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【摘要】近年来，我国建筑能源消耗占国内能源消耗的总量比例也一年比一年高，加强建筑节能设计，减少建筑能耗已经是刻不容缓。鉴于此，笔者将本文命名为《节能设计在建筑结构设计中的应用》，从总体规划设计、建筑单体设计方面论述了节能设计在建筑结构设计中的应用，并提出了相关的节能应用措施，旨在加强与同行的沟通交流，提高我国建筑结构节能设计水平和应用水平，减少建筑能源的损耗，提高建筑能源的使用效率，为我国的节约能源事业贡献应有的力量。
【关键词】节能设计；建筑结构设计；应用
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
随着我国建筑规模的不断扩大，建筑能耗也越来越高，对我国经济的可持续发展具有一定的不利影响。因此必须从现在开始，加强建筑节能意识，重视建筑节能设计，从而避免能源危机的不断加剧。在不影响建设使用舒适度的基础上，减少耗能、提高建筑能源的利用率是当前我国建筑节能设计的主要任务，设计人员不断创新节能型建筑的设计方法，认真做好建筑节能设计工作。
1.建筑结构的总体规划设计
1.1建筑选址
建筑基地应避免选择在凹地、洼地、山谷等处，因为冷气流在凹地里会产生“霜洞”效应，为确保建筑物的底层的室内温度，会造成更多能量的消耗。因此，应尽量选择避风、向阳地段作为建筑基地。
1.2建筑布局
建筑布局应充分、综合考虑以下要素：当地的气候特征、自然环境、人的活动特点、建筑物功能、生态平衡。设计合理的楼体排布的方案，应坚持以下原则：争取和利用日照条件、组织气流、减少热损耗、防止出现风漏斗、考虑冬夏两季的寒冷和高温气候影响。在实际的建筑布局规划时，还可以通过相关建筑手法来改善和提高日照条件，比如利用山墙空隙；多排多列楼栋进行错位布置；点式住宅在朝向好处布置，条式的布置在点式后面，争取日照。
1.3建筑形态
节能建筑的形态的要求很高，一是体型系数小、二是夏季日辐射得热少、三是有利于冬季避寒风。而实际上符合这三种需求的建筑形体一般都不相同，所以必须考虑各种制约因素的影响，包括当地气温、建筑朝向、日照辐射、围护结构的实际保温效果、环境因素等，通过对得热、失热情况的分析对比，优化和重新组合各因素，就可以得到最佳需求。如果只从夏季得热方面分析，把建筑的进深从8米加大到14米，能够降低11％至33％的建筑耗热指标，所以对于面积大于1000平方米小于8000平方米的住宅，控制进深为12米到14米对建筑节能起到很好的积极、有利作用[1]。
1.4建筑间距
合理的建筑间距，能够提高建筑的室内日照水平，保证充足的日照量，提高室内温度，同时对人身体健康、心理健康也有积极影响作用。斜屋顶方法是确保建筑的日照要求满足的基础上能尽量缩小建筑间距。
1.5建筑朝向
选择建筑朝向时，应充分考虑以下因素的影响：一是高温季节减少太阳对卧室外墙和室内的直射；寒冷季节保证室内有适量日照；夏天的通风良好，冬天能防止冷风吹袭；节约用电；考虑当地地形条件；尽量满足组合建筑需求。
2.建筑单体设计
2.1合理控制体形系数
通常情況下，建筑的体形系数应控制在小于0.3。因为建筑表面积越小，则热损失越小，对建筑节能就越有利，因此应控制建筑的平面、立面尽量减少凸凹面的存在，当然，个别部位的点缀并不碍事。在这里处，平面型通常都是长方形，表现为行列式，能增加冬天室内的阳光照射，减少夏天的强烈太阳辐射，此外，通过合理科学组织穿堂风，也能促进空气对流，小范围内制造出适宜的气候，减少能源的消耗。
2.2门窗、屋面的节能设计
首先，窗户对住宅建筑具有很大的影响，不但是太阳辐射热量的来源处，也是失去室内热量的关键位置。满足住宅的采光和通风基础上，节能住宅应尽量扩大南向开窗面积，减少北向开窗面积。其次，由于门口和阳台有大量的冷风渗透到屋内，为减少热量损失，节能建筑可以选择安装保温门。再次，虽然屋面热量占整个建筑物并不大，只有9％，但它直接影响着住宅顶层房间的室内热环境条件，出现冬冷夏热现象。因此，提高屋面结构的保温效果也是降低能耗的主要措施。目前，最常用的屋面结构设置为：空气隔气屋加聚苯乙烯泡沫板，保温隔热性能、热工性能都很好[2]。
2.3新型节能材科的应用
实用粘土砖的保温性能差、耗能高还浪费土地，如今已经被国家限制使用，同时推广加气砖、石膏板、轻质板材等。门窗的材料也越来越环保和节能，不再是过去的钢和木，目前最流行的是塑钢制品，在施工时还加入嵌入式的橡胶密封胶条，有效减少了窗户的空气渗透量，大大提高了气密性。
3.建筑节能技术的应用
3.1墙体节能
3.1.1建筑保温节能设计
建筑的保温设计主要有内保温、外保温两种。建筑内保温主要是指在建筑外墙结构的内部加做保温层，优点是施工方便简单、施工速度快、施工技术比较成熟，而且不用加防水层、保温材料不受室外雨水的影响、保温效果良好。建筑外保温是指在建筑外墙的外表面做保温层，然后在上面覆盖防水层。优点很多，分别有：一是保温层设置在建筑结构外侧，等于为建筑物加了一层保护衣，能够有效避免太阳辐射对外墙砌体的影响，减少墙体的应力损害，保护建筑物的主体结构，延长建筑的使用寿命；二是能够避免外墙的梁、柱、门窗之间形成散热通道，减少热桥的产生。三是增加了建筑使用面积。四是保温效果很好，能够大大减少室内温度的波动。五是在气温很高的夏季，外保温材料能够很好的发挥其强大的隔热作用，防止墙体升温过快，降低内表面的温度，增加室内舒适度[3]。
3.1.2建筑隔热节能设计
建筑的隔热设计，不仅要在建筑的外墙部位设置，而且要在屋顶设置，因为屋顶是建筑结构中受太阳辐射影响最大的部位。隔热设计也有两种方式，分别是隔热构造隔热以及使用隔热材料隔热。常见的隔热材料有热反射类、板块类、填充类。空气层的隔热是目前比较常用、价格低廉而且隔热性能良好的隔热方式，是一种把“空气”当作隔热材料的特殊方法，其隔热原理是降低传热从而实现隔热，像空气间层的厚度和密闭程度、热流方向、两侧表面的光洁度等因素都会对其隔热性能造成影响。空气层的隔热目前主要运用在炎热气候地区的双层窗、墙体和屋面，隔热效果很不错，同时设置在墙体部分的空气间层还能起到保温和隔热的双重效果，但水平构件是只能隔热的。
3.2屋面节能
常用节能屋面有架空型保温屋面、高效保温材料屋面、倒置型保温屋面以及浮石砂保温屋面。平屋顶一般都是使用加气混凝土保温，把厚度增加到50毫米到100毫米。50-100mm。其他还有用浮石砂、水泥珍珠岩、水泥聚苯板保温。而坡屋顶通常会在天棚上铺设绝热材料。3.3采暖节能
常见的采暖节能技术是水源热泵技术，主要是利用地下水、湖泊、河流等地表浅层水源中的地热能和太阳能所形成的低温低位热能资源，运用热泵原理，输入少量的高位电能，实现低位热能的转移。其中，地下水的温差波动小，在外界气温对比下，直接表现是冬暖夏凉，是很好的空调冷源和热泵热源[4]。
4.结语
综上所述，加强建筑节能设计具有重要的现实意义。由于建筑节能涉及到总体规划、自然地理环境、建筑性质、居民使用方式等方面，因此设计人员应该综合考虑各种因素的影响，权衡利弊，做好建筑结构的节能设计工作，减少资源的损耗，提高资源的利用率。
【参考文献】
[1]韩玥.浅谈节能设计在建筑结构设计中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2009，05:166-167.
[2]柯晓灵.浅谈绿色建筑的结构设计方案[J].科技与企业，2012，13：182.
[3]胡天水.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].中华民居(下旬刊)，2013，04:45-46.
[4]张庆新.高层建筑结构设计[A].吉林省土木建筑学会.吉林省土木建筑学会2012年学术年会论文[C].吉林省土木建筑学会:，2012:3.
【关键词】节能设计；建筑结构设计；应用
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
随着我国建筑规模的不断扩大，建筑能耗也越来越高，对我国经济的可持续发展具有一定的不利影响。因此必须从现在开始，加强建筑节能意识，重视建筑节能设计，从而避免能源危机的不断加剧。在不影响建设使用舒适度的基础上，减少耗能、提高建筑能源的利用率是当前我国建筑节能设计的主要任务，设计人员不断创新节能型建筑的设计方法，认真做好建筑节能设计工作。
1.建筑结构的总体规划设计
1.1建筑选址
建筑基地应避免选择在凹地、洼地、山谷等处，因为冷气流在凹地里会产生“霜洞”效应，为确保建筑物的底层的室内温度，会造成更多能量的消耗。因此，应尽量选择避风、向阳地段作为建筑基地。
1.2建筑布局
建筑布局应充分、综合考虑以下要素：当地的气候特征、自然环境、人的活动特点、建筑物功能、生态平衡。设计合理的楼体排布的方案，应坚持以下原则：争取和利用日照条件、组织气流、减少热损耗、防止出现风漏斗、考虑冬夏两季的寒冷和高温气候影响。在实际的建筑布局规划时，还可以通过相关建筑手法来改善和提高日照条件，比如利用山墙空隙；多排多列楼栋进行错位布置；点式住宅在朝向好处布置，条式的布置在点式后面，争取日照。
1.3建筑形态
节能建筑的形态的要求很高，一是体型系数小、二是夏季日辐射得热少、三是有利于冬季避寒风。而实际上符合这三种需求的建筑形体一般都不相同，所以必须考虑各种制约因素的影响，包括当地气温、建筑朝向、日照辐射、围护结构的实际保温效果、环境因素等，通过对得热、失热情况的分析对比，优化和重新组合各因素，就可以得到最佳需求。如果只从夏季得热方面分析，把建筑的进深从8米加大到14米，能够降低11％至33％的建筑耗热指标，所以对于面积大于1000平方米小于8000平方米的住宅，控制进深为12米到14米对建筑节能起到很好的积极、有利作用[1]。
1.4建筑间距
合理的建筑间距，能够提高建筑的室内日照水平，保证充足的日照量，提高室内温度，同时对人身体健康、心理健康也有积极影响作用。斜屋顶方法是确保建筑的日照要求满足的基础上能尽量缩小建筑间距。
1.5建筑朝向
选择建筑朝向时，应充分考虑以下因素的影响：一是高温季节减少太阳对卧室外墙和室内的直射；寒冷季节保证室内有适量日照；夏天的通风良好，冬天能防止冷风吹袭；节约用电；考虑当地地形条件；尽量满足组合建筑需求。
2.建筑单体设计
2.1合理控制体形系数
通常情況下，建筑的体形系数应控制在小于0.3。因为建筑表面积越小，则热损失越小，对建筑节能就越有利，因此应控制建筑的平面、立面尽量减少凸凹面的存在，当然，个别部位的点缀并不碍事。在这里处，平面型通常都是长方形，表现为行列式，能增加冬天室内的阳光照射，减少夏天的强烈太阳辐射，此外，通过合理科学组织穿堂风，也能促进空气对流，小范围内制造出适宜的气候，减少能源的消耗。
2.2门窗、屋面的节能设计
首先，窗户对住宅建筑具有很大的影响，不但是太阳辐射热量的来源处，也是失去室内热量的关键位置。满足住宅的采光和通风基础上，节能住宅应尽量扩大南向开窗面积，减少北向开窗面积。其次，由于门口和阳台有大量的冷风渗透到屋内，为减少热量损失，节能建筑可以选择安装保温门。再次，虽然屋面热量占整个建筑物并不大，只有9％，但它直接影响着住宅顶层房间的室内热环境条件，出现冬冷夏热现象。因此，提高屋面结构的保温效果也是降低能耗的主要措施。目前，最常用的屋面结构设置为：空气隔气屋加聚苯乙烯泡沫板，保温隔热性能、热工性能都很好[2]。
2.3新型节能材科的应用
实用粘土砖的保温性能差、耗能高还浪费土地，如今已经被国家限制使用，同时推广加气砖、石膏板、轻质板材等。门窗的材料也越来越环保和节能，不再是过去的钢和木，目前最流行的是塑钢制品，在施工时还加入嵌入式的橡胶密封胶条，有效减少了窗户的空气渗透量，大大提高了气密性。
3.建筑节能技术的应用
3.1墙体节能
3.1.1建筑保温节能设计
建筑的保温设计主要有内保温、外保温两种。建筑内保温主要是指在建筑外墙结构的内部加做保温层，优点是施工方便简单、施工速度快、施工技术比较成熟，而且不用加防水层、保温材料不受室外雨水的影响、保温效果良好。建筑外保温是指在建筑外墙的外表面做保温层，然后在上面覆盖防水层。优点很多，分别有：一是保温层设置在建筑结构外侧，等于为建筑物加了一层保护衣，能够有效避免太阳辐射对外墙砌体的影响，减少墙体的应力损害，保护建筑物的主体结构，延长建筑的使用寿命；二是能够避免外墙的梁、柱、门窗之间形成散热通道，减少热桥的产生。三是增加了建筑使用面积。四是保温效果很好，能够大大减少室内温度的波动。五是在气温很高的夏季，外保温材料能够很好的发挥其强大的隔热作用，防止墙体升温过快，降低内表面的温度，增加室内舒适度[3]。
3.1.2建筑隔热节能设计
建筑的隔热设计，不仅要在建筑的外墙部位设置，而且要在屋顶设置，因为屋顶是建筑结构中受太阳辐射影响最大的部位。隔热设计也有两种方式，分别是隔热构造隔热以及使用隔热材料隔热。常见的隔热材料有热反射类、板块类、填充类。空气层的隔热是目前比较常用、价格低廉而且隔热性能良好的隔热方式，是一种把“空气”当作隔热材料的特殊方法，其隔热原理是降低传热从而实现隔热，像空气间层的厚度和密闭程度、热流方向、两侧表面的光洁度等因素都会对其隔热性能造成影响。空气层的隔热目前主要运用在炎热气候地区的双层窗、墙体和屋面，隔热效果很不错，同时设置在墙体部分的空气间层还能起到保温和隔热的双重效果，但水平构件是只能隔热的。
3.2屋面节能
常用节能屋面有架空型保温屋面、高效保温材料屋面、倒置型保温屋面以及浮石砂保温屋面。平屋顶一般都是使用加气混凝土保温，把厚度增加到50毫米到100毫米。50-100mm。其他还有用浮石砂、水泥珍珠岩、水泥聚苯板保温。而坡屋顶通常会在天棚上铺设绝热材料。3.3采暖节能
常见的采暖节能技术是水源热泵技术，主要是利用地下水、湖泊、河流等地表浅层水源中的地热能和太阳能所形成的低温低位热能资源，运用热泵原理，输入少量的高位电能，实现低位热能的转移。其中，地下水的温差波动小，在外界气温对比下，直接表现是冬暖夏凉，是很好的空调冷源和热泵热源[4]。
4.结语
综上所述，加强建筑节能设计具有重要的现实意义。由于建筑节能涉及到总体规划、自然地理环境、建筑性质、居民使用方式等方面，因此设计人员应该综合考虑各种因素的影响，权衡利弊，做好建筑结构的节能设计工作，减少资源的损耗，提高资源的利用率。
【参考文献】
[1]韩玥.浅谈节能设计在建筑结构设计中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2009，05:166-167.
[2]柯晓灵.浅谈绿色建筑的结构设计方案[J].科技与企业，2012，13：182.
[3]胡天水.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].中华民居(下旬刊)，2013，04:45-46.
[4]张庆新.高层建筑结构设计[A].吉林省土木建筑学会.吉林省土木建筑学会2012年学术年会论文[C].吉林省土木建筑学会:，2012:3.