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分析建筑结构节能的设计与施工控制

2018-03-31

四川水泥 2018年3期
关键词:建筑节能结构设计结构

陈 衎

(湖北工业大学, 湖北 武汉 430000)

节能建筑已经成为了当前建筑发展的主要趋势,一方面,节能建筑更符合绿色经济和可持续经济发展的需要,所以国家大力提倡和推广节能建筑的发展,另一方面,节能建筑在能量的高效使用方面具有突出的优势,所以节能建筑在使用中的成本消耗更低。基于此,越来越多的人们开始在建筑选择的时候更加倾向于节能建筑。就目前节能建筑的具体分析来看,要建设真正的节能建筑,需要从结构设计和施工两方面进行入手,这样,节能建筑的节能效果才会达到优化。从节能建筑的社会应用和施工实践等进行分析,探讨节能建筑结构设计和施工控制的具体意义十分的显著。

1 节能建筑基本概述

节能建筑是现阶段我国城市建设中发展的一类主要建筑,其目的是为了减少建筑能耗,从而促进绿色经济和可持续经济的发展。为了更好的推进节能建筑,对其加深理解和认知十分的必要。

1.1 基本概念

就现阶段的研究分析来看,所谓的节能建筑指的是指遵循气候设计和节能的基本方法,对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后,设计出的低能耗建筑,其主要指标有:建筑规划和平面布局要有利于自然通风,绿化率不低于 35%;建筑间距应保证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时等。就当前我国的节能建筑发展来看,其在大城市的推进速度呀明显的快于中小城市。再者,节能建筑的推进也是为了响应我国绿色经济和可持续经济的发展口号,因为其低耗能这项指标与绿色经济发展的要求具有一致性。

1.2 节能建筑的具体要求

从目前的具体分析来看,节能建筑的节能要求主要有两个:第一是要尽可能的使用自然资源,减少人为造能的消耗。太阳能、风能等都是自然界中普遍存在的能量,多利用自然光照和风能,建筑本身的舒适度会更加,而且这些能量的使用可以有效的减少建筑供暖、送风机械等的使用,机械使用介绍,能耗降低的目标实现。第二是在自身建设的时候要尽可能的减少能源或者资源的消耗。能源或者资源的生产也是需要耗能的,所以在建筑建设的时候,尽可能的减少能源和资源的消耗,建筑施工的能耗会明显的减少。简言之,从施工和使用两方面进行能耗控制,这是节能建筑的具体要求。

2 结构对建筑节能的影响

建筑的结构对于建筑的能量消耗有着重要的影响,全面性、深入性的探讨这种影响可以在具体的结构设计实践中更好的把握相关的原理和内容,实现结构设计效果的提升。就目前的具体分析来看,结构对建筑节能的影响主要体现在两个方面。

2.1 建设耗能的影响

从具体的分析来看,建筑的结构对建设耗能有着显著的影响。从目前的资料分析来看,不同的结构需要用不同的施工方法进行施工,而不同的施工方法所消耗的能量是不同的。举个简单的例子,在建筑施工中有现浇施工和预制构件施工两种方式,前者指现场施工,对于现场机械、人员等的配合性强调较高,后者强调预制构件的生产,对于构件的标准性和统一性要求较高。如果是结构较为复杂的建筑使用现浇施工方式进行施工,当现场控制效果不明显的时候会发生施工混乱的情况,这种情况下,施工会造成资源的浪费和能耗的增加。由此可以得知,不同的结构对施工耗能存在影响,所以在具体结构设计的时候,需要考虑施工方式以及具体的区域特征。

2.2 使用能耗的影响

建筑结构对于使用过程中的能耗也有着重要的影响。举个简单的例子,某三居室的现代家庭建筑,其厨房、客厅和阳台是相同的,当厨房和阳台的窗户同时打开后,对流的现象十分的显著。这种结构对于保持室内清爽来讲具有重要的作用,但是其在保暖方面的效果不够突出,所以如果不对此结构进行必要的调整,此建筑在使用中会产生大量的热能消耗。就目前的具体建筑设计分析来看,在不同的区域、针对气候、环境等的特点,建筑的结构布局具有明显的差异,而这种差异的存在,主要的目的就是要对建筑使用中的能耗情况进行调整,从而达到节能能耗的作用。

3 节能建筑的结构设计

建筑的结构对于建筑的节能效果有着突出的影响,所以在节能建筑的设计中需要对结构设计进行分析和优化,这样,建筑节能的目标实现才会更加的容易。就现阶段的具体分析来看,节能建筑的结构设计需要从以下四个方面入手。

3.1 明确节能建筑的设计要求

首先是需要对节能建筑的设计要求进行明确。从实际分析来看,不同的设计要求,其对于结构会产生不同的影响,所以必须要在设计要求的基础上进行结构的确定。举个简单的例子,某建筑要求其在使用中要尽可能多的使用自然光线和自然风,从而实现电能消耗的减少,基于这样的情况,在具体设计的时候,建筑结构需要对门窗的位置以及空气的对流等进行具体的分析,从而使结构满足节能的基本要求。如果在结构设计的时候,枉顾节能建筑的具体要求,那么结构和节能的匹配性效果会明显的变弱。简言之,在进行节能建筑具体结构设计的时候,必须要对其节能的基本要求做好分析和判断,这样,设计和要求的一致性才会得到强化,具体的结构设计效果才会更加的突出。

3.2 做好针对性的区域分析

其次是在建筑结构设计的时候,需要针对区域做好分析。虽然说在目前的城市化进程中,城市建筑的雷同化发展使得建筑的区域参考性有了明显的降低,但是在具体的设计中,还是需要对区域特点做分析。比如在西北地区,大陆性气候显著,白天和夜晚的温差特别大,针对这样的情况,在具体结构设计的时候要从保温和热量流失的角度进行问题的考虑,从而设计符合西北基本气候类型的建筑。再比如,南方地区温度高、空气当中的水分子含量较高,所以室内经常会出现潮湿的情况。针对这一问题,在具体建筑设计的时候需要从采光的角度做好结构的分析。综合来讲,不同的地区具有不同的特殊环境,其在节能方面的具体要求也不同,所以需要在原因思考的基础上对建筑的结构做合理性的讨论,这样设计出的结构可以更好的满足区域节能的需要。

3.3 构建模型、优化结构

第三是在进行节能建筑结构设计的时候,利用模型构建的方式对结构进行优化。从目前的技术利用来看,使用建筑设计的基本数据可以利用3D建模的方式将建筑的结构进行虚拟化的构建,通过虚拟的模型分析可以判断其在节能方面的具体效果,根据区域建筑的节能需要,对建筑的结构进行优化,这样,整个虚拟建筑的节能效果会更加的突出。将虚拟建筑的各方面数据进行储存,并在实际建筑结构设计的时候进行利用,这样可以设计出与虚拟结构具有相似性的建筑。因为建筑节能效果是经过分析和肯定的,所以整个建筑的实体建设,其节能的目的有效的实现。简言之,通过构建模型、优化结构的方式进行节能建筑的设计,整个节能建筑的结构更加合理,更符合节能建筑的需要。

3.4 提升设计人员水平

最后是进行设计人员水平的提升。建筑设计的重要影响因素之一便是设计人员的水平,其水平越高,空间构图能力越强,结构设计的科学性和合理性越显著,反之亦然。为了设计出具有节能效果的建筑结构布局,在具体的工作中,一方面对设计人员的基本理论和理念进行培养强化,使其具备更加专业的设计理念和空间构图意识,另一方面对设计人员的实践进行培养和提升,使其能够在设计中更好的操作,从而保证结构的优化。简言之,从理论、理念和实践操作等方面进行设计人员的全面性提升,其在节能建筑结构设计中的效果发挥会更加的显著。

4 节能建筑的施工控制

节能建筑的具体节能效果要实现,需要从施工方面进行控制。就目前总结的资料来看,节能建筑的施工控制主要从以下四个方面进行。

4.1 做好施工的基本分析

首先,节能建筑的施工控制需要做好施工的基本分析。施工的基本分析包括三个方面的内容:第一是施工的最终目的和目标。任何施工都要以最终的目标为活动导向,这样,施工的方向性和动力性才会更加的突出。比如在节能建筑的施工中,其最终的目标是要实现施工成本的控制和建筑使用的能耗节约,那么在施工的过程中,就需要从各个环节进行最终目的的考虑,这样,环节控制的效果会更加的突出。第二是施工的具体方法和理念。施工方法和理念对于施工材料以及时间的消耗有着重要的影响,就目前的资料分析来看,方法专业、理念先进,则施工的效率性较高,具体的施工质量也会得到保证,反之,不仅施工材料等会有大量的浪费,最终的建筑质量还不一定符合标准。第三是施工的要求。不同区域的节能建筑施工,其要求是不同的,比如在城市中心、生态保护场所和城乡结合进行施工,建筑的节能要求明显的不同,所以在具体施工之前需要对施工的要求有准确的把握。

4.2 强化材料的选择

其次,节能建筑的施工控制要从材料选择的强化入手。就目前的具体建筑施工来看,可供选择的材料种类十分的多样,具体的节能效果也存在着较大的差异。就现阶段的节能建筑具体来看,节能需求不一样,材料选择会有很大的差别,比如在北方地区,节能建筑的使用有一个显著的需要便是对室内的热量进行保持,墙体、门窗的保温性能越好,建筑当中的热量流失越慢,正常供暖所需要的热能量便越少,产生热能所消耗的能量也越少,这样,节能的效果可以实现。再比如在一些建筑当中,利用较好的透光性玻璃以及其他材料可以有效的增加建筑的照明效果,这样,照明所消耗的能量也可以得到有效的减少。简言之,在不同的环境下,建筑的节能需要具有差异性,所以针对建筑的具体需求进行材料的选择,使其满足节能的需要,这是施工控制需要重点注意的内容。

4.3 对施工环节做好监督和控制

第三,在节能建筑的施工控制中,对施工环节做好监督和控制也十分的必要。节能建筑的施工需要将能量消耗降到最低,所以在具体的施工过程中,需要最大限度的进行材料的利用,这样可以减少资源的浪费和能源的消耗。就施工环节的监督和控制来讲,主要的措施有三项:第一是建立责任监督体系。在体系内,确立明确的责任人,并对责任人的监督责任进行强调,这样,体系责任人可以充分的发挥自身的作用对施工进行监督和管理,由此实现施工过程中的监督强化。第二是构建完善的材料使用登记制度。在施工过程中,材料管理不善会造成无休止的材料浪费,这不符合节能建筑的基本施工规范,所以需要由专门的人员进行施工材料的取用登记,通过登记统计的加强,强化对材料的管理。第三是构建完整的节能评价体系对每个环节的施工做节能评价,通过评价发现问题并做好改善,节能的效果获得整体性的提升。简言之,对施工环节做好监督和控制,整个节能建筑的施工效果获得显著提升。

4.4 提升施工的专业性和标准性

最后,在节能建筑的施工控制中,提升施工的专业性和标准性也具有重要的意义。就专业性和标准性的提升来讲,有三方面的措施:第一是进行施工的标准流程建设。建立施工的标准流程,强化施工的统一性,这样,在具体的施工管理中,管理措施更容易执行,施工人员在施工的过程中,随意性施工的情况也可以得到明显的改善。因为施工随意性现象不再存在,所以资源浪费会得到有效的控制。第二是构建施工的专业评估体系。在施工控制中,构建对施工进行全方位评价的体系,利用体系当中的内容对施工情况进行约束和改进,这样,施工的具体问题分析和解决会更为彻底。第三是培养专业化的施工人员。专业化的施工人员。其施工意识、理念以及执行措施的手段、方法等都会表现朱更为突出的专业性,这对于施工的专业化提升来讲帮助巨大。总而言之,对施工的专业性和标准性进行提升,整个节能建筑的现代统一性效果更为显著,具体的节能目标会更容易实现。

5 结束语

节能建筑是我国目前建筑发展的一个主要趋势,一方面是此类建筑更符合建筑使用经济性的目标,另一方面是此类建筑与我国目前的经济发展趋势具有一致性。为了更好的在我国城市化发展的过程推进节能建筑的进步,做好对其的设计工作十分的必要。基于此,分析研究节能建筑结构设计与施工控制方面的问题便具有了重要的现实意义。本文对节能建筑做具体认知的探讨并讨论节能建筑的结构设计和施工控制,目的就是要为建筑实践提供实践指导。

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