土木工程的结构与建筑节能技术分析

摘要：土木工程结构设计的质量问题直接关系到工程成本，如果因设计者在结构设计中出现了失误，或工程监管不力，一旦出现楼盘倒塌、桥梁塌陷等安全事故后，便会给施工单位造成很大经济损失。为了确保工程质量，必须对土木工程结构进行科学的优化设计，并且设计者在结构设计过程中须考虑各相关工程的细节问题，并制定出相应的解决方案。本文主要对土木工程的结构与建筑节能技术分析。

关键词：土木工程；结构；建筑节能技术

中图分类号：E271 文献标识码： A

一、土木工程结构设计的具体思路

通过对土木工程结构设计的现状进行分析后发现，在工程结构设计中仍然存在一些问题，要想提高工程质量，必须找出解决问题的方法。工程的耐久性与安全性是需要首要考虑的问题，土木工程结构设计目前已经引起国家的高度重视，相关人员通过分析其中存在的问题，提出了相应解决方案，主要集中如下几方面。

1、土木施工基础设计

土木工程的基础设计非常重要，它需要考虑到当地的环境因素，例如水文条件、地质条件等。如果建筑楼盘不高，则表明其结构荷载力较小，因此，可选择基础结构模式，若建筑楼盘较高，便要选择综合基础结构模式。同时，不能忽略的是建筑工程需要具备良好的抗震性能，在同一标高位置，可进行相同结构单位基础的埋设，并选择尺寸合适的构件。

2、实现结构设计规范化

社会经济在发展的同时，建筑行业也越来越受到人们的关注，土木工程质量问题被人们广泛讨论。我国政府已经颁布了相关的法律法规，主要目的在于确保结构设计变得更加规范。因此，设计人员必须意识到工程质量的重要性，根据国家相关规定，对结构进行设计，确保建筑的安全性与稳固性。施工单位施工时，若发现设计图纸上存在不足之处，要及时予以更正，若无法判断其是否合理，可让开发商进行判断，并协商解决方法。施工单位必须要重视建筑安全问题，如果开发商或施工单位了解到图纸设计中存在不合理情况却没有做出修正，双方均要受到法律制裁。

3、提高结构设计人员的专业素养

在土木工程结构设计中，设计主体是工程的所有设计人员，他们专业素养的高低直接关系着施工工程质量。设计人员在进行结构设计前，要明确工程注意事项，了解工程的复杂性，结构设计对设计人员要求非常高，它不仅需要设计人员拥有丰富的理论知识，而且需要他们拥有专业的技能，将实践经验与理论知识结合，避免结构设计出现纰漏，确保工程质量。

4、确保钢材刚度性能良好

城市化进程逐渐加快的同时，房屋建筑内所使用的钢材建筑越来越多，钢材需求量变大。由于房地产建设需要开发大量地皮，而我国的土地资源非常有限，未来的建筑设计必定会以高空建筑为主，便于节约土地资源。在高层建筑中，建筑工程对钢材刚度要求很高。因此，必须确保钢材刚度良好，有利于降低事故发生的风险。

5、注重地基的设计

地基在建筑工程中占据着重要地位，它是整个建筑的基石。每个设计人员必须重视地基的设计，只有完成地基的设计后，才可实现后面的设计任务。地基的设计需要考虑多种因素，其中包括施工条件、水位、地质情况、温度等。通常情况下，施工人员对了解相邻建筑的地基情况并标高，明确其具体位置，确保施工的安全性与工程质量。

6、全面控制配筋结构设计

配筋结构设计主要以建筑物荷载分布的具体情况为依据，分解荷载，并进行间隔设置，了解建筑物支承情况。钢筋结构设计必须合理，有利于确保施工的顺利进行。

二、房屋建筑结构设计中的节能设计

1、建筑照明的节能设计

房屋建筑在进行灯管照明设计时可加入适当的控制系统，来达到节能的目的。首先，在建筑地下车库的照明设计时可采用区域性的时间控制照明，划分为车道照明和车位照明两个区域，具体操作为在白天关闭车位照明仅开启车道照明，傍晚开启全部照明，随着也越来越深逐渐从车位照明转为仅车道一侧照明开启，这样不仅使管理更加方便更重要的是可以节能；其次可以按照需求进行灯光照明控制，在只有管理人进入的设备区域如地下配电室、电梯机房等可设置相应的感应器来控制灯光的开启与否，有人进入时感应开启，人员离开后感应器操控机器延长一段时间后再使灯自动熄灭；其三，还可以采用控制光通量的方式达到节能的目的，在建筑结构设计中设计对灯具光输出的调节机制，在保证灯光照明需求的同时控制光通量保持在最小，以减少能量的消耗。

2、建筑墙体和门窗的节能设计

建筑墙体节能设计的重点就是保温性能和蓄热能力，通常采用的节能设计墙体有单一材料外墙、保温夹心型复合墙、内保温复合墙以及外墙之外的保温措施等，这些建筑墙体的结构设计在节能上一般都具有较强的可行性和较好的节能效果。在建筑门窗的节能设计中，重点考虑的是门窗的保温性和气密性，这两项性能不仅决定了建筑设计的舒适度而且与节能性有重要的联系，门窗节能设计通常采用内衬钢窗框的设计可以很大程度的降低门窗的传热效率，提高建筑整体的保温性能。而在玻璃节能设计上可采用中空玻璃的方式来增加保温性能，达到节能的效果.

3、屋面节能技术

在普通的建筑围护结构中，屋顶虽然占地面积小，却能量损耗大，约占总能耗的8%-10%。因此，虽然强化屋顶保温节能技术对建筑的工程造价影响不是很大，却显著提高了经济效益，这是节能效益的明显体现。主要的节能屋面设计包括：倒置式屋面、蓄水屋面与屋面绿化。倒置屋面是相对于传统屋面提出的一种新型屋面设计模式，即把保温层置于防水层之上，使其位置相对于传统屋面进行了倒置。倒置屋面所使用的额保温材料是憎水性的，这种屋面设置具有工艺简单、施工简便、保温效果好、无需通过设置排气孔进行排气处理、抗老化效果好、能负载较大的房屋负荷。

屋面绿化是降低建筑物附近的环境温度的一种途径，而且在城市的中心地带的热气流上升时，绿化带周围的凉爽空气很快过来补充，有利于对城市气候进行有效调节。绿化过的屋面的保温效果很好，周围的土壤可以吸收水分得到憎水膜，阻碍水的自由流通，且绿化植被对土壤具有固定作用并保护屋面免受阳光的暴晒。屋面绿化还可以防止刚性防水层的干裂、缓解屋面来回振动的影响，有效防止水层老化现象的发生。

4、建筑隔热节能设计

建筑的隔热设计，不仅要在建筑的外墙部位设置，而且要在屋顶设置，因为屋顶是建筑结构中受太阳辐射影响最大的部位。隔热设计也有两种方式，分别是隔热构造隔热以及使用隔热材料隔热。常见的隔热材料有热反射类、板块类、填充类。空气层的隔热是目前比较常用、价格低廉而且隔热性能良好的隔热方式，是一种把“空气”当作隔热材料的特殊方法，其隔热原理是降低传热从而实现隔热，像空气间层的厚度和密闭程度、热流方向、两侧表面的光洁度等因素都会对其隔热性能造成影响。空气层的隔热目前主要运用在炎热气候地区的双层窗、墙体和屋面，隔热效果很不错，同时设置在墙体部分的空气间层还能起到保温和隔热的双重效果，但水平构件是只能隔热的。

5、节能设计中新能源的应用

以达到减少建筑能源消耗、节能的目的，在建筑结构设计中引入新能源，国内外许多建筑行业开始了这一计划。太阳能与建筑机构形成有机整体，首先被引入建筑结构设计的节能设计中，减少了能量的消耗。为了完成太阳能与建筑机构有机结合，这就要求通过恰当合理的方式将太阳能系统考虑在建筑的结构设计中，并有机的结合到建筑设计中，从而进行统一的施工。太阳能系统在建筑结构设计中的应用，不仅要达到节能的效果，而且又不能给建筑本身的安全性和实用性产生负面影响，乃至美观的成度，在建筑现有条件的基础上实现太阳能光热系统与建筑结构的有机结合。安装太阳能系统时最主要的是考虑到建筑楼层的高度，楼层高度决定了接受太阳光强度的大小，楼层越高，遮挡物就越少，越能接收到更多的太阳光的辐射，增大了安装在楼层上的太阳能板对光的吸收效率，次要的是考虑到楼层之间的间距，满足一定的日照要求条件，在满足室内光照的程度上，同时又要保证太阳能系统的吸光效率，最后，还要考虑到楼层的表面积，表面积越大，太阳能系统吸收光的效率越高，越有利于能源的节约，从而做到了利用太阳能系统来达到节能的目的。

结束语

土木建筑结构设计给建筑稳固性能和安全性能都会产生很大影响。建筑安全性能在很大程度上决定于建筑结构设计与施工质量，另外对建筑结构进行合理使用和维护也有利于提高结构安全，对于现阶段国内建筑市场的发展情况，建筑部门对结构设计在安全性上的管理还有很大的缺失，和国外结构设计在安全性上的管理比起来还有较大差距。不管是建筑工程自身，提高节能设计、运用节能技术来提高节能水平，还是在体制方面进行建筑节能这都是国内建筑节能工作在未来的发展目标。