房屋建筑结构设计中的节能措施

文/李洁 上海开艺设计集团有限公司天津分公司 上海 300384

随着人们节能环保意识的提高，在要求房屋建筑具有基础使用功能的同时，还需要房屋建筑具有较强的节能环保性能，能够提供更加舒适、健康的室内环境。为了满足人们对房屋建筑新需求，在保证房屋建筑建设质量的基础上，融入节能环保建设理念，对结构设计方案进行调整、优化，建设完成绿色房屋建筑，推动环境友好性社会建设，实现人与自然的和平相处。

1、节能环保对现代房屋结构设计的作用

我国的建筑新建面积每年都在20亿m2以上，建筑行业是用能大户，并且很多建筑都存在着资源浪费的情况，使得我国在世界上成为建筑消耗量最大的国家，所以发展节能建筑被越来越多的人所关注。目前我国经济建设的步伐正在加快，这就要求建设与之相适应的注重以人为本的节能建筑。

房屋建筑节能包括照射、采暖和利用空调等方面，并在房屋设计、建造和使用过程中采用新型的节能环保材料、施工设备和技术、产品等，执行节能标准，加强对可生能源的再利用，减少供热供应、照明、热水等能耗，加强对自然光利用的同时提高空调的制冷、制热系统的效率等措施。这不仅要注意建筑的便利性和舒适性，还要提高能源的利用效率。节能环保对房屋建筑施工有着重大的意义，加强对可生能源的利用，提高能源利用效率，可以缓解目前资源紧张和环境污染的局面，保护生态环境，保障国家能源安全。随着房屋建造工程的日渐火热，减少能耗，实施节能，就成了城市化建设过程中必须要解决的问题，这不仅有利于可持续发展，而且具有很强的社会意义。

2、房屋建筑结构的合理布局

房屋的合理布局对于整个建筑工程而言有着很大的影响,因此在设计中，设计人员首先必须保证建筑布局的合理性，优化房屋的结构体系。一般来说建筑和结构的合理布局及优化设计主要有以下几种方法。

2.1 砌体结构的合理布置

砖砌体作为整个承重以及抗侧移的构件,虽然它的平面布置很灵活但却不适合“跃层结构”。在建筑中,门窗的开洞宽度不能够超过2.lm纵向的墙体总数量应多于3道这个方法能够在结构上适当地减少构造柱的设置。

2.2 优化底部框架——抗震墙结构

通常抗震墙结构很容易因为其竖向抗侧力的构件断断续续而使得受力平衡有问题。所以,在结构设计中,框架梁要尽可能地放置承重墙，如果不得不将框架梁设计在次梁的墙体上时，必须加大整个主梁与框架梁、次梁的配筋;同时要控制好梁的跨度,不宜过大或过小。在户型的设计过程中,墙体布置尽量简洁、整齐通常大房间被设计在临街的方向卫生间等被设计在临街的背面,以便布置临街面柱网。

2.3 优化建筑结构中的细节

在结构设计时要注意在建筑上的细节设计。比如在进行现浇板的设计时尽可能地用矩形板替代异形板,这样不仅可以有效地避免拐角出现裂缝还可以达到受力的目的。在框架结构，让窗的顶部与框架梁的底部重合,这样既降低门窗过梁这部分的造价,又省去窗过梁的施工工序,因此可以缩短工期。在满足节能设计要求的情况下,墙体尽可能采用质量轻、厚度薄的砌体材料这样可以减小梁上荷载,从而降低梁的钢筋用量。

设计时应尽量使用新型材料。例如墙体采用加气混凝土砌块这种材料重量为500-700kg/m3只相当于粘土砖的1/4-1/3适用于框架结构的填充墙和低层建筑的承重墙河以使整个建筑的自重比普通砖混结构建筑的自重降低40%以上。由于建筑自重减轻地震破坏力小,所以大大提高了建筑物的抗震能力。同时新型材料具有良好的保温隔热性、隔音性沮施工方便。钢筋采用新三级钢,这种钢筋的强度设计值为360N/m m2而普通二级钢的强度设计值为300N/mm2,在构件受力相同的情况下河以节省钢筋用量。

2.4 综合考虑建筑的设计因素

每一个房屋都有自己独特的设计概念而每一个独特的设计概念都应该保证建筑和结构的合理布置。由于在选用材料、参数等许多方面有不同之处因此细节上的处理方法不同。例如在建筑设计时应该尽可能地使用对称理念,减少高度上的差距;尽可能地减少使用转换层避免结构应力过于集中;在结构设计时尽量让承重构件相互贯通增加美感。总之设计师应该综合性地考虑设计上建筑和结构的种种因素保证每个细节的合理、准确。

3、房屋建筑结构设计中节能措施探讨

3.1 房屋密闭结构

在房屋的密闭结构上做文章主要是用来保证房屋的保暖性能和气体的密封性能。在传统的设计中门窗的密闭结构也是设计的重点,但由于技术的限制,使得现阶段所使用的设计都很难实现长期稳定的保暖,密封性也随着使用年限的增长,逐年下降。如果能够在门窗结构上做两层玻璃的设计,再增加新型紧实的密封条,辅助以密封胶涂抹,在门窗处保证与外接的隔离,可以防止房间内部的温度向外界环境的散失,这样就能够节约能源,实现节能的目的。

3.2 门窗方面的节能

由于我国地域辽阔她貌不一在很多地区尤其是一些夏热冬冷地区,其建筑物的窗口多是采用单薄的金属材质。但是这种材质的金属窗传热系数较大,很难为建筑物的恒温提供保障，而单框双玻璃材质的塑料窗却能够很好地避免传统材质窗的缺陷。曾有实验显示,在采用了这种节能窗后,建筑墙体只需要抹上一点隔热砂浆便可以很好地满足传热的要求。且隔热砂浆相对于内抹灰层而言,其不占空间,而且该材料有更高的防火性能是建筑节能的主要建造材质。

3.3 屋顶的节能设计

根据需要，可以设计保温隔热屋面或者采取坡度屋顶，加强室内保温，达到节能环保。并且可以在屋顶放置太阳能热水器，使屋内的一些其他太阳能设备都能够正常使用，节约煤、电，推广太阳能，将会是房屋结构节能设计的一个重要关键点。

3.4 外围墙体和绿化设计

墙体设计不仅要起到隔热、隔音、防潮、保温等作用，还要利用建设过程中的特殊构造，比如在两侧墙上设计挡风墙，使其形成喇叭形状，使风自然而然吹到阳台人家处，有效地控制通风。在周围也可以制作绿化带，不仅有效防止噪声，还可以阻挡太阳辐射，减弱其他相邻物反射过来的热量，对周围建筑环境起到一定的保护作用，减少能源消耗，并且使生态结构更加平衡。

3.5 地面节能环保设计

地面是房屋建筑节能环保设计时不可忽视的一部分。在对地面进行节能环保设计的时候，首先要以房屋建设标准为基本要求，保证地面施工质量，为房屋建筑提供基础保障。地面材料的选择是地面节能环保设计中的重要环节，在选择施工材料的时候，应该从材料的属性、材质、性能、质量的方面进行综合考虑，选择符合工程标准的高质量材料，特别要注意材料的物理性能和化学性能。

3.6 建筑主体的保温

建筑主体是整个建筑结构的主要组成部分,因此这部分的保温工作必须重点考虑,并适当的增加防潮设计,选取节能环保的材料对墙体内外侧进行保温层敷设,能够有效的保持房间内部温度,防止外界温度突变带来居住的不适。还应该考虑防水层的敷设,避免因天气潮湿带来的外观损坏

3.7 选择节能设备

现代化家居设备融人了更多的创新技术和节能特点,适用于建筑结构设计的节能应用,为相应的节能设备设计应有的接口也是房屋建筑结构设计中应该提前考虑的问题,也是推进节能概念在日常家居中引人的动力。

3.8 玻璃方面的采用

在节能建筑中笔者建议采用具有强保温性的玻璃。由于普通的厚度为03cm的玻璃虽然对太阳辐射的透过率高达85%但是在夜晚或是遇到阴霆天气时,室内90%的热辐射量会被其吸收使其无法很好地阻挡室内热量的外泄。因此在节能建筑中中空玻璃逐渐取代了普通的玻璃。因为中空玻璃当中的惰性气体含有氨气、氨气等,这些气体由于比空气导热更小且性能稳定因此其保温性能最佳。而氨气在空气中约占到10%应用起来更为经济实惠。

3.9 充分利用太阳能

太阳能是一种可再生的清洁型能源，具有良好的节能环保型，在房屋建筑设计过程中，要充分利用太阳能。首先，应该提高人们的节能环保意识，大力推广太阳能技术和设备，减少煤炭、石油等传统型能源的使用比例。

结语：

在当前房屋建筑结构设计中，节能环保已经成为必不可少的因素，也是中国必须长期坚持的一项重要政策。根据当前我国房屋建筑结构设计的现状，合理进行规划、建造，要充分考虑当地的环境，综合环境、人文、节能、建筑等各方面的因素，在房屋内部结构，外部结构上，根据先进理念，进行房屋设计。节能环保的房屋建筑不仅能缓解我国的能源紧张的情况，还有利于实现社会的可持续发展，全面落实科学发展观，保障国家和人民大众的利益。