xiàn)代家庭建筑，其廚房、客廳和陽(yáng)臺(tái)是相同的，當(dāng)廚房和陽(yáng)臺(tái)的窗戶(hù)同時(shí)打開(kāi)后，對(duì)流的現(xiàn)象十分的顯著。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于保持室內(nèi)清爽來(lái)講具有重要的作用，但是其在保暖方面的效果不夠突出，所以如果不對(duì)此結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的調(diào)整，此建筑在使用中會(huì)產(chǎn)生大量的熱能消耗。就目前的具體建筑設(shè)計(jì)分析來(lái)看，在不同的區(qū)域、針對(duì)氣候、環(huán)境等的特點(diǎn)，建筑的結(jié)構(gòu)布局具有明顯的差異，而這種差異的存在，主要的目的就是要對(duì)建筑使用中的能耗情況進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到節(jié)能能耗的作用。

3 節(jié)能建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑的結(jié)構(gòu)對(duì)于建筑的節(jié)能效果有著突出的影響，所以在節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)中需要對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和優(yōu)化，這樣，建筑節(jié)能的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)才會(huì)更加的容易。就現(xiàn)階段的具體分析來(lái)看，節(jié)能建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要從以下四個(gè)方面入手。

3.1 明確節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)要求

首先是需要對(duì)節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行明確。從實(shí)際分析來(lái)看，不同的設(shè)計(jì)要求，其對(duì)于結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生不同的影響，所以必須要在設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)的確定。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，某建筑要求其在使用中要盡可能多的使用自然光線和自然風(fēng)，從而實(shí)現(xiàn)電能消耗的減少，基于這樣的情況，在具體設(shè)計(jì)的時(shí)候，建筑結(jié)構(gòu)需要對(duì)門(mén)窗的位置以及空氣的對(duì)流等進(jìn)行具體的分析，從而使結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足節(jié)能的基本要求。如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，枉顧節(jié)能建筑的具體要求，那么結(jié)構(gòu)和節(jié)能的匹配性效果會(huì)明顯的變?nèi)酢：?jiǎn)言之，在進(jìn)行節(jié)能建筑具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要對(duì)其節(jié)能的基本要求做好分析和判斷，這樣，設(shè)計(jì)和要求的一致性才會(huì)得到強(qiáng)化，具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果才會(huì)更加的突出。

3.2 做好針對(duì)性的區(qū)域分析

其次是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要針對(duì)區(qū)域做好分析。雖然說(shuō)在目前的城市化進(jìn)程中，城市建筑的雷同化發(fā)展使得建筑的區(qū)域參考性有了明顯的降低，但是在具體的設(shè)計(jì)中，還是需要對(duì)區(qū)域特點(diǎn)做分析。比如在西北地區(qū)，大陸性氣候顯著，白天和夜晚的溫差特別大，針對(duì)這樣的情況，在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候要從保溫和熱量流失的角度進(jìn)行問(wèn)題的考慮，從而設(shè)計(jì)符合西北基本氣候類(lèi)型的建筑。再比如，南方地區(qū)溫度高、空氣當(dāng)中的水分子含量較高，所以室內(nèi)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)潮濕的情況。針對(duì)這一問(wèn)題，在具體建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候需要從采光的角度做好結(jié)構(gòu)的分析。綜合來(lái)講，不同的地區(qū)具有不同的特殊環(huán)境，其在節(jié)能方面的具體要求也不同，所以需要在原因思考的基礎(chǔ)上對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)做合理性的討論，這樣設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可以更好的滿(mǎn)足區(qū)域節(jié)能的需要。

3.3 構(gòu)建模型、優(yōu)化結(jié)構(gòu)

第三是在進(jìn)行節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，利用模型構(gòu)建的方式對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。從目前的技術(shù)利用來(lái)看，使用建筑設(shè)計(jì)的基本數(shù)據(jù)可以利用3D建模的方式將建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬化的構(gòu)建，通過(guò)虛擬的模型分析可以判斷其在節(jié)能方面的具體效果，根據(jù)區(qū)域建筑的節(jié)能需要，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，這樣，整個(gè)虛擬建筑的節(jié)能效果會(huì)更加的突出。將虛擬建筑的各方面數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，并在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候進(jìn)行利用，這樣可以設(shè)計(jì)出與虛擬結(jié)構(gòu)具有相似性的建筑。因?yàn)榻ㄖ?jié)能效果是經(jīng)過(guò)分析和肯定的，所以整個(gè)建筑的實(shí)體建設(shè)，其節(jié)能的目的有效的實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)言之，通過(guò)構(gòu)建模型、優(yōu)化結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)，整個(gè)節(jié)能建筑的結(jié)構(gòu)更加合理，更符合節(jié)能建筑的需要。

3.4 提升設(shè)計(jì)人員水平

最后是進(jìn)行設(shè)計(jì)人員水平的提升。建筑設(shè)計(jì)的重要影響因素之一便是設(shè)計(jì)人員的水平，其水平越高，空間構(gòu)圖能力越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性越顯著，反之亦然。為了設(shè)計(jì)出具有節(jié)能效果的建筑結(jié)構(gòu)布局，在具體的工作中，一方面對(duì)設(shè)計(jì)人員的基本理論和理念進(jìn)行培養(yǎng)強(qiáng)化，使其具備更加專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)理念和空間構(gòu)圖意識(shí)，另一方面對(duì)設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐進(jìn)行培養(yǎng)和提升，使其能夠在設(shè)計(jì)中更好的操作，從而保證結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。簡(jiǎn)言之，從理論、理念和實(shí)踐操作等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)人員的全面性提升，其在節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的效果發(fā)揮會(huì)更加的顯著。

4 節(jié)能建筑的施工控制

節(jié)能建筑的具體節(jié)能效果要實(shí)現(xiàn)，需要從施工方面進(jìn)行控制。就目前總結(jié)的資料來(lái)看，節(jié)能建筑的施工控制主要從以下四個(gè)方面進(jìn)行。

4.1 做好施工的基本分析

首先，節(jié)能建筑的施工控制需要做好施工的基本分析。施工的基本分析包括三個(gè)方面的內(nèi)容：第一是施工的最終目的和目標(biāo)。任何施工都要以最終的目標(biāo)為活動(dòng)導(dǎo)向，這樣，施工的方向性和動(dòng)力性才會(huì)更加的突出。比如在節(jié)能建筑的施工中，其最終的目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)施工成本的控制和建筑使用的能耗節(jié)約，那么在施工的過(guò)程中，就需要從各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行最終目的的考慮，這樣，環(huán)節(jié)控制的效果會(huì)更加的突出。第二是施工的具體方法和理念。施工方法和理念對(duì)于施工材料以及時(shí)間的消耗有著重要的影響，就目前的資料分析來(lái)看，方法專(zhuān)業(yè)、理念先進(jìn)，則施工的效率性較高，具體的施工質(zhì)量也會(huì)得到保證，反之，不僅施工材料等會(huì)有大量的浪費(fèi)，最終的建筑質(zhì)量還不一定符合標(biāo)準(zhǔn)。第三是施工的要求。不同區(qū)域的節(jié)能建筑施工，其要求是不同的，比如在城市中心、生態(tài)保護(hù)場(chǎng)所和城鄉(xiāng)結(jié)合進(jìn)行施工，建筑的節(jié)能要求明顯的不同，所以在具體施工之前需要對(duì)施工的要求有準(zhǔn)確的把握。

4.2 強(qiáng)化材料的選擇

其次，節(jié)能建筑的施工控制要從材料選擇的強(qiáng)化入手。就目前的具體建筑施工來(lái)看，可供選擇的材料種類(lèi)十分的多樣，具體的節(jié)能效果也存在著較大的差異。就現(xiàn)階段的節(jié)能建筑具體來(lái)看，節(jié)能需求不一樣，材料選擇會(huì)有很大的差別，比如在北方地區(qū)，節(jié)能建筑的使用有一個(gè)顯著的需要便是對(duì)室內(nèi)的熱量進(jìn)行保持，墻體、門(mén)窗的保溫性能越好，建筑當(dāng)中的熱量流失越慢，正常供暖所需要的熱能量便越少，產(chǎn)生熱能所消耗的能量也越少，這樣，節(jié)能的效果可以實(shí)現(xiàn)。再比如在一些建筑當(dāng)中，利用較好的透光性玻璃以及其他材料可以有效的增加建筑的照明效果，這樣，照明所消耗的能量也可以得到有效的減少。簡(jiǎn)言之，在不同的環(huán)境下，建筑的節(jié)能需要具有差異性，所以針對(duì)建筑的具體需求進(jìn)行材料的選擇，使其滿(mǎn)足節(jié)能的需要，這是施工控制需要重點(diǎn)注意的內(nèi)容。

4.3 對(duì)施工環(huán)節(jié)做好監(jiān)督和控制

第三，在節(jié)能建筑的施工控制中，對(duì)施工環(huán)節(jié)做好監(jiān)督和控制也十分的必要。節(jié)能建筑的施工需要將能量消耗降到最低，所以在具體的施工過(guò)程中，需要最大限度的進(jìn)行材料的利用，這樣可以減少資源的浪費(fèi)和能源的消耗。就施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督和控制來(lái)講，主要的措施有三項(xiàng)：第一是建立責(zé)任監(jiān)督體系。在體系內(nèi)，確立明確的責(zé)任人，并對(duì)責(zé)任人的監(jiān)督責(zé)任進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，這樣，體系責(zé)任人可以充分的發(fā)揮自身的作用對(duì)施工進(jìn)行監(jiān)督和管理，由此實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中的監(jiān)督強(qiáng)化。第二是構(gòu)建完善的材料使用登記制度。在施工過(guò)程中，材料管理不善會(huì)造成無(wú)休止的材料浪費(fèi)，這不符合節(jié)能建筑的基本施工規(guī)范，所以需要由專(zhuān)門(mén)的人員進(jìn)行施工材料的取用登記，通過(guò)登記統(tǒng)計(jì)的加強(qiáng)，強(qiáng)化對(duì)材料的管理。第三是構(gòu)建完整的節(jié)能評(píng)價(jià)體系對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的施工做節(jié)能評(píng)價(jià)，通過(guò)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并做好改善，節(jié)能的效果獲得整體性的提升。簡(jiǎn)言之，對(duì)施工環(huán)節(jié)做好監(jiān)督和控制，整個(gè)節(jié)能建筑的施工效果獲得顯著提升。

4.4 提升施工的專(zhuān)業(yè)性和標(biāo)準(zhǔn)性

最后，在節(jié)能建筑的施工控制中，提升施工的專(zhuān)業(yè)性和標(biāo)準(zhǔn)性也具有重要的意義。就專(zhuān)業(yè)性和標(biāo)準(zhǔn)性的提升來(lái)講，有三方面的措施：第一是進(jìn)行施工的標(biāo)準(zhǔn)流程建設(shè)。建立施工的標(biāo)準(zhǔn)流程，強(qiáng)化施工的統(tǒng)一性，這樣，在具體的施工管理中，管理措施更容易執(zhí)行，施工人員在施工的過(guò)程中，隨意性施工的情況也可以得到明顯的改善。因?yàn)槭┕るS意性現(xiàn)象不再存在，所以資源浪費(fèi)會(huì)得到有效的控制。第二是構(gòu)建施工的專(zhuān)業(yè)評(píng)估體系。在施工控制中，構(gòu)建對(duì)施工進(jìn)行全方位評(píng)價(jià)的體系，利用體系當(dāng)中的內(nèi)容對(duì)施工情況進(jìn)行約束和改進(jìn)，這樣，施工的具體問(wèn)題分析和解決會(huì)更為徹底。第三是培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)化的施工人員。專(zhuān)業(yè)化的施工人員。其施工意識(shí)、理念以及執(zhí)行措施的手段、方法等都會(huì)表現(xiàn)朱更為突出的專(zhuān)業(yè)性，這對(duì)于施工的專(zhuān)業(yè)化提升來(lái)講幫助巨大。總而言之，對(duì)施工的專(zhuān)業(yè)性和標(biāo)準(zhǔn)性進(jìn)行提升，整個(gè)節(jié)能建筑的現(xiàn)代統(tǒng)一性效果更為顯著，具體的節(jié)能目標(biāo)會(huì)更容易實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能建筑是我國(guó)目前建筑發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)，一方面是此類(lèi)建筑更符合建筑使用經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)，另一方面是此類(lèi)建筑與我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)具有一致性。為了更好的在我國(guó)城市化發(fā)展的過(guò)程推進(jìn)節(jié)能建筑的進(jìn)步，做好對(duì)其的設(shè)計(jì)工作十分的必要。基于此，分析研究節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工控制方面的問(wèn)題便具有了重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對(duì)節(jié)能建筑做具體認(rèn)知的探討并討論節(jié)能建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工控制，目的就是要為建筑實(shí)踐提供實(shí)踐指導(dǎo)。

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