浅析建筑结构节能设计

建筑论坛　ＪｉａｎＺｈｕ　ｋｕｎＴａｎ　建筑与发展　ＪｌａｎＺｈｕＹｕ　ＦｏＺｈａｎ　

浅析建筑结构节能设计　・２５７－　

何昊　

桐城市规划建筑设计院安徽安庆２３１４０Ｃ　

【摘要】建筑产业是重要的第二产业，在我国已经成为国民经济的三大支柱产业之一。虽然近几年来，我国有关建筑节能方面的管理办法、标　

准规范、技术规定不断颁布，建筑节能全面推进，但具体的节能状况却令人担忧。因此，加快我国建筑节能的水平已迫在眉梢。就此，本文基于结　构设计的角色分别从建筑形态、朝向、间距以及平面布置等方面讨论了建筑节能的技术措施，为了建筑节能的科研与工程应用提供参考意见。　

【关键词】建筑结构节能设计　

建筑产业是重要的第二产业，在我国已经成为国民经济的三大支柱　

产业之一。虽然近几年来，我国有关建筑节能方面的管理办法、标准规　

范、技术规定不断颁布，建筑节能全面推进，但具体的节能状况却令人　担忧。一项建筑节能的拥护者没有看到激励措施和享受优惠政策；一些　

违反建筑节能强制性标准的行为、有节能标准不执行者，也没有受到应　

有的追究。为加快我国建筑节能的步伐，我们必须在建设设计中大力推　广建筑节能技术，只有这样才能从困境中寻找突破口，把我国建筑能推　

向崭新的未来。　

１、总体规划设计　

１．１建筑选址　建筑基地不适合选择在山谷、洼地级凹地等处，因冬季冷气流在　

凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。位于凹地的底层或半地下层建　

筑，为保持所需的室内温度所消耗的能量，就会相应的增加。所以建筑　基地应尽量选择在向阳、避风的地段上，为建筑争取日照创造必要的条　

件。　

１．２建筑布局　

利用建筑楼群合理布局，充分结合特定地点的自然环境因素、气　候特征和建筑物功能。人的行为活动特点等，建立自然——人工生态平　

衡系统。具体体现在通过楼体排布的方案组合中，按以下原则挑选规划　

方案：充分利用和争取日照；避免风漏斗的出现，合理组织气流，减少　

建筑热损失；利用建筑外界面的反射辐射，对夏季炎热气候考虑充分。　在规划布局中，可以通过建筑的手段来尽量改善日照条件，比如：多排　

多列楼布局中，采用错位布置。利用山墙空隙争取臼照；点、条组合布　

局时。点式住宅布置在朝向较好位置，条式布置其后，争取日照。　

１．３建筑形态　

节能建筑的形态不仅要求体型系数（外表面积／体积）小，同　时需要夏季目辐射得热少，冬季还需要对避寒风有利。但满足此三项需　

要的建筑形体常不一致，因此应考虑多种因素的制约，包括当地夏季气　

温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的环境情　

况，需要具体权衡得热和失热的具体情况，优化组台各项因素后得出结　论。加大进深由８ｍ增加到１４ｍ，可以使建筑耗热指标降低１１％～３３％，因　

此对于１ｏｏｏ一８０ＯＯｍ２的住宅，进深控制在１２—１４，ｍ有利于建筑节能。　

１．４建筑的间距与平面布置　众所周知，建筑间距是太阳能辐射建筑物的重要影响因子。现行　

设计规范对建筑物的满窗日照时间已做了明确的规定：如托儿所、幼儿　

园的生活用房应满足冬至日满窗日照不少于３小日寸；中、小学校南向　

的普通教室冬至日底层满窗目照不应小于２小时。然而，目前这些建　

筑间距标准是以人的健康为出发点而制定的，没有考虑建筑的节能要　

求。因此，根据不同的地区，不同使用性质的建筑物，制定强制性　条文，确定合理的建筑间距，充分利用太阳能、风能等资源，是提　

高建筑节能效果一项有效、经济的途径。　

建筑平面的巧妙布局是提高建筑节能效果的有效途径之一。建筑　

物的组成部分如电梯、大门、管道井、外窗等的布置都是建筑节能　

的影响因素，如将楼梯、机房设计在建筑物的南侧或西侧，可以有　效阻挡日射；为利于保温，’结构设计时可挑空中庭形成２次隔热区。恰　当的平面布置有助于形成理想的通风作用，通过建筑物门窗的合理设　置，形成通风口，诱导自然通风，即起到节能作用又克服了空调室　

内空气品质差的缺点。　

门窗是建筑必不可少的组成部分，其面积约占建筑外围护结构面　积的３　０％，传热系数比墙的大很多，又经常开启，是冬季耗热的关键　

部位。其长期使用能耗约占整个建筑长期使用能耗得５Ｏ％，其中传热　

损失为１／３，冷风渗透为ｌ／３。可见，门窗是建筑能耗散失的最薄弱　部位。因此，在保证日照、采光、通风、观景条件下，结构设计　

时尽量减少外门窗洞口的面积，合理控制窗墙比。对于窗墙比，《民　

用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》有严格规定：北向不大于　２　５％：南向不大于３　５％；东西向不大于３　０％。同时，为了减少门窗能　

耗的散失，应当适当确定建筑物的挑檐、遮阳板的尺寸，安装可调　

试百叶、窗帘，调节室内日照；或采用遮阳系统，一般安装在向阳　

的外立面或采光屋顶上，可控可调，达到不同时间，据不同需要遮　

挡、反射和引光入室的目的。　１．５建筑朝向　建筑朝向是影响建筑节能效果的重要因素。建筑室内热湿环境受　太阳能辐射热量的影响较大，建筑朝向则直接影响建筑物受太阳辐射　

的程度。我国地处北半球，由于太阳高度角和方位角变化规律的影　

响，南朝向的建筑　夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐　射得热，是最有利于的建筑朝向，所以使建筑物为南朝向，是我国　

建筑节能的必要条件。　在一天之中，不同时间的太阳能辐射热量是不同的，不同使用性　

质的建筑物，对能量的使用时间要求也是不同的。根据太阳能在不同　时段的分布状况和建筑物的使用陛质调整和确定减值朝向，是充分利　

用太阳能的有效措施。例如，在我国北方采暖地区，一天之中的１　３～　

ｌ４时的太阳能辐射热量最大，建筑物的布置方向应为南偏西，这样可　以提高室温，有利　Ｆ节能；而对于我国的南方非采暖地区，建筑物　

的布置方向应为南偏东，以减少太阳辐射对室温的影响。再如，办　公、学校等公共建筑只是白天　‘人使用，室问室内则无人居住，只　

要白天室温达到标准即可，并希望上午室温能够尽快上升，对于这样　

的建筑物，应将朝闸设为南偏东为宜：而住宅、旅馆、宿舍等居住　建筑因夜间住人，希望下午有较强的太阳能辐射热进入室内，以提高　

夜间室温，应将朝向设为南偏西。　

２、建筑单位设计　２．１合理控制体形系数建筑物的体形系数一般应控制在０．３以下，　

平、立面尽量不出现过多的凸　面，因为住宅表面体积较小，越利　

于建筑节能。避免热损失。当然，个别地方点缀一些里出外进还是　

可以的。在此处，平面型基本为长方形，单元组成行列式，增加了　

冬季直射室内的阳关，夏季减少阳光的辐射。合理组织穿堂风，增　

强空气对流，制造合适的小气候，以减少能源的使用。　２．２门窗节能设计有屋顶对节能的影响窗户对住宅影响相当大，它　

既是太阳辐射的得热处，又是室内热量的失热处。我们的节能住宅在　

满足采光通风的前提下，尽可能缩小北向开窗面积，扩大南向开窗面　

积。同时，阳关北极户门冷风渗透量大，应采取保温门。虽然屋面　

热量仅占整个建筑物的９％，但对顶层房间室内热环境条件冬季、夏季较　建筑与发展　‘２５８。　ＪｉａｎＺｈｕＹｕ　ＦａＺｈａｎ　建筑论坛　ＪｉａｎＺｈｕ　ＬｕｎＴａｎ　

差，加强屋面结构保温也是降低能耗的重要措施。目前，屋面选用　

聚苯乙烯泡沫板加空气隔气屋，它具有良好的保温隔热性能，热工性　能，热工性能比较好。　

２．３新型节能材料的应用，实用粘土砖，浪费土地、耗能高、　

保温性能差发展国家六十年代就发展了加气砖，建筑砌块、石膏板，　

各种轻质板材节能窗。我国也正朝这个方向发展，并采取严格措施，　限制实心砖的应用。门窗的材料也有原来的钢。从而由塑钢制品代　

替，并采用了嵌入式橡胶密封胶条，使窗户空气渗透量大大减少，气　

密性提高。　

３、建筑节能技术的应用　

３．１墙体节能墙体是建筑外围护结构的主体。所以墙体的节能设计　

直接影响到建筑的耗能。墙体节能有以下两个途径：　

３．１．１建筑保温节能设计建筑保温分为建筑内保温和建筑外保温　两种。建筑内保温就是在建筑外墙的内表面上加设保温材料，再在其　

上粉刷、涂料等，其优点是墙体内表面不用加强防水层，构造处理　

简单，保温材料以免受室外雨水的影响，是一种简单且效果很好的建　筑保温方式。外保温是在外墙外表面上做保温材料，覆以防水层，再　

设外墙装修的构造方法，其优点多。首先其保温层设在外表面，可　

以有效的保护外墙砌体免受太阳辐射的影响，减少墙体应力损害；其　次外保温对建筑柱、粱、墙角等敏感部位处理容易，可以减少热桥　

的产生，并可避免内表面结露；再次围护结构内侧为重质砌体，有　

较高的热容性，可以减少室温的波动；在夏季，外保温材料又起到　

很好的隔热作用，使墙体不会升温过快，内表面温度降低，增加了　室内舒适度。　３．１．２建筑隔热节能设计　隔热除考虑外墙部位需设置外。屋顶由　

于受太阳辐射影响最大，所以也要进行隔热设计。隔热设计主要使用　隔热材料隔热和隔热构造隔热。隔热材料有填充类、板块类和热反射　

类。而现在有～种很廉价的隔热方式：空气层的隔热。这是一种将　

“空气”作为隔热材料的特殊做法，其隔热性能良好，所以在隔热　构造设计中被经常用到。其隔热原理是通过降低传热达到隔热的目　

ｄｉ　ｄ　ｉ　ｕ　

（上接第２，５０页）　的。而影响其隔热性能的原因有：空气间层厚度、热流方向、空气　

间层的密闭程度和两侧表面的光洁度。这种隔热方式现在主要被用于　炎热气候地区的屋面、墙体、双层窗中，隔热效果好。同时空气间　

层设于墙体部分，起隔热和保温双重效果，不过水平构件只有隔热作　

用。　３．２屋面节能常用的几种节能屋面是：高效保温材料屋面、架空　

型保温屋面、浮石砂保温屋面和导致型保温屋面。平屋顶多采用加气　

混凝土保温，厚度增加到５０——１　００衄．有的用水泥聚苯板、水泥珍　珠岩或浮石砂保温。有的则在架空混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩，　

保温效果很好。坡屋顶便于设置保温层。可以在坡顶内铺钉玻璃棉毡　

或岩棉毡，或者在天棚上铺设上述绝热材料。　

３．３采暖节能水源热泵技术是利用地球表面浅层水源（如地下水、　河流、湖泊）中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，　

采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能转移的一种　

技术。众所周知，地下水温度在一年内波动远小于室外空气，是很　

好的热泵热源和空调冷源。同时。在冬季不存在结露、结霜等问题。　

结束语　

总之，建筑节能工程作为建设领域的一个锌粉部工程已成为我们　

既定的基本国策。我们需要随时充实自己，随时总结经验，为推动　

市场节约能源出一分力。　

参考文献：　

［１］王立雄。建筑节能。第一版［Ｍ］。天津。中国建工出版　社。　［２］上官安星。浅析建筑节能施工技术。　

［３］黄晓莺。试论建筑设计与建筑节能［Ｊ］．工业建筑。　

［４］张军。建筑节能的技术措旌及其效果跟踪［Ｊ］。辽宁工程　大学学报（自然科学版）。　

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３．２加强对勘察技术人员相关理论知识的培训　

时代在发展，促使相关的技术知识更新换代，这就需要相关人员　

的理论知识与时俱进。勘察单位内部实行岗位轮换制度，将在很大程　

度上促进勘察各专业的联系和沟通，在技术交流、知识渗透等方面取　得良好的效果。除此之外，进行一些相关的讲座和学术交流活动，来　

加强技术人员的理论知识，让他们知识的高度和深度方面都得到一定　

程度的提高。最后，还要注重技术人员对计算机知识的掌握情况，因