摘要：隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)能源的需求量也日益劇增，因此建筑節(jié)能成為建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，越來(lái)越被建筑設(shè)計(jì)師們所重視。本文從標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，結(jié)合城市建筑所處的綜合環(huán)境的分析，從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面探討了城市建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)方案。

　　關(guān)鍵詞：城市建筑;節(jié)能設(shè)計(jì)

　　Abstract: With the rapid development of the construction industry in our country, the demand of energy are increasing, so the building energy efficiency has become the most important part of architecture design, more and more architects pay attention. This article from the standard point of view of design, combined with the city construction and the comprehensive environmental analysis, from the building structure design of city building energy saving design.

　　Key words: city building; energy-saving design

　　中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

　　建筑節(jié)能設(shè)計(jì)就是通過(guò)對(duì)地區(qū)氣候條件的分析，將建筑設(shè)計(jì)與建筑微氣候、建筑技術(shù)和能源的有效利用相結(jié)合的一種建筑設(shè)計(jì)方法。目前我國(guó)大多數(shù)建筑無(wú)完善的節(jié)能措施，建筑的高耗能已經(jīng)給社會(huì)帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)。因此，建筑節(jié)能是世界建筑發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新生長(zhǎng)點(diǎn)。

　　一、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)

　　1、建筑體形節(jié)能設(shè)計(jì)

　　①減小體形系數(shù)：合理的建筑體形能夠減少建筑物與外界的熱量交換。在其他外界條件一定的情況下，建筑物體形系數(shù)越大，單位面積散熱量也越大，其耗熱量指標(biāo)越多，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失也相對(duì)較多。因此，從節(jié)能考慮，建筑物的造型宜簡(jiǎn)潔、完整，盡量避免復(fù)雜的輪廓線。減小體型系數(shù)，提高節(jié)能效果。②自然通風(fēng)：通過(guò)建筑體形的設(shè)計(jì)，利用建筑迎風(fēng)面和背風(fēng)面的風(fēng)壓差，在建筑上部設(shè)排風(fēng)口排出污濁的熱空氣，同時(shí)從建筑底部補(bǔ)充吸入新鮮的冷空氣，引導(dǎo)和組織氣流，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)。③日照環(huán)境設(shè)計(jì)：建筑的體形會(huì)直接影響建筑采暖空調(diào)的能耗大小。因此，在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從節(jié)能的角度出發(fā)，盡量使建筑的體形能夠?qū)崿F(xiàn)在夏季白天防止太陽(yáng)輻射，在夜間利于自然通風(fēng)、散熱的目標(biāo)。保證建筑物的外圍護(hù)部分接受的冷、熱量最少，從而減少冬季的熱損失與夏季的冷損失。

　　2、建筑布局節(jié)能設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)者可根據(jù)對(duì)戶型的自然通風(fēng)模擬結(jié)果，將原設(shè)計(jì)中自然通風(fēng)不利戶型的室內(nèi)分隔、外窗的位置、外窗的可開啟尺寸等進(jìn)行調(diào)整，例如，將電梯、樓梯、管道井、機(jī)房等布置在建筑物的北側(cè)或西側(cè)，而主要辦公用房、住宿用房等人們經(jīng)常停留的房間應(yīng)盡量考慮布置在南向或東向，使該戶型室內(nèi)的氣流更加暢通，室內(nèi)空氣齡明顯降低，顯著提高室內(nèi)空氣新鮮程度。對(duì)單個(gè)居住空間，室內(nèi)分隔簡(jiǎn)潔，建筑進(jìn)深適中，建筑戶型前后沒(méi)有阻擋。在有兩面外墻的情況下，均在不同的外墻上開設(shè)了可開啟的外窗，且可開啟的面積之和大于外窗所在房間地面面積的8%，為居住空間夜間利用自然通風(fēng)降溫創(chuàng)造條件。

　　3、建筑朝向節(jié)能設(shè)計(jì)

　　建筑朝向的選擇要考慮兩個(gè)方面，首先是在冬季能獲得足夠的日照，主要房間要避開冬季風(fēng)向。其次，在夏季能有效防止太陽(yáng)輻射與暴風(fēng)雨的襲擊。不同朝向，不同季節(jié)，建筑物所得到的太陽(yáng)輻射熱能量不同，熱損失也不同。在夏天，由于太陽(yáng)高度角低，東、西向所得到的能量比南向多2.5 倍。而在北緯40 度～45 度地區(qū)，建筑物的朝向所得到的太陽(yáng)輻射能量，相對(duì)夏天來(lái)說(shuō)幾乎是其兩倍。因此，設(shè)計(jì)者在確定建筑的方位時(shí)首先應(yīng)考慮環(huán)境情況，按其太陽(yáng)高度角做出日影響圖，以確定冬季每天的日照時(shí)間，建筑南向開窗面積盡可能大些，在滿足采光條件下，北向、東向窗盡可能小些，從而獲得更多的太陽(yáng)光線，減少熱損失，保持室內(nèi)舒適的溫度環(huán)境。

　　二、優(yōu)化建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)

　　1、窗戶節(jié)能設(shè)計(jì)

　　①控制開窗率：建筑物的外門和外窗是冬季冷風(fēng)侵入、夏季陽(yáng)光入射的主要通道。因此，合理控制開窗率是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。在高能耗墻面應(yīng)避免開大窗，且應(yīng)提高窗戶的遮陽(yáng)性能。并盡量避免在東、西向開窗。同時(shí)，設(shè)置窗簾、遮陽(yáng)板等也可以提高遮陽(yáng)效果。②控制窗墻比：窗墻比是建筑外窗總面積與外圍護(hù)墻體總面積的比值，在節(jié)能設(shè)計(jì)中不同朝向的墻窗比不同。因此需根據(jù)不同地區(qū)氣候特征合理控制窗墻比。如在炎熱干燥的地區(qū)，白天太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大，夜間溫度低，建筑外墻體比較封閉，窗墻比小，可以減少白天透過(guò)窗戶的太陽(yáng)輻射熱和夜間室內(nèi)熱量的散失，同時(shí)保持室內(nèi)空氣的濕潤(rùn)。在溫?zé)釢駶?rùn)的地區(qū)，建筑的窗墻比則應(yīng)該設(shè)計(jì)得較大一些，夏季利用較大的南向窗戶進(jìn)行自然通風(fēng)，冬季則可以獲得較多的太陽(yáng)輻射熱。

　　2、墻體節(jié)能設(shè)計(jì)

　　外墻在整個(gè)建筑外包面積中占的比例最大，對(duì)建筑能耗的影響也最大。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制墻體的傳熱系數(shù)，采用保溫性能好的砌體，如加砌混凝土自保溫砌體，也可采用多層復(fù)合墻體。先用250mm 厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊作為外圍護(hù)墻，有效地減少建筑垃圾，利于環(huán)保和減少資源浪費(fèi)。再增加了一層30mm 厚的有機(jī)硅保溫砂漿，從而減少了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。同時(shí)，在保溫層外側(cè)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)支撐體系，干掛板材，可以遮擋夏季陽(yáng)光直接輻射到墻體，同時(shí)后側(cè)流動(dòng)的空氣層能迅速帶走熱量，起到很好的遮陽(yáng)隔熱效果。另一方面可將外墻構(gòu)件部位設(shè)計(jì)成雙層壁面，形成封閉的空氣層，并將各部位的空氣層相連成循環(huán)，在太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱力作用下，依靠“熱

　　虹吸”作用產(chǎn)生對(duì)流環(huán)路。在這個(gè)過(guò)程中，依靠貯熱體加熱空氣，流動(dòng)的空氣來(lái)加熱室內(nèi)的墻體，滿足室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。

　　現(xiàn)階段，外墻保溫節(jié)能系統(tǒng)通常有以下幾種形式：

　　①EPS 板薄抹灰系統(tǒng)，該外保溫系統(tǒng)是由EPS 板保溫層、薄抹面層與飾面涂層組成，用專門的粘合劑將EPS 板粘貼于基層上，在薄抹面層中用玻纖網(wǎng)滿鋪。②EPS板現(xiàn)澆混凝土外墻外保溫節(jié)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)上，設(shè)置EPS 板保溫層。③膠粉EPS 顆粒保溫漿料系統(tǒng)，是由膠粉EPS 顆粒保溫漿料保溫層、界面層、抗裂砂漿薄抹面層與飾面層組成。其保溫層是由現(xiàn)場(chǎng)拌制的膠粉EPS 顆粒保溫漿料噴涂于基層上而成，薄抹面層同樣采用玻纖網(wǎng)滿鋪。④機(jī)械固定EPS 鋼絲網(wǎng)架板系統(tǒng)，該保溫系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)有：飾面層、砂漿厚抹面層、腹絲非穿透型EPS鋼絲網(wǎng)架板、機(jī)械固定裝置。

　　3、屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)

　　屋面保溫層不宜選用密度大、導(dǎo)熱系數(shù)較高、吸水率較大的保溫材料，以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果，同時(shí)，可設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排除的水分。還可從建筑設(shè)計(jì)角度考慮在頂屋設(shè)置通風(fēng)隔熱層或?qū)㈨攲幼鳛樵O(shè)備間等，形成2 次隔熱，減少屋面溫度的影響。在屋面隔熱上，屋面應(yīng)該做到盡量小，坡屋

　　面的隔熱，可以利用30 毫米聚苯板、一體化隔熱板、屋面綠化等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)注意，屋面外表面采用柔性防水時(shí)，應(yīng)使用反陽(yáng)光輻射的材料。覆土和植草屋面的保溫隔熱效果很明顯，用“建筑夾層防排組合”消除水壓力。在一般的防水層上加塑料凹凸板、蓋土工布，起到防水、排水、擋土、濾水的作用，即是綠化的基層，又是屋面的防排基層，解決了屋面滲漏和種植中排水透氣的問(wèn)題。

　　三、屋面節(jié)能技術(shù)

　　1 倒置屋面

　　傳統(tǒng)的屋面保溫措施是將保溫層設(shè)置于防水層之下，由于以往使用的保溫材料主要是水泥膨脹珍珠巖，石棉巖面等，這些材料吸水性強(qiáng)，因此不僅僅需要在上面做防水層，還需要在其下面設(shè)置隔氣層，另外，還需要設(shè)置保護(hù)層，以防止材料老化。從而導(dǎo)致保溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，增加了工程造價(jià)，同時(shí)施工還將受到天氣的限制。因此，新的屋面節(jié)能形式—倒置式屋面，應(yīng)運(yùn)而生。其所謂倒置是相對(duì)于傳統(tǒng)屋面保溫結(jié)構(gòu)形式而言的，就是將把保溫層設(shè)置于防水層的上面。該種保溫層采用的保溫材料具有強(qiáng)烈的“憎水性”，例如XPS- 擠塑式聚苯乙烯等。其具體工藝為：首先于屋面上起坡做好找平層，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求施工防水層，再將XPS保溫板鋪設(shè)在上面，最后做好保護(hù)層。采用這種保溫層形式，不僅僅能達(dá)到很好的效果，施工還方便，成本也降低了不少。

　　2 屋面綠化

　　在建筑物的屋面種上各種植物進(jìn)行綠化，可以大大降低建筑能耗，同時(shí)還可以將室內(nèi)排放出來(lái)的有害氣體吸收部分，也可以減少噪音污染。若采用屋面綠化，僅需用燦灰水泥將原保護(hù)層中的普通硅酸鹽水泥替代即可，在進(jìn)行屋面綠化時(shí)必須注意其種植荷載，不得太大，以免給建筑物結(jié)構(gòu)安全造成影響。另外在植物種類的選擇是也應(yīng)該注意盡量選擇耐熱、耐旱、抗風(fēng)、耐貧瘠的植物，比如三色堇、彩葉草、鴨跖草、假連翹、麥冬草等植物。

　　3 屋面蓄水

　　蓄水屋面指的是在建筑物的剛性防水屋面上蓄積一定深度的水，其工作原理是，利用水的蒸發(fā)散熱作用，將太陽(yáng)輻射到屋頂?shù)拇罅繜崃繋ё撸瑥亩_(dá)到降低屋面的溫度，該法也是一種比較有效果的隔熱措施。屋面蓄水主要是做好屋面的防水措施，以及蓄水的深度，控制其荷載，以免影響屋面結(jié)構(gòu)物的安全。

　　總結(jié)

　　隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，建筑規(guī)模日益增大，建筑能耗也與日俱增，但是我國(guó)的能源又面臨著巨大的危機(jī)，因此為緩解我國(guó)的能源危機(jī)，我們?cè)谶M(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，必須在為人們的生產(chǎn)、生活、工作以及活動(dòng)創(chuàng)造一個(gè)舒適的場(chǎng)所的同時(shí)，又盡可能的提高能源的利用效率、節(jié)約能源的消耗、降低環(huán)境污染。節(jié)能環(huán)保是現(xiàn)代建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)，而建筑節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于減小建筑能耗，實(shí)現(xiàn)建筑發(fā)展現(xiàn)代化建筑節(jié)能直接關(guān)系到國(guó)家資源戰(zhàn)略、可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù),是建筑業(yè)一項(xiàng)重要、緊迫而又艱巨的任務(wù),值得全社會(huì)重視,推廣和使用節(jié)能建筑必將產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。都具有十分重要的意義。

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