民用建筑结构节能设计的讨探

陈静媛

摘 要：近几年来，节能已成为全世界关注的热点，为了实现我国可持续发展战略，建筑节能势在必行。本文主要从墙体、门窗、屋顶及其它围护结构等方面，探讨了民用建筑设计的节能技术，以期望对建筑设计师能有所借鉴。

关键词：民用建筑；围护结构；节能设计

引言

近年来，随着全球环境污染和空气恶化问题的加剧以及人类对于可持续发展问题认识的深入，建筑节能研究已从减少能量消耗，转向积极地提高能源效率以及建筑物对环境综合效益的关注[1]。在民用建筑设计中，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，是建筑师必须考虑的问题。

建筑物的能耗是由其围护结构的冷风渗透和热传导两方面造成的。民用建筑的围护结构主要指墙体、屋面、窗户（玻璃幕墙）、外遮阳设施等。建筑物围护结构的作用是防热御寒，使室内受到遮护，形成温暖、舒适的环境，以不受室外气候变化的影响。房屋内外的热流方向在冬季和夏季截然不同，但都要求外围护结构具有绝热的性能，使流出或流入的热量减少。为了降低建筑能耗，在减少建筑物冬季空气渗透耗热量和夏季空气渗透得热量的前提下，尽量利用太阳辐射得热和建筑物内部得热。建筑的围护结构直接影响民用建筑的能耗，据调查，围护结构的耗热量占建筑采暖热耗的1/3以上。

1.建筑规划的节能设计

1.1建筑规划阶段的节能设计

在建筑规划阶段，建筑的节能设计应慎重考虑建筑物的朝向、间距、体型、体量、绿化配置等因素对节能的影响，以利于改善热环境。在建筑的平面布局方面，朝向的选择特别重要。冬季应有适量的阳光射人室内，以避免冷风吹袭；夏季则应尽量减少太阳对室内及外墙面的直射，并具备良好的通风。因此，从节能和热环境两方面考虑，建筑物应避免东西向，以南北向或接近南北向为好。若不能都为南北向，应将主要房间设在冬季背风和朝阳的部位，以减少围护结构散热量的影响。同时，还应注意建筑间距与节能的关系，使建筑南墙的太阳辐射面积在整个采暖季节中不因其他建筑的遮挡而减少。

1.2建筑设计阶段的节能设计

（1）在建筑设计中，应减少建筑物的外表面积，适当控制建筑物外表面积与其所包围的面积之比（即建筑体型系数），以减少建筑面的宽度，加大进深或增加组合体。

（2） 建筑外形应选用长条型，避免使用体型复杂、凹凸面过多的塔式住宅。

（3）应重视造型规整，如住宅应尽量采用多单元的"一"字型，特别是采暖住宅建设应增加层数，避免建造单元少特别是点式平面的低层住宅。

2、建筑平面布置的节能设计

在我国冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中，充分利用天然能源，改善住宅室内的热环境，是最基本的节能措施。

根据各部位功能的不同，建筑设计人员将住宅室内为休息区、起居活动区及厨卫服务区3大部分。住宅中的卧室是休息区，主要供睡眠、休息、存放衣物，休息区要求轻松宁静，通风采光，在保证窗户的气密性和隔热性要求下，卧室的朝向并不影响建筑的节能设计。

3、民用建筑结构节能的主要措施

建筑物的能耗是由其围护结构的热传导和冷风渗透两方面造成的。试验表明，住宅围护结构的耗热量，占建筑采暖热耗的1/3以上。为了降低能耗，应从单项如墙、顶、门、窗等围护结构着手，重视其热工特性，找出其经济热阻，同时还必须考虑其围护结构的"吸热性"和"热容性"指标。

3.1建筑外墙节能设计的重要性

墙体的耗热量要占建筑采暖热耗的30%以上。因此，改善墙体的传热耗热量将明显提高建筑的节能效果。其措施有：

1） 改善砌体的保温隔热性能

在材料选择时，采用新型节能砖，如多孔黏土空心砖、加气混凝土砌块、混凝土空心砌块等类型的材料，使其集承重和保温隔热于一体；也可利用当地出产的浮石、火山渣及其他轻骨料或工业废料生产多排孔轻质砌块，用保温砂浆砌筑，有节能、节地效果。

2）对墙体采取保温隔热措施

即采用外墙外保温技术和外墙内保温技术，构成复合墙体。目前，外墙外保温技术应用比较广，它不但解决了外墙热桥的问题，而且具有增加室内使用面积，方便室内二次装修等优点，目前使用较成熟的几种外墙外保温方案有：外贴聚苯板保温、外贴硬质聚氨酯泡沫保温、胶粉聚苯颗粒保温浆料、夹心聚苯板外墙保温、钢丝网架岩棉夹心板外复合保温等。外墙内保温有饰面聚苯板内保温复合外墙和纸面石膏板内保温复合外墙。

3.2门窗节能措施

门窗是薄壁轻质构建，通过门窗传热和其缝隙空气渗透的耗热量约占整个住宅建筑耗热量的50%，因为，外门窗是住宅建筑节能的重点。门窗缝隙是冷风渗透的主要通道，为了减少能耗，可选用气密窗、中空玻璃、塑钢门窗、密闭保温性能好的防盗门、新型外墙保温材料来达到节能效果。

在选用玻璃品种时，应根据采暖费用、空调设备的价格和制冷的比较来选择合适的玻璃品种，并从各种玻璃的太阳能阻隔特性和导热性、等方面去比较其节能效果，选择热反射玻璃、吸热玻璃、中空玻璃和低辐射玻璃等，以提高玻璃的气密水平。窗框材料对中空玻璃的性能影响较大，近年来，单框双玻彩板钢窗、聚氯乙烯塑料门窗和铝合金窗，以其良好的保温性和气密性，得到了较为广泛的应用。另外，窗户上加贴透明聚酯膜，也是节能措施之一。

鉴于提高门、窗的热工性能成本高，在围护结构的节能设计中不能单纯依靠提高门、窗的熱工性能指标，还必须区别不同朝向，尽量避免东西向开大窗，以提高窗户的遮阳性能。控制窗、墙的比例，更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求，协调好外观美化和节能之间的关系，通过加大外窗面积，改善自然采光等优化围护结构设计，使得冷风渗透减小，将能量散失减少到最小。通过逐步优化围护结构设计，可达到最佳节能效果。

3.3屋顶节能措施

近年来，在城市建设和居住小区开发中，坡面屋顶发展较快。运用各种不同色彩、不同坡度的屋顶形成了建筑风格多样化，一方面，不仅满足了人们不断提高的审美情趣需求，另一方面，坡面屋顶有良好的保温隔热性能，又能避免因温度变化过大，导致屋面结构产生较大变形引起的顶层墙体开裂，提高了建筑物的抗震能力，从而保证了墙身的整体性。

3.4其他节能措施

（1）与室外接触的楼板。常见的与室外接触的楼板有挑板、过街楼等，进行保温节能设计时应注意：与室外接触的楼板通常有梁，如不对其作保温，则需对其会否造成冷桥进行计算；立面设计的凸窗的窗顶、窗台板板应作保温。

（2）玻璃幕墙。玻璃幕墙是建筑外观设计重要的创作手段。它有高耗能的缺点。节能设计规范对玻璃幕墙高隔热节能性能有严格规定，会大大增加玻璃幕墙的造价，应淘汰低档产品，避免玻璃幕墙的滥用。玻璃幕墙分为不透明和透明两种，对不透明部分，可以在幕墙和建筑构件之间设保温材料，类似于外保温。对透明部分，节能措施可以采用Low-E玻璃、中空玻璃、断热金属型材等。

4、结束语

总之，是每个建筑工程师可以做到，并且应该做到的工作。要想真正设计出真正环保节能、健康、舒适的高品质住宅，还需要人们巨大的实践和不断的优化设计，以及更多投入和更多的科学研究。

参考文献

[1] 朱福成. 浅谈民用建筑中结构节能设计[J]. 才智. 2011（29）

[2] 王利辉，翟荣兵，马文涛. 民用建筑中结构节能设计探讨[J]. 现代商贸工业. 2009（15）

[3]宗小平.现代住宅建筑中的节能设计研究[J].福建建材，2007.03