工业与民用建筑中外围护的结构设计策略分析

摘要:随着建筑工艺、设备、材料、技术的不断更新也引进，工业和民用建筑的外围护结构设计也应该与时俱进、日新月异，旨在令使用者获得更舒适的居住环境，使建筑物的实用性和功用性更加贴合人们的日常生活及心理需求。

关键词:工业建筑 民用建筑 外围护 结构设计 策略分析

中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)10(C)-0000-00

工业和民用建筑属于国家建设中较为基础性的建设行业，是人们日常生活所必不可少的场所，建设时的要求也相对较高，不仅要满足居住和使用的需求，还必须具有保暖、隔热、通风等改善生活质量的功能[1]。随着建筑工艺、设备、材料、技术的不断更新也引进，工业和民用建筑的外围护结构设计也应该与时俱进、日新月异，旨在令使用者获得更舒适的居住环境，使建筑物的实用性和功用性更加贴合人们的日常生活及心理需求。

1 工业与民用建筑外围护结构的设计要求

近些年来，全球范围内都开始对于环境保护、能源节约和绿色生态进行关注，尤其是“低碳”观念的引入国内，带动了建筑行业向节能环保的方向进行设计与施工，而作为建设施工的招标单位，我们可以将此类要求作为一项硬性指标列入标的条款，并选择具有环保设施建设能力的开发商实施建设。当然，现代工业与民用建筑外围护结构的设计工作应广泛遵循以下原则：

1.1 建筑学设计应合理实用

建筑学设计是工业与民用建筑设计的首要环节，需要根据建筑力学、美学等针对建筑的功用性进行有效设计，尤其注意保暖、隔热、采光照明的自然获得，比如建筑形体和朝向、墙体厚度、窗户宽幅、开窗方向等，如该阶段的设计不合理，很可能会造成日后各类采暖、防热、照明设施的加倍应用，浪费时间和增加改造费用，同时浪费能源和资源，违背了绿色环保的设计理念。

1.2 被动式能源应用及设计

在建筑学设计的基础上，还应尽可能的利用较具节约性的被动式能源，目前较为常见的主要是太阳能类能源，比如太阳能电池、太阳能热水器等[2]，该类设备可以有效利用外在资源为建筑物提供采暖、导热、夜间照明等，大大的节约了后期机械及工业设备的配置，节约成本也环保耐用。

1.3 不可再生能源的设计

在以上两种设计无法提供和达到预期效果的前提下，再进行不可再生能源的补给与应用。不可再生能源主要通过机械设备为建筑物内提供供热、供电、供能等，以保障建筑物使用者的正常居住与商用。由于该类设备资源消耗量大、折旧维护要求高、成本高等特点，在建筑设计过程中尽量少用，但并不代表不用。

科技的发展本身的目的就是为人所用，不可再生能源的利用是基于自然力、可再生能源不可企及的情况下，利用各种各样的技术设备为人类提供更加舒适的环境与能源，因而应正确把握以上三点的重要必及应用顺序、范围，设计过程中最好尽可能应用可再生能源的本身能量，以不可再生能源为补充，从而实现既美观、实用、舒适、耐用，又环保卫生、绿色低碳，且对于建筑单位而言也是一项大大的经费节约。

2 工业与民用建筑中外围护结构的设计策略

外围护的设计最主要的作用是保障温暖、隔热和通风，因而本文通过这三方面分别介绍工业与民用建筑外围护结构设计的策略：

2.1 保暖设计策略

冬季气温较低，尤其是北方广大地区寒冷异常，居住和办公环境的保暖性至关重要。保暖设计要使建筑物的外围护具有阻断室温由内向室外传导的作用，从而维持室内适当温度，给室内人员以舒适的工作和生活环境。从物理学角度定义，若以K表示外围护结构的隔热能力，D表示外围护结构对热流和温度波动的反抗能力，x表示任意系数，则保暖性能可表示为（x·K·D）[3]。也就是说，当外围护结构的隔热能力K越大，保暖效果越好；对热流和温度波动反抗能力D越强，保暖效果越佳。K和D作为建筑外围护结构保温能力的影响因素，主要针对于非透明体而言，即主要来源于墙体、地面、棚顶。

应大力发展和应用具有高效能的保温及隔热材料的应用，水泥膨胀珍珠岩、加气混凝土、硬质聚氯乙烯、EPS泡沫板、水泥聚苯板等是目前工业和民用建筑施工较常用的保温材料。保温层的施工方法主要分为铺砌法和现浇法两种，但无论选取哪种施工方法，都应注意控制好保温层的含水率；如遇到檐沟、天沟等与屋面交接处，应将保温层延伸到墙体内越过厚度1/2；基层的铺设应保持干燥、干净和平整，分层则应将上下层板块的接缝错开，再使用同类材料将错缝填充密实。

2.2 隔热设计策略

隔热设计主要分为三个方面，一是非透明体隔热，与如上介绍的保暖类似，主要保障夏日里室外的热量不被传导进室内，尤其是空调房间，以保证室内舒适；二是透明体隔热，如窗体遮阳等；三是绿化遮阳设计。窗体遮阳主要通过玻璃的选择和窗体结构的设计来实现。

目前较常见的隔热类玻璃包括Low-e型、热折射型、吸热型等，其中以Low-e型的性能最佳，具有较高的透光率、较低的红外透过率，多透光少传热。目前较常见的三种窗体结构包括：（1）推拉窗，两扇窗体通过滑轨左右滑动，可使窗口开至1/2大小，但由于两扇窗体间存在滑动的缝隙进而产生对流，使窗内外冷热气流产生交换，影响室内温度的保持；（2）平开式，以活页为旋转点进行平开，由于窗户与窗框间以胶条作为密封物，关窗时可将胶条压紧压实，从而达到减少空隙阻断对流的作用，具有较好的隔热作用，也是比较实用的节能窗体结构，但由于平开式窗户一般较小，易出现通风效果不佳；（3）固定式，即窗框密封固定于墙体内，而玻璃密封固定于窗框内，没有窗户可以开关，这类窗体结构具有较好的采光性和隔热性，但完全封闭住空气流通，多用于玻璃幕墙，不适合于工业与民用建筑中全面使用，可作为部分窗体结构安装。

2.3 通风设计策略

自然风是最好的通风资源，夏季里不太热的时候，也是人们最直接的被动式降温方式，因而工业与民用建筑外围护结构设计时，应充分利用通风设计来为使用者提供好的室内环境。一般自然空气的流动主要取决于风压和热压的作用，而工业与建筑的通风则更倾向于风压的作用[4]。这也对通风开口的位置提出了要求和指导。应根据建筑物周围四季风压的变化情况，以夏季为主要通过季节，选择合适的角度及位置设置通风口及导风设备，尽可能多采用窗体作为通风渠道，以减少工程的复杂性和投入量。另外通风还应注意人体活动的位置及舒适度，窗体开放位应保持在人体的活动高度上。

3 结语

新的时代要求建筑的设计与施工也要有新的作为，工业和民用建筑的首要用途是居住和商用的实用性，其次要舒适合理，再次是节能减排。对于现代的建筑企业而言，有效满足居住和使用者的心理需求，才能够获得更好的市场效益。因此，在外围护结构设计方面，应加强对保暖、隔热、通风、照明的研究，主要从墙体和窗体两方面进行合理有效设计，设计时不可忽视建筑物所处环境、位置、用途等，比如北方建筑更注重保暖，高层建筑应具有更好的防风防寒性，南方的住宅应有更好的通风体系等，这些细节的关注与合理设计会为客户带来附加的经济和生活效益，并进一步反馈成为建筑企业的成绩和利润，便企业在建筑行业中立于不败之地。

参考文献

[1] 王辉,吴兴娟.浅谈建筑外围护结构的节能设计[J].科技博览,2010,6:114.

[2] 戴锦辉.高层建筑外围护系统设计浅析[J].住宅产业,2010,6:45-48.

[3] 周柏驹.工民建建筑的外围绕护结构设计策略研究[J].科学与财富,2010,3:44-45.

[4] 马昌.节能技术在建筑外围护结构设计中的应用[J].中华建设,2008,12:76-78.

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