優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)研究

孫海濱

摘 要：如何科學(xué)、有效地實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化，逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題之一。對(duì)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)理論進(jìn)行了分析，并探討了建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)方法和理念，以期促進(jìn)我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：混凝土；建筑結(jié)構(gòu)；絕熱材料；復(fù)合墻體

中圖分類(lèi)號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.031

文章編號(hào)：2095-6835（2015）15-0031-02

1 我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)理論

在我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)方法中，復(fù)合墻體和自然通風(fēng)設(shè)計(jì)理念應(yīng)用比較廣泛。以下對(duì)這兩種設(shè)計(jì)理念進(jìn)行細(xì)致分析。

隨著我國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的頒布，單一材料的墻體由于隔熱保溫的功能較差，使建筑在冬季寒冷或夏季炎熱時(shí)需要消耗過(guò)多的能耗來(lái)提高室內(nèi)的溫度或降低室內(nèi)的溫度。因此，在建筑節(jié)能改造和設(shè)計(jì)時(shí)常使用復(fù)合節(jié)能墻體。復(fù)合墻體不使用單一材料作為承重，而使用鋼筋混凝土或磚砌體與絕熱材料的復(fù)合材料作為承重墻體。目前，我國(guó)在建筑節(jié)能改造和設(shè)計(jì)時(shí)，常使用的復(fù)合墻體有夾心復(fù)合墻體、透明保溫的水系統(tǒng)墻體、內(nèi)保溫復(fù)合墻體和外保溫復(fù)合墻體等等。

居住建筑里運(yùn)用自然通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，屬于低成本的節(jié)能方式。通常情況下，冷空氣的密度大于熱空氣的密度，冷空氣會(huì)下沉、熱空氣會(huì)上升，進(jìn)而產(chǎn)生氣流。往往在建筑的開(kāi)口處會(huì)因壓力不同而產(chǎn)生壓力差，使室內(nèi)的空氣產(chǎn)生對(duì)流，進(jìn)而推動(dòng)自然通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)作。在構(gòu)造自然通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，建筑物與主導(dǎo)風(fēng)向的夾角宜呈30°～45°，并采用前后錯(cuò)列、斜列、前低后高和前疏后密等布局措施，從而使整個(gè)建筑群受益；開(kāi)口寬度宜為房間寬度的1/3，開(kāi)口面積宜為地板面積的15%～20%，還要將進(jìn)風(fēng)口設(shè)置于地面上方約2 m處，這樣不僅通風(fēng)效果好，還可確保氣流經(jīng)過(guò)居住者的頭部區(qū)域，從而使居住者感到舒適。

2 我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)方法

2.1 夾心復(fù)合墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)

夾心復(fù)合墻體是集承重、維護(hù)、保溫和裝飾為一體的，耐久、防火性能好，節(jié)能的一種新型結(jié)構(gòu)墻體。從1990年開(kāi)始，我國(guó)眾多學(xué)者借助于國(guó)外的豐富經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了大量實(shí)踐，總結(jié)出了構(gòu)造原則，然后將其編入到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的圖集中。目前，在我國(guó)建筑節(jié)能改造設(shè)計(jì)中，最常用到夾心復(fù)合墻體是混凝土夾心復(fù)合墻體，它通常由混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)墻、外墻、保溫材料的夾層和連接內(nèi)外墻所用到的低導(dǎo)熱性連接件四部分構(gòu)造而成。其構(gòu)造過(guò)程如下：建造混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)、外兩層墻體，中間做成中空的夾層，然后在半磚厚的內(nèi)、外兩面墻中的夾層夾以珍珠巖、聚苯乙烯泡沫體、木屑、聚氨酯泡沫體和玻璃棉等保溫材料。

2.2 內(nèi)保溫復(fù)合墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)內(nèi)保溫復(fù)合墻體在節(jié)能時(shí)，往往采用強(qiáng)度較低的絕熱材料復(fù)合在承載重量墻體內(nèi)側(cè)，并在保溫層內(nèi)設(shè)置隔氣層，從而提高墻體的隔熱保溫特性。在設(shè)計(jì)內(nèi)保溫復(fù)合墻體的保溫結(jié)構(gòu)時(shí)，一般以提高墻體的隔熱保溫特性為主，并采用干作業(yè)施工的方式，施工進(jìn)度快、效率高。

內(nèi)保溫復(fù)合墻體主要有以下2個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①取材方便。由于對(duì)保溫材料在防水和防火等方面的要求不高，因此，可使用紙面石膏板、聚苯板和石膏抹面砂漿等作為材料。②施工方便，不需要搭架。

目前，在我國(guó)建筑節(jié)能改造設(shè)計(jì)中，常用的內(nèi)保溫復(fù)合墻體是以阻燃型泡沫聚苯板為保溫材料的增強(qiáng)粉刷石膏聚苯板外墻內(nèi)保溫墻體。這種墻體的構(gòu)造方法是以黏結(jié)石膏為黏結(jié)劑，將石膏粉與一些外加劑混合配制成粉狀袋裝粉刷的石膏，然后加水等其固化。使用這種內(nèi)保溫復(fù)合墻體的建筑可達(dá)到25%的節(jié)能效果，可很好地改善居住建筑的隔熱保溫效果，達(dá)到節(jié)能的目的。

2.3 外保溫復(fù)合墻體節(jié)能技術(shù)

外保溫復(fù)合墻體在節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)與內(nèi)保溫復(fù)合墻體在做法極為相似，只有絕熱材料復(fù)合的位置略有不同——復(fù)合的絕熱材料置于墻體外側(cè)，由保溫層、抹面層和飾面構(gòu)成。這種墻體能使冬季外墻的內(nèi)表面溫度提高，改善室內(nèi)的氣候環(huán)境。相比于內(nèi)保溫復(fù)合墻體的節(jié)能技術(shù)，外保溫復(fù)合墻體節(jié)能技術(shù)的保溫層在建筑墻體外側(cè)，可防止在室外氣候長(zhǎng)期、反復(fù)的作用下遭受損壞，不僅能保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，還可延長(zhǎng)該居住建筑的使用年限。

在我國(guó)，較常使用的外保溫復(fù)合墻體的節(jié)能技術(shù)主要為涂抹聚苯顆粒保溫料漿的保溫墻體。這種外保溫的復(fù)合墻體施工過(guò)程非常復(fù)雜，技術(shù)要求較高，但保溫效果好，能達(dá)到35%的節(jié)能效果，且該墻體還具有很好的耐水性、耐火性和防凍裂性。

2.4 自然通風(fēng)的節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式

自然通風(fēng)一般分為風(fēng)壓通風(fēng)和熱壓通風(fēng)。目前，我國(guó)較常使用的自然通風(fēng)是將風(fēng)壓通風(fēng)和熱壓通風(fēng)各自的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)的，這種設(shè)計(jì)方式不是單一不變的，是根據(jù)建筑所處的環(huán)境、建筑的形狀等因素而改變的，有的設(shè)計(jì)以熱壓通風(fēng)為主，有的設(shè)計(jì)是以風(fēng)壓通風(fēng)為主。

自然通風(fēng)利用自然界風(fēng)的能量降低建筑室內(nèi)的溫度，并起到除濕和提高室內(nèi)空氣質(zhì)量的作用，從而降低空調(diào)的使用率降低、耗電量。這種自然通風(fēng)的節(jié)能方式除了能幫助建筑降低能耗外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：①由于風(fēng)是一種自然資源，因此，利用此節(jié)能方式可降低建筑的成本。②由于空氣的流動(dòng)會(huì)加速室內(nèi)空氣的更換、沖淡室內(nèi)的氣味，使人們呼吸到更多新鮮空氣，從而促進(jìn)居住者的身體健康；由夜晚室外的溫度低于室內(nèi)的溫度，會(huì)將室內(nèi)的熱空氣替換掉和減輕白天造成的冷負(fù)荷，因此，使用自然通風(fēng)系統(tǒng)的建筑會(huì)在夜間降低溫度。

3 結(jié)束語(yǔ)

優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)逐漸成為建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。本文主要對(duì)最常見(jiàn)的2種節(jié)能設(shè)計(jì)提出了優(yōu)化理念。在以后的節(jié)能設(shè)計(jì)中，要不斷創(chuàng)新，從而更好地促進(jìn)我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]王國(guó)慶.沈陽(yáng)市既有建筑節(jié)能改造對(duì)策研究[D].沈陽(yáng)：沈陽(yáng)建筑大學(xué)，2011.

[2]楊玉蘭.居住建筑節(jié)能評(píng)價(jià)與建筑能效標(biāo)識(shí)研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2009.

[3]陳硯祥.采暖區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造管理模式研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2011.

[4]張士松.地源熱泵系統(tǒng)在建筑中的應(yīng)用研究[D].濟(jì)南：山東建筑大學(xué)，2011.

〔編輯：張思楠〕