建筑结构设计对建筑能耗的影响及分析

摘 要：近年来社会经济加速发展，城市规模逐渐扩张，中国建筑业也在稳步发展之中。与此同时建筑业也爆出新的问题：节能减排的环保设计问题。城市规划设计的过程中，施工方在工程实施上注重节省成本效益，相关设计人员为了满足核算指标而减少对建筑节能环保措施的预算，使得建筑行业的节能消耗问题被严重忽略。我国建筑行业已经逐渐意识到建筑结构自身的能源消耗会影响建筑整体寿命周期，从“节约成本”这一经济型设计理念慢慢转变为节能高效型理念，提升建筑整体寿命周期的能源使用频率。本篇文章阐述建筑结构设计在能源消耗率影响的情况下，分析节约能耗体系在工程建筑中投入的必要性。

关键词：建筑结构能耗；节能减排设计；建筑工程节能消耗率

1 前言

建筑行的发展情势日趋粗犷化，自然而然的造成很多节能资源严重浪费。当今社会能源使用紧张，人们已经开始关注能源资源的浪费问题，也逐渐意识到建筑行能源消耗对环境造成的严重影响。对于此，相关部门要积极转变人民群众的传统观念，采用各种高效率方式，例如提高建筑业规划的完整性、增加对能源资源使用的频率、优化建筑结构能源的运行、充分利用可再生资源等，在最大程度上减少能源资源消耗率，这一措施的实施是社会可持续发展的必要。

2 绿色环保的建筑结构设计理念重要性

绿色环保、节能减排是建筑业在设计结构时的主要思路，有着很重要的意义，可减少能源资源消耗率，提升建筑业结构的优化。随着现代社会的加速发展，建筑业逐渐向低耗无污染的趋势发展，人民更加重视建筑设计的环保性。建筑业服务的人群是人民群众，强调以人为本的主观思想，尽全力满足人民群众对建筑的使用需求。建筑业的结构设计理念不但要达到绿色环保、节能减排，而且要考虑人民群众的使用需求，要求施工设计人员权衡节约资源成本的投入和能源使用率，达到效果最优化。

3 能源消耗影响结构设计的因素

能源资源的消耗可加快建筑业结构设计进程，可以在建筑布局设计、结构构建合理性等方面提升能源的使用率。支持着体系结构的优化性从而尽可能压缩能源的浪费程度，提升对能源资源的使用率。尤其在建筑施工时，没能将能源消耗问题重视起来，使得建筑行成为我国目前能源消耗最大产业之一。研究数据表明，在社会能源消耗率中，建筑行业占能源消耗的35%，在所有建筑实际工程中，大约九成又是高能源消耗建筑项目。提及建筑节能消耗问题只存在于水电供暖，却忽略了建筑结构节能减排的重要作用。建筑结构节能减排是建筑行业节约能源的重要组成部分。

3.1 建筑材料的選择

近几年来相关部门对建筑结构材料的选择标准越来越严谨，人民也逐渐提高保护环境的意识，建筑业施工使用的材料好坏和施工产生的垃圾也给周围生态环境带来影响，因此人们开始致力于研发可再生性强、节能环保性强的施工材料。其中实施混凝土堆砌建筑形式给可再生性材料的使用给建筑设计施工增添了环保性，工业废渣的处理和再利用是目前节能环保型社会发展的必然趋势。合理利用原材料或采取就地取材的方式也是对节能环保有利地选择。例如印度搭建的竹屋、中国陕西的窑洞、福建本地的土楼等都是采用就地取材的方式，合理开采原材料并且减少建筑材料的交通运输，既节能又经济。

3.2 建筑结构的形式

不同形式建筑结构影响能耗使用的主要因素为取暖资源能耗。这是因为当天气逐渐转冷的时候室内外温差要大于天气炎热时期的室内外温差。取暖资源能耗因建筑结构形式不同所引起的导热参数差距更大，在墙体内部结构统一的情况下，框架剪力墙体结构能耗是最大的，砖土混凝结构能耗率最低。影响墙体结构形式导热性能的其他因素是窗户与墙体的面积比例。窗户和墙体面积比例与使用的保温材料导热参数变动时，框架结构、砖土混凝结构以及框架剪力墙的导热性能都会受到不同程度影响。

3.3 建筑只对窗户节能设计

在建筑外围护栏构造中，相对于墙体内部和屋顶设计，门窗是节能保温消耗的薄弱项目，其中通过门窗形成的冷热风渗透也是建筑节能设计损耗的主要原因之一。因此相关设计人员除了要控制适当的窗户和墙体比例之外，还要对门窗的缝隙进行密封处理。由于窗户玻璃的导热系数大，所以加强对窗户本身的节能设计也十分重要。可采用窗户玻璃中间设计空气间层的方式，密闭空气层也能提升窗户对建筑的保温隔热能力，这种做法经济又环保。

4 建筑结构中环保理念的应用

随着当今社会节能理念的不断创新进步，建筑节能减排设计的重点由传统理念中减少施工材料到合理权衡成本投资回报对能源输送过程的损失，再到当下建筑结构改造的节能减排设计。建筑设计中以绿色环保为主的设计理念由施工单位研究并投入实践，最终受益者是人民群众。建筑业中这一环保设计理念已逐步应用到现代建筑业设计当中。

4.1 建筑墙体的保温

在20世纪中期，建筑业开始流行浇筑墙体外保温体系的理念。经过近100年的发展变化，相关人们设计保温材料的技术越来越高并且在实际工程中对保温材料的应用经验越来越成熟。建筑墙体的外保温工程要根据建筑地周围的气候、温差等因素而制定的设计系统。建筑墙体外保温设计体系在建筑业中被广泛使用，不仅增强了住宅建筑整体舒适度，而且减少了建筑群自身能源资源消耗率；同时还与建筑本身围护结构相辅相成，增强了建筑墙体围护结构的外保温隔热性能，在很大程度上提高了冬季或夏季人们对空调能源的利用率。所以建筑墙体外保温的投入对施工期间节能减排程度的高低起到很大影响。

4.2 钢筋结构对节能减排的影响

近些年来社会在加快研发再生材料工艺技术的指导思想下，钢筋结构因为其混凝土结构特有的卓越性被广泛应用。钢筋结构不但组合形式灵活，更有抗震性能强、缩短工程周期、节省建筑能源成本等特点，提高我国钢材使用率，并在很大程度上减少了建筑施工对环境造成的污染，提升了建筑垃圾的可重复使用率。钢筋结构提升了高能源使用率，主要表现为结构轻盈、方便布置管线，空间布置多样化等方面，给安装智能化电子设备增添便利，同时这种结构也广泛适用于智能建筑设计中，将结构智能化发挥到极致。

4.3 预制装配式系统在建筑业的应用

相比较传统式混凝土结构施工工程，预制装配式建筑结构在很大程度上节省资源和能源使用率，降低工程期现场施工对环境的影响，减少施工垃圾，有利于工作人员掌控施工质量和周期，使得建筑功能和建筑结构性能得到提升，现在有很多家施工单位已经将预制装配式结构应用到建筑工程中。

5 结束语

建筑业中绿色环保、节能减排理念是建筑业设计工作的指导方针，截至目前仍旧处在稳定发展阶段，也是我国战略目标中可持续发展道路不可缺少的一部分。结构设计节能减排是建筑节约能耗的重要组成，在建筑可使用寿命周期的角度出发，相关部门和人员要合理评价不同种类建筑材料及其结构组成形式对结构节约能耗和可持续建设的影响，用长远发展的眼光看待技术创新和材料创新，并投入实际应用。作为建筑业结构设计工作的一员，一定要明确自己肩上所承担的重大责任和使命，必须尽全力将更好更新的节能材料和节能技术应用到节能设计之中，大胆的进行实践和探索，不断更新本身的思想理念，进一步创造出更加经济舒适的建筑结构节能设计。

参考文献：

[1] 侯捷.在建筑结构设计中提高建筑安全性的几点思考[J].江西建材，2016（13）：32+35.

[2] 杨文领.基于BIM技术的绿色建筑能耗评价[J].城市发展研究，2016（3）：14～17+24.

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