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摘要：主要從墻體、門窗、屋頂及其它圍護結構等方面，探討了民用建筑設計的節能技術，以期望對建筑設計師能有所借鑒。

關鍵詞：民用建筑；圍護結構；節能設計

1民用建筑結構節能的技術原理

建筑物的能耗是由其圍護結構的冷風滲透和熱傳導兩方面造成的。民用建筑的圍護結構主要指墻體、屋面、窗戶(玻璃幕墻)、外遮陽設施等。建筑物圍護結構的作用是防熱御寒，使室內受到遮護，形成溫暖、舒適的環境，以不受室外氣候變化的影響。房屋內外的熱流方向在冬季和夏季截然不同，但都要求外圍護結構具有絕熱的性能，使流出或流入的熱量減少。

為了降低建筑能耗，在減少建筑物冬季空氣滲透耗熱量和夏季空氣滲透得熱量的前提下，盡量利用太陽輻射得熱和建筑物內部得熱。建筑的圍護結構直接影響民用建筑的能耗，據調查，圍護結構的耗熱量占建筑采暖熱耗的1/3以上。因此，對于民用建筑物來說，節能的主要途徑是：應從墻、門、窗、頂等圍護結構著手，通過逐步優化圍護結構設計，盡量減少其能量散失，更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等各種需求，達到最佳的節能效果。

2民用建筑規劃階段的節能設計

在民用建筑規劃階段，節能設計應慎重考慮建筑物的朝向、布局、體型、間距、綠化配置等因素對節能的影響。在朝向方面，從節能和熱環境兩方面考慮，建筑物應選擇在向陽、避風的地段，避免東西向，以南北向或接近南北向為好，對爭取日照有利。如果不能為南北向，將主要房間設在冬季朝陽和背風的方向，以減少圍護結構散熱量的影響。在建筑布局方面，應建立氣候防護單元，形成優化微氣候的良好界面。節能建筑的形態要求體形系數小(即建筑物外表面積與其所包圍的面積之比)，盡量減少建筑物的外表面積。建筑物平面形式應平整、簡潔，外形應選用長條型，避免使用凹凸面過多、體型復雜的塔式建筑。在節能規劃中，不宜采用點式住宅和單元式住宅錯位拼接，以防止形成較長的外墻臨空長度而不利于節能。同時，還應注意建筑間距與節能的關系，間距的確定首先要以能滿足日照間距的要求為前提，使建筑南墻的太陽輻射面積在整個采暖季節中不因其他建筑的遮擋而減少。

3民用建筑結構節能的主要措施

3.1墻體節能措施

墻體的主要功能是承重、防水、防潮、隔熱、保溫，是建筑外圍護結構的主體。對于一定體積的建筑物來說，其體形系數越大，越容易散熱。從節能角度講，體形系數應盡可能地小。

我國一直以實心黏土磚為主要墻體材料，用增加砌筑厚度來達到保溫目的，這種做法實際上浪費了土地資源。主要作為承重用的單一墻體材料往往無法同時滿足保溫、隔熱的要求，因而在節能的前提下，應推廣使用復合墻體技術，即將保溫材料與基層墻體復合，構成復合保溫墻體。復合墻一般用磚或鋼筋混凝土作承重墻，并與絕熱材料復合；或用鋼、鋼筋混凝土框架結構，用薄壁材料夾以絕熱材料作墻體。采用墻體復合保溫節能措施時，最主要的是保溫層不宜過厚，過厚應采取鋼絲網加固等相應措施。同時，對保溫材料的耐候性，以及保溫體系的抗裂、防火、拒水、透氣、抗震和抗風壓性能等都有較高的要求。

墻體復合保溫方式主要包括內保溫和外保溫兩種。內保溫是指在外墻內側增加保溫措施，施工簡便宜行，目前用得較為廣泛。內保溫熱穩定性差，室內溫度調節的速度快，適用于間歇使用的空調房間。內保溫容易因室內裝修而被破壞，熱橋部位多，冬季室內容易結露。外保溫即保溫材料在墻體的外側，有利于室內水蒸汽通過墻體向外散發，可避免墻體受潮，對保護建筑結構有利，能夠延長建筑物的使用壽命，墻體可以作為蓄熱材料且能解決維護結構通常存在的冷橋問題。其特點熱穩定性好，室內溫度調節的速度慢，適用于連續采暖、空調的房間。相比較而言，推薦外保溫作為墻體保溫的首選措施。

3.2門窗節能措施

門、窗是薄壁的輕質構體，由玻璃、型材組成，是耗熱的薄弱環節，相對墻體而言，門、窗的保溫隔熱性能很差，大量的熱量通過窗戶是雙向流動的。普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物夏季降溫及冬季保溫能耗的50%以上，所以改善其絕熱性能是節能的重點。門窗縫隙是冷風滲透的主要通道，為了減少能耗，可選用氣密窗、中空玻璃、塑鋼門窗、密閉保溫性能好的防盜門、新型外墻保溫材料來達到節能效果。

在選用玻璃品種時，應根據采暖費用、空調設備的價格和制冷的比較來選擇合適的玻璃品種，并從各種玻璃的太陽能阻隔特性和導熱性、等方面去比較其節能效果，選擇熱反射玻璃、吸熱玻璃、中空玻璃和低輻射玻璃等，以提高玻璃的氣密水平。窗框材料對中空玻璃的性能影響較大，近年來，單框雙玻彩板鋼窗、聚氯乙烯塑料門窗和鋁合金窗，以其良好的保溫性和氣密性，得到了較為廣泛的應用。另外，窗戶上加貼透明聚酯膜，也是節能措施之一。

鑒于提高門、窗的熱工性能成本高，在圍護結構的節能設計中不能單純依靠提高門、窗的熱工性能指標，還必須區別不同朝向，盡量避免東西向開大窗，以提高窗戶的遮陽性能。控制窗、墻的比例，更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等各種需求，協調好外觀美化和節能之間的關系，通過加大外窗面積，改善自然采光等優化圍護結構設計，使得冷風滲透減小，將能量散失減少到最小。通過逐步優化圍護結構設計，可達到最佳節能效果。

3.3屋頂節能措施

近年來，在城市建設和居住小區開發中，坡面屋頂發展較快。運用各種不同色彩、不同坡度的屋頂形成了建筑風格多樣化，一方面，不僅滿足了人們不斷提高的審美情趣需求，另一方面，坡面屋頂有良好的保溫隔熱性能，又能避免因溫度變化過大，導致屋面結構產生較大變形引起的頂層墻體開裂，提高了建筑物的抗震能力，從而保證了墻身的整體性。據調查，坡屋頂與平屋頂的頂層房間，室內溫度可相差5℃左右。這就表明在室內熱環境相同時，坡屋頂建筑的使用能耗比平屋頂節省。因而，在節能建筑中，應提倡采用坡面屋頂。

目前，用于屋頂保溫的各種材料的開發和應用發展較快，保溫材料有或整體的、塊狀的或松散的。屋頂保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料，以避免屋頂的重量、厚度過大。也不適宜選用吸水率高的保溫材料以以防保溫層大量吸水，降低保溫效果。如選用了吸水率較高的材料，屋面上應設置排氣孔排除保溫層內不易排出的水分。

3.4其他節能措施

(1)與室外接觸的樓板。常見的與室外接觸的樓板有挑板、過街樓等，進行保溫節能設計時應注意：與室外接觸的樓板通常有梁，如不對其作保溫，則需對其會否造成冷橋進行計算；立面設計的凸窗的窗頂、窗臺板板應作保溫。

(2)玻璃幕墻。玻璃幕墻是建筑外觀設計重要的創作手段。它有高耗能的缺點。節能設計規范對玻璃幕墻高隔熱節能性能有嚴格規定，會大大增加玻璃幕墻的造價，應淘汰低檔產品，避免玻璃幕墻的濫用。玻璃幕墻分為不透明和透明兩種，對不透明部分，可以在幕墻和建筑構件之間設保溫材料，類似于外保溫。對透明部分，節能措施可以采用Low-E玻璃、中空玻璃、斷熱金屬型材等。

(3)遮陽設施。遮陽設施是窗、玻璃幕墻的配套設施，這對于調節日照、節省能源具有十分重要的作用，開窗面積越大，遮陽要求越高。遮陽方式分玻璃外遮陽和自遮陽兩種。外遮陽包括遮陽百頁窗、遮陽構件(挑板)等。與窗配套的百頁窗技術簡單，在歐洲被廣泛使用。玻璃自遮陽就是降低玻璃的透射率，例如鍍膜玻璃、著色玻璃。

參考文獻：

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