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摘 要:基于建筑设计的要求，主要从外墙保温系统的角度和出发点的建筑设计，建筑节能的技术措施，同时也指出了建筑结构体系对建筑结构节能的影响,为推动新形势下的建筑节能工作有一定的理論指导意义。
关键词:建筑节能,建筑设计,外墙保温,建筑遮阳
中图分类号：TU2文献标识码： A
1 概述
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，建筑能耗将继续呈现快速增长的趋势，加剧了中国的能源资源供给的矛盾。降低建筑能耗，建筑节能的实施，促进能源资源节约和合理利用，缓解中国的能源供应和经济社会发展之间的矛盾，起着决定性的作用，也是保障国家资源安全，保护环境，提高人民的生活质量，对发展的重要措施落实科学观。
通过对建筑结构，建筑节能技术可以从三个方面进行建筑设计，施工和建筑材料。因此，基于建筑节能建筑设计方法分别进行了分析，技术措施，从建筑节能墙体保温系统的建筑设计和结构体系，并提供科学的研究和建筑节能工程应用参考。
2 墙体保温系统
墙体保温分为建筑内保温和建筑外保温两种。相对外墙内保温而言,外墙外保温的保温效果更理想,取暖成本大幅下降,并可完全避免热桥,因而采用外墙外保温是在经济条件允许的情况下较好的选择。在实际的建筑设计应用中,外墙的保温系统应用的较多。外墙体在建筑设计中主要有以下构造要求。
2.1 主墙体构造
砌砖或混凝土承重墙厚度由结构受力确定,表面应平整、牢固,达到粘贴聚苯板的条件。在混凝土墙外侧表面留有预埋铁件时,要涂刷防锈材料。
2.2 窗口构造
砖砌复合墙的窗口过梁要做出槽口,以便聚苯板贴到窗边,混凝土复合墙在门窗口四周也要留出槽口,沿槽口贴聚苯板;窗口下的内外窗台之间做一道保温层,可避免窗口四周出现热桥。
2.3 檐口构造
檐口是外墙和屋面相交的部位。外墙到此收头;屋面排水与一般挑檐屋面做法相同;要求屋顶保温层搭过墙身,与外墙保温层交圈,防止顶棚四角结露。
2.4 勒脚和首层处构造
在勒脚和首层处的装饰保温层要增加一道纤维增强层,并要将玻璃纤维增强层包括底边。由于墙体外保温技术在国内应用和推广的时间不是很长,一些建筑设计人员对于各种外保温技术还没有很好的认识和掌握,对于外保温的一些做法还存在着模糊的观念。以下几个在外保温中常出现的问题应引起设计者的重视:
1)外保温的饰面层设计。外保温系统是非承重复合系统,饰面层不能选用建筑力学上不安全的饰面砖做饰面材料,尤其是高层和超高层,如外挂重量超过规定或超越了外保温系统的自重和安全系数,是个极大的工程安全隐患,其饰面层为刚性,不适合高层建筑的物理性的柔性摆动原理。
2)建筑装饰造型的保温处理。为了加强建筑顶层房间的采光效果,同时为了体现建筑物的立面形式和层次变化,多在屋顶坡层面上设置了造型。造型周围的装饰线条变化和墙体的转折比较复杂,而且在这部分墙体和装饰的线条处理一般都采用现浇混凝土。因混凝土的传热系数较高,在该部分的围护结构进行保温处理时,常因保温方案处理的不完善,在冬季出现内墙面泛霜、结露的现象,对居民的居住环境不利。
3)女儿墙内侧增强保温处理。对于女儿墙外侧墙体的保温在设计中往往都能够重视,还会将保温层延续到女儿墙的压顶,但设计者往往忽视对女儿墙内侧的保温。女儿墙内侧的根部靠近室内的顶板,如果不对该部分采取保温处理,该部位极容易引起因为热桥通路变短而在顶层房间的顶板棚根处产生泛霜、结露现象。对女儿墙的内侧采用保温措施还有助于保护主体结构,使得因温度变化而引起的应力作用都发生在保温层内,以避免女儿墙墙体裂缝这一质量通病的发生。
3 建筑遮阳系统
建筑设计人员在实际的设计中,可以根据业主的要求和当地的自然环境条件,灵活应用不同类型的遮阳措施。具体主要可以做到以下几点要求:
1)因地制宜的原则。由于各地的地理纬度、气候的差异,各地建筑的遮阳时间不尽相同。夏热冬冷地区不仅夏季炎热,而且冬季寒冷,采光保温与夏季遮阳同等重要,应遵循夏季遮阳不能遮挡冬季阳光的原则。尽可能在现有的遮阳模式中,选择较为合理的遮阳方式,如永久性可控式遮阳、中悬窗、落叶乔木等遮阳形式,对其加以分析改造,形成具有鲜明地域特色的遮阳手法。
2)平面布局原则。在平面布局中,为防止夏季受强烈的太阳辐射的影响,房间应避免东西向,至少西向不大面积开窗。在总体布局时,可利用建筑物之间相互遮挡的方法,尽量减少遮阳构配件的使用。建筑物的纵轴尽可能为东西向或接近东西向,把大多数房间安排为南北向。如阳台、外廊、凹廊等,利用其自身的凹凸变化可形成自遮阳。这些功能性空间,不仅可解决正常使用需要,还借助自身的空间特点取得了良好的遮阳功效,一举两得。这些处理手法在建筑设计时都有很大的设计空间。
3)房间功能的差异性。性质不同的房间,卫生、光线摄入标准不一样,对遮阳要求也不同,不能一概而论。例如陈列室、展览馆、医院手术室、实验室、书库及其他特殊车间,直射阳光中的紫外线对书籍、文物、艺术品、药品等有褪色、变质作用,因此往往不允许直射光射入室内。在一般情况下,应根据最不利的日照角度设计遮阳。而学校教室、阅览室等地方,一方面要求防治夏季室内过热,又要防止强光照在工作面上产生眩光,刺激眼睛造成眩目现象,妨碍视觉正常工作,同时求有良好的自然采光。这时的遮阳设计主要是将直射光变成柔和的反射光照在天棚上再折射进入室内。
4)遮阳对建筑外观的影响。一般人都认为窗户的设计只能平板化,但由国外的许多优秀案例我们不难发现以轻巧的金属板设计成优美的遮阳形式并成为建筑造型有趣的一部分。遮阳系统在玻璃上形成光影效果,体现出现代建筑艺术的美学效果。因此,在欧洲建筑界,已经把外遮阳系统作为一种活跃的立面元素加以利用,甚至称之为双层立面形式。
4 建筑结构体系
钢结构建筑有诸多优点:强度高、自重轻、平面布置灵活、造型美观、施工速度快、工期短、环保、满足可持续发展原则等。由于这些优点,也就决定了其在建筑施工过程中的能耗将比混凝土结构要少。同时,一栋建筑物在其建造阶段会消耗大量资源和能量,并且在其使用过程中需要消耗相当数量的资源,旧建筑的拆除也会造成大量建筑垃圾的产生,而钢结构建筑在这些过程中所产生的能耗将是最低的。钢材属于可循环使用的材料,同时钢结构住宅体系复合墙体系统中大部分材料也可以重复使用,以上两项建材均为建筑主要构成材料,因此钢结构体系不仅节约建材,也实现了循环经济。
5 结语
建筑节能作为现代建筑技术的一个发展方向，已经成为一个研究课题，在国内和国外建筑业。本研究基于建筑节能措施的建筑结构设计的角度出发，分别从墙保温系统，建筑设计和建筑的结构体系，并阐述了其应用范围和特点。同时，作为建筑师，应该充满能量和一些新措施，施工和建筑材料的工程应用。从建筑设计的角度出发，建筑节能作为一项系统工程，涉及的方面很多，涉及到各种自然地理环境等因素的影响，规划和住宅使用，具有遮阳理念先进实用的设计方法，实用，能够创造舒适的空间，同时也促进了建筑节能，实现有机统一的舒适和节约能源，对节能工作促进新形势的建设具有一定的指导意义。
参考文献:
[1] JGJ 75-2003,夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准[S].
[2] JGJ 134-2001,夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准[S].
[3] 杨 明.基于结构设计建筑节能方法的研究[J].广东建材,2009(3):148-149.
[4] 徐曙光.外墙保温在建筑节能上的应用[J].建筑论坛与建筑设计,2003,3(1):26-29.
关键词:建筑节能,建筑设计,外墙保温,建筑遮阳
中图分类号：TU2文献标识码： A
1 概述
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，建筑能耗将继续呈现快速增长的趋势，加剧了中国的能源资源供给的矛盾。降低建筑能耗，建筑节能的实施，促进能源资源节约和合理利用，缓解中国的能源供应和经济社会发展之间的矛盾，起着决定性的作用，也是保障国家资源安全，保护环境，提高人民的生活质量，对发展的重要措施落实科学观。
通过对建筑结构，建筑节能技术可以从三个方面进行建筑设计，施工和建筑材料。因此，基于建筑节能建筑设计方法分别进行了分析，技术措施，从建筑节能墙体保温系统的建筑设计和结构体系，并提供科学的研究和建筑节能工程应用参考。
2 墙体保温系统
墙体保温分为建筑内保温和建筑外保温两种。相对外墙内保温而言,外墙外保温的保温效果更理想,取暖成本大幅下降,并可完全避免热桥,因而采用外墙外保温是在经济条件允许的情况下较好的选择。在实际的建筑设计应用中,外墙的保温系统应用的较多。外墙体在建筑设计中主要有以下构造要求。
2.1 主墙体构造
砌砖或混凝土承重墙厚度由结构受力确定,表面应平整、牢固,达到粘贴聚苯板的条件。在混凝土墙外侧表面留有预埋铁件时,要涂刷防锈材料。
2.2 窗口构造
砖砌复合墙的窗口过梁要做出槽口,以便聚苯板贴到窗边,混凝土复合墙在门窗口四周也要留出槽口,沿槽口贴聚苯板;窗口下的内外窗台之间做一道保温层,可避免窗口四周出现热桥。
2.3 檐口构造
檐口是外墙和屋面相交的部位。外墙到此收头;屋面排水与一般挑檐屋面做法相同;要求屋顶保温层搭过墙身,与外墙保温层交圈,防止顶棚四角结露。
2.4 勒脚和首层处构造
在勒脚和首层处的装饰保温层要增加一道纤维增强层,并要将玻璃纤维增强层包括底边。由于墙体外保温技术在国内应用和推广的时间不是很长,一些建筑设计人员对于各种外保温技术还没有很好的认识和掌握,对于外保温的一些做法还存在着模糊的观念。以下几个在外保温中常出现的问题应引起设计者的重视:
1)外保温的饰面层设计。外保温系统是非承重复合系统,饰面层不能选用建筑力学上不安全的饰面砖做饰面材料,尤其是高层和超高层,如外挂重量超过规定或超越了外保温系统的自重和安全系数,是个极大的工程安全隐患,其饰面层为刚性,不适合高层建筑的物理性的柔性摆动原理。
2)建筑装饰造型的保温处理。为了加强建筑顶层房间的采光效果,同时为了体现建筑物的立面形式和层次变化,多在屋顶坡层面上设置了造型。造型周围的装饰线条变化和墙体的转折比较复杂,而且在这部分墙体和装饰的线条处理一般都采用现浇混凝土。因混凝土的传热系数较高,在该部分的围护结构进行保温处理时,常因保温方案处理的不完善,在冬季出现内墙面泛霜、结露的现象,对居民的居住环境不利。
3)女儿墙内侧增强保温处理。对于女儿墙外侧墙体的保温在设计中往往都能够重视,还会将保温层延续到女儿墙的压顶,但设计者往往忽视对女儿墙内侧的保温。女儿墙内侧的根部靠近室内的顶板,如果不对该部分采取保温处理,该部位极容易引起因为热桥通路变短而在顶层房间的顶板棚根处产生泛霜、结露现象。对女儿墙的内侧采用保温措施还有助于保护主体结构,使得因温度变化而引起的应力作用都发生在保温层内,以避免女儿墙墙体裂缝这一质量通病的发生。
3 建筑遮阳系统
建筑设计人员在实际的设计中,可以根据业主的要求和当地的自然环境条件,灵活应用不同类型的遮阳措施。具体主要可以做到以下几点要求:
1)因地制宜的原则。由于各地的地理纬度、气候的差异,各地建筑的遮阳时间不尽相同。夏热冬冷地区不仅夏季炎热,而且冬季寒冷,采光保温与夏季遮阳同等重要,应遵循夏季遮阳不能遮挡冬季阳光的原则。尽可能在现有的遮阳模式中,选择较为合理的遮阳方式,如永久性可控式遮阳、中悬窗、落叶乔木等遮阳形式,对其加以分析改造,形成具有鲜明地域特色的遮阳手法。
2)平面布局原则。在平面布局中,为防止夏季受强烈的太阳辐射的影响,房间应避免东西向,至少西向不大面积开窗。在总体布局时,可利用建筑物之间相互遮挡的方法,尽量减少遮阳构配件的使用。建筑物的纵轴尽可能为东西向或接近东西向,把大多数房间安排为南北向。如阳台、外廊、凹廊等,利用其自身的凹凸变化可形成自遮阳。这些功能性空间,不仅可解决正常使用需要,还借助自身的空间特点取得了良好的遮阳功效,一举两得。这些处理手法在建筑设计时都有很大的设计空间。
3)房间功能的差异性。性质不同的房间,卫生、光线摄入标准不一样,对遮阳要求也不同,不能一概而论。例如陈列室、展览馆、医院手术室、实验室、书库及其他特殊车间,直射阳光中的紫外线对书籍、文物、艺术品、药品等有褪色、变质作用,因此往往不允许直射光射入室内。在一般情况下,应根据最不利的日照角度设计遮阳。而学校教室、阅览室等地方,一方面要求防治夏季室内过热,又要防止强光照在工作面上产生眩光,刺激眼睛造成眩目现象,妨碍视觉正常工作,同时求有良好的自然采光。这时的遮阳设计主要是将直射光变成柔和的反射光照在天棚上再折射进入室内。
4)遮阳对建筑外观的影响。一般人都认为窗户的设计只能平板化,但由国外的许多优秀案例我们不难发现以轻巧的金属板设计成优美的遮阳形式并成为建筑造型有趣的一部分。遮阳系统在玻璃上形成光影效果,体现出现代建筑艺术的美学效果。因此,在欧洲建筑界,已经把外遮阳系统作为一种活跃的立面元素加以利用,甚至称之为双层立面形式。
4 建筑结构体系
钢结构建筑有诸多优点:强度高、自重轻、平面布置灵活、造型美观、施工速度快、工期短、环保、满足可持续发展原则等。由于这些优点,也就决定了其在建筑施工过程中的能耗将比混凝土结构要少。同时,一栋建筑物在其建造阶段会消耗大量资源和能量,并且在其使用过程中需要消耗相当数量的资源,旧建筑的拆除也会造成大量建筑垃圾的产生,而钢结构建筑在这些过程中所产生的能耗将是最低的。钢材属于可循环使用的材料,同时钢结构住宅体系复合墙体系统中大部分材料也可以重复使用,以上两项建材均为建筑主要构成材料,因此钢结构体系不仅节约建材,也实现了循环经济。
5 结语
建筑节能作为现代建筑技术的一个发展方向，已经成为一个研究课题，在国内和国外建筑业。本研究基于建筑节能措施的建筑结构设计的角度出发，分别从墙保温系统，建筑设计和建筑的结构体系，并阐述了其应用范围和特点。同时，作为建筑师，应该充满能量和一些新措施，施工和建筑材料的工程应用。从建筑设计的角度出发，建筑节能作为一项系统工程，涉及的方面很多，涉及到各种自然地理环境等因素的影响，规划和住宅使用，具有遮阳理念先进实用的设计方法，实用，能够创造舒适的空间，同时也促进了建筑节能，实现有机统一的舒适和节约能源，对节能工作促进新形势的建设具有一定的指导意义。
参考文献:
[1] JGJ 75-2003,夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准[S].
[2] JGJ 134-2001,夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准[S].
[3] 杨 明.基于结构设计建筑节能方法的研究[J].广东建材,2009(3):148-149.
[4] 徐曙光.外墙保温在建筑节能上的应用[J].建筑论坛与建筑设计,2003,3(1):26-29.