建筑构造中的建筑节能分析

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［摘要］随着世界经济的持续发展和世界人口的不断增长，世界能源消费总量也在逐年增长，在我国，建筑能耗占到总能耗的46.7%，排在社会总能耗的首位，为实现经济持续发展和保护环境必须实现节能，进行建筑节能。

［关键词］建筑构造；降温；采暖；节能

1引言

建筑节能就是在建筑设计、材料生产、项目施工及使用过程中，合理地使用和有效利用能源，以便在满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能源消耗。它是在保证睡提高建筑舒适性的条件下，积极地节省能源，提高能源的利用率。建筑能耗包括两个方面，一是建造过程的能耗，二是使用过程的能耗，如建筑材料、建筑构配件及建筑设备的加工、生产、运输、施工、安装等方面的能耗，及建筑使用期间采暖、空调、照明、家用电器、公共建筑设施运行和热水供应的能耗。日常使用能耗与建筑能耗之比为（8：2）-（9：1），主要包括采暖和降温能耗。

2建筑节能的基本原理

当前，我国建筑在冬季主要依靠设备供暖及设置围护结构保温来满足室内采暖的正常温度。

2.1建筑的得热与失热

2.1.1得热的基本途径

建筑得热主要依靠采暖系统所供给的热量，包括热力公司集中供暖、壁挂炉天然气供暖或余热等取暖方式。同时，可以通过窗采光方式获得太阳辐射热（普通玻璃对阳光的透过率高达80%—90%）、家用电器、人体的散热；鉴于上述总结可知，建筑节能可从提高采暖系统的热效率、采取建筑措施增加太阳热的获得等方式增加建筑物的得热量。

2.1.2建筑失热途径

建筑失热主要包括外墙、屋顶、门窗和地面的热传导损失由于通风和空气渗透所产生的热损失、由于热水排入下水道所带走的热量损失、潜热损失等。综上所述，建筑节能中应尽量减少热损失，注重加强建筑物外维护结构的保温措施，提高建筑构配件的气密性和水密性。在保持适当室温的条件下，减少采暖设备必须提供的热量，达到节约热能源，有效改善建筑环境的目的。

2.2建筑的传热方式

2.2.1辐射传热

由于物体表面具有一定温度并发射电磁波射至附近物体表面，即转换为热。向外界辐射热的能力，不同的物体也有所不同。材料的这种性质对于保温节能关系很大。

2.2.2对流换热

当液体在温度较高的情况下移动时，会将热量传给邻近温度较低的物体。同理，液体在温度较低的情况下移动时，也将会吸收邻近温度较高物体的热量，从而出现对流换热现象。

2.2.3导热

物体内部直接接触的物质质点的热运动所引起的热能传递使热能由高温处向低温处直接转移。

2.2.4热导率

热导率在数值上等于单位温度梯度下的热通量。

3建筑节能的措施与构造

3.1提高维护结构热阻的措施

提高维护结构的热阻措施主要有：增加围护结构的厚度；选择热导率小的材料。保温材料的种类：按材质分多孔的、板状的和松散的；按化学成分有无机材料（膨胀矿碴、泡沫混凝土等）和有机材料（软木、甘蔗板、稻壳等）；以及塑料保温、隔热材料、铝箔反射材料）。

3.2围护结构的保温构造

单一材料的保温结构，如陶粒混凝土、浮石、加气混凝土。复合材料的保温结构，保温材料设在低温一侧可避免构件在较大温差应力作用下缩短结构寿命、减少保温材料内部产生水蒸气凝结的可能性，但多数保温材料的防水性与耐久性相对较差。夹层保温结构，在保温层外侧需要设置既要能防水，又要能防止室外各种因素的侵袭的保护层。在传热异常部位，钢筋混凝土柱、梁、垫块、圈梁、过梁以及板材中的肋条等传热异常部位是保温的薄弱环节，热量一般较容易从以上部位传递出去，致使它们的内表面温度比主体部分低，这些部位通常称为“冷桥”或者“热桥”。

3.3防止围护结构的蒸汽渗透

蒸汽渗透会使建筑材料内部水蒸汽分压力出现压力差，致使蒸汽渗透出现凝结水。所以需要在建筑中做隔蒸汽措施：，在蒸气渗透的保温高温一侧设置隔蒸汽层，避免凝结水的产生；设置隔蒸汽层，防止或控制内部凝结水是目前保温构造设计中应用最普遍的一种措施，材料一般采用沥青、卷材、隔汽涂料以及铝箔等防潮、防水材料。

3.4建筑节能与气候

在建筑物的南侧或北侧设置交通空间，在干燥带和热带设置交通空间可起到降温隔热作用，阻止强烈的阳光进入主要空间。在北方地区，考虑充足的日照获取，一般当将交通空间设置在建筑北侧或中部。不同气候区域接受阳光直接照射的日照范围也不同，如寒带及温带地区为南向，在热带和亚热带考虑在阳光影响，主要需要在建筑物的东西向设置有效的遮阳措施。中庭位置，对室外空间的利用。不同气候区域需设置不同的建筑宽厚比、最佳朝向和建筑实体部分的理想位置。

4建筑保温与隔热

4.1建筑保温

建筑构造设计是保证建筑物保温质量重要环节。一般采取以下措施：提高围护构件热量在传递过程中的热阻，如墙、屋顶、门窗等建筑主要围护构件，可通过增加墙厚度、选用新型材料、在墙体内侧加设由导热系数较小的材料制成的保温层形成保温复合墙；在靠近水、蒸汽部位设置防潮层来提高建筑围护构件的防潮防水能力；避免“热桥”现象；避免嵌入构件内外贯通，并采取一定的保温措施，增设保温材料。

4.2建筑隔热

炎热地区设置良好的建筑隔热措施来减少设备降温，不但改善居住条件，而且可以有效节约能源。一般采取以下措施：提高外围护构件的热阻；合理布置建筑物朝向，组织好穿堂风；做好遮阳措施，尤其是西墙的遮阳。

5生态建筑

生态建筑是通过组织设计建筑内外空间的各种物态因素，利用太阳能、风能、地热能、雨雪等可再生资源来满足建筑物的使用功能，使物质、能源在建筑生态系统内部有序的循环转换，让建筑和环境之间成为一个有机的结合体，获得高校、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。可主要采取以下措施：

5.1材料选用

采用节能设备与材料和无公害材料，以减少使用、重复使用、循环使用以及用可再生资源替代不可生资源等为原则，加强生态建筑在经济上的可行性。

5.2建筑设计

在建筑设计中多工种的配合，考虑结构、设备、园林等专业通力协作。利用太阳能等可再生能源，注重自然通风，自然采光与遮阴，为改善小气候采用多种绿化方式；采用大跨度轻型结构，水的循环利用，垃圾分类、处理以及充分利用建筑废弃物等。

5.3建筑使用

为满足建筑物的维护和使用需要，在建筑中安装使用地热能、太阳能、风能等可再生能源的储存设施。如可在屋顶设置蓄水隔热屋面或种植屋面，增加建筑物的隔热和保温性能；在阳光充足或多风的地区，在建筑屋顶安装太阳能或风力发电的设施。

作者：毕莹莹 单位：山东工业职业学院