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摘要:当前房屋建筑结构设计人员节能观念薄弱、采取的节能技术不合理,因此加强对房建结构设计中节能环保的研究是非常必要的。本文笔者对房建结构设计中节能环保进行了探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义。
关键词:房建 结构设计 节能 环保
中图分类号:TU318文献标识码: A
引言
经济的发展,社会的进步,文明的生活方式使得人们对生活的质量要求越来越高。也正是在这样的时代背景下,建筑业得到了发展的契机。起初,人们对于房屋的要求仅仅是遮风挡雨,而今,人们对于房屋的建筑要求越来越复杂。不仅要求在建筑房屋的外形方面独树一帜,风格新颖独到,对工程的造价更是要求要尽可能的低。而且,随着人们节能意识的不断提高,节能意识也被融入到了建筑产业中。经济、节能、独特的建筑已经成为了建筑业的设计目标。而房屋在建设过程中最重要的一个环节就是在其建筑和结构上的合理布局。节能建筑必须从建筑合理布局、设计、选地、材料选择、施工等一步一步地进行,才能够很好地保证建筑的质量。
1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。
1.1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2.1m,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。
1.2优化底部框架—抗震
墙结构通常底部框架—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。
1.3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。在框架结构中,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,可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,且施工方便。钢筋采用新三级钢,这种钢筋的强度设计值为360N/mm2,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,可以节省钢筋用量。
1.4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。
2建筑设计中的节能措施
建筑业是我国国民经济的三大产业之一,但是,过去我国的建筑业并没有在节能方面投入人力物力进行研究,使得我国的建筑节能水平远远落后于世界水平。我国的建筑水平不仅不能满足人们对高品质生活的追求,更是由于建造技术有限使得我国的不可再生资源被无止境地消耗掉,因此,提高建筑的节能水平已经成为了建筑业的首要任务。
2.1门窗方面的节能
由于我国地域辽阔,地貌不一,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。
2.2外墙方面的节能
我国的建筑房屋外墙主要是使用240mm的粘土砖,其传热系数约为1.9K/(m·K),通常说来,外墙在传热过程中耗热量比门窗小。因为这种粘土砖是单一材料,导热系数较高效的保温材料20倍以上。但是,由于现行的建筑提倡节能,其无法同时满足保温、隔热的要求,因此,推出的新型复合墙体逐渐代替了它。这种新型的复合墙体的保温隔热功能主要是通过墙面主体的基础结构增加几层复合的保温材料(此种材料绝热)来实现的,这种墙体的保温效果好。特别强调的是,这种墙体由于复合材料和主体结构位置不一,又被人们分为了三种保温技术:外墙内保温、外墙外保温、夹心保温。外墙外保温这种技术的保温效果较其他两种好,因为它的蓄热系数较大,间歇供热能,减少室内的温度波动幅度,恒定室温,能让人体感到冬暖夏凉的舒适感。
2.3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0.3cm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霾天气时,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氙气、氩气等,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。而氩气在空气中约占到1.0%,应用起来更为经济实惠。
2.4加大环保节能的力度。
施工人员在施工的過程中, 选取适宜的材料可以有效地达到节能效果。也就是说, 要想达到建筑节能要求, 就必须应用符合实际施工需求的材料, 增强及完善施工人员的施工工艺。由于太阳能是可持续发展的能源, 因此我们在房屋建设的过程中, 可以将此能源引入到建设中去, 这样不仅能起到节约能源作用, 而且还可以降低设备需求的能源损耗。加强建筑围护节能工作。在较大的耗热量的建筑围护需求下, 会耗损掉 1/3 以上的建筑采暖能量, 另外, 还要对此部分进行科学有效的方法去保温, 从而加大建筑节能的效果, 使整体建筑达到隔热保温的良好功效, 此方法在建筑节能环保技术中起着重要的作用, 在保温性能差及热环境效果较差的环境下, 进行采暖时会损耗许多能量, 因此, 我们的施工人员要提高施工工艺, 使外墙在很好的围护下达到保温、 节能的效果。
3结语
对于建筑房屋各方面的节能设计,如外墙、门窗、玻璃等各个部位,我们应该尽量满足,这样才能真正达到节能的目的。总而言之,节能建筑在建设“资源节约型、环境友好型社会”中有着重要作用。它不仅能够通过各种先进的科学技术以及新工艺、新材料进行建筑建造,大大节省能源,降低成本,还能够满足人们对于房屋建筑的生活需求,如住房的舒适性、能耗低等。
参考文献
[1]谢晨,王科芳.房屋建筑节能设计的存在问题研究[J].建筑遗产,2013(24):566-567.
[2]李红伟,刘小利.浅谈房屋建筑节能设计的意义与措施[J].房地产导刊,2013(18):13.
[3]中华人民共和国建设部.GB50010-2002混凝土结构设计规范[S].
关键词:房建 结构设计 节能 环保
中图分类号:TU318文献标识码: A
引言
经济的发展,社会的进步,文明的生活方式使得人们对生活的质量要求越来越高。也正是在这样的时代背景下,建筑业得到了发展的契机。起初,人们对于房屋的要求仅仅是遮风挡雨,而今,人们对于房屋的建筑要求越来越复杂。不仅要求在建筑房屋的外形方面独树一帜,风格新颖独到,对工程的造价更是要求要尽可能的低。而且,随着人们节能意识的不断提高,节能意识也被融入到了建筑产业中。经济、节能、独特的建筑已经成为了建筑业的设计目标。而房屋在建设过程中最重要的一个环节就是在其建筑和结构上的合理布局。节能建筑必须从建筑合理布局、设计、选地、材料选择、施工等一步一步地进行,才能够很好地保证建筑的质量。
1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。
1.1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2.1m,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。
1.2优化底部框架—抗震
墙结构通常底部框架—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。
1.3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。在框架结构中,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,可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,且施工方便。钢筋采用新三级钢,这种钢筋的强度设计值为360N/mm2,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,可以节省钢筋用量。
1.4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。
2建筑设计中的节能措施
建筑业是我国国民经济的三大产业之一,但是,过去我国的建筑业并没有在节能方面投入人力物力进行研究,使得我国的建筑节能水平远远落后于世界水平。我国的建筑水平不仅不能满足人们对高品质生活的追求,更是由于建造技术有限使得我国的不可再生资源被无止境地消耗掉,因此,提高建筑的节能水平已经成为了建筑业的首要任务。
2.1门窗方面的节能
由于我国地域辽阔,地貌不一,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。
2.2外墙方面的节能
我国的建筑房屋外墙主要是使用240mm的粘土砖,其传热系数约为1.9K/(m·K),通常说来,外墙在传热过程中耗热量比门窗小。因为这种粘土砖是单一材料,导热系数较高效的保温材料20倍以上。但是,由于现行的建筑提倡节能,其无法同时满足保温、隔热的要求,因此,推出的新型复合墙体逐渐代替了它。这种新型的复合墙体的保温隔热功能主要是通过墙面主体的基础结构增加几层复合的保温材料(此种材料绝热)来实现的,这种墙体的保温效果好。特别强调的是,这种墙体由于复合材料和主体结构位置不一,又被人们分为了三种保温技术:外墙内保温、外墙外保温、夹心保温。外墙外保温这种技术的保温效果较其他两种好,因为它的蓄热系数较大,间歇供热能,减少室内的温度波动幅度,恒定室温,能让人体感到冬暖夏凉的舒适感。
2.3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0.3cm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霾天气时,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氙气、氩气等,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。而氩气在空气中约占到1.0%,应用起来更为经济实惠。
2.4加大环保节能的力度。
施工人员在施工的過程中, 选取适宜的材料可以有效地达到节能效果。也就是说, 要想达到建筑节能要求, 就必须应用符合实际施工需求的材料, 增强及完善施工人员的施工工艺。由于太阳能是可持续发展的能源, 因此我们在房屋建设的过程中, 可以将此能源引入到建设中去, 这样不仅能起到节约能源作用, 而且还可以降低设备需求的能源损耗。加强建筑围护节能工作。在较大的耗热量的建筑围护需求下, 会耗损掉 1/3 以上的建筑采暖能量, 另外, 还要对此部分进行科学有效的方法去保温, 从而加大建筑节能的效果, 使整体建筑达到隔热保温的良好功效, 此方法在建筑节能环保技术中起着重要的作用, 在保温性能差及热环境效果较差的环境下, 进行采暖时会损耗许多能量, 因此, 我们的施工人员要提高施工工艺, 使外墙在很好的围护下达到保温、 节能的效果。
3结语
对于建筑房屋各方面的节能设计,如外墙、门窗、玻璃等各个部位,我们应该尽量满足,这样才能真正达到节能的目的。总而言之,节能建筑在建设“资源节约型、环境友好型社会”中有着重要作用。它不仅能够通过各种先进的科学技术以及新工艺、新材料进行建筑建造,大大节省能源,降低成本,还能够满足人们对于房屋建筑的生活需求,如住房的舒适性、能耗低等。
参考文献
[1]谢晨,王科芳.房屋建筑节能设计的存在问题研究[J].建筑遗产,2013(24):566-567.
[2]李红伟,刘小利.浅谈房屋建筑节能设计的意义与措施[J].房地产导刊,2013(18):13.
[3]中华人民共和国建设部.GB50010-2002混凝土结构设计规范[S].