綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與探討

馬旭 王趙迪

摘 要：隨著時(shí)代和科技的發(fā)展，如今人們生活水平越來越高，但同時(shí)伴隨的是環(huán)境問題的日趨加重。而作為社會(huì)當(dāng)中的高耗能行業(yè)來說，建筑行業(yè)更應(yīng)該將環(huán)境保護(hù)的概念確定為重中之重，因此國家有關(guān)部門便提出了綠色建筑的概念，能夠極大程度降低施工過程中能源與材料的消耗，減少建筑全周期對(duì)于環(huán)境所帶來的污染。本文就對(duì)于綠色施工的概念、綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，希望能夠從理論層面上為我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的進(jìn)步與發(fā)展提供一點(diǎn)支持。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化

綠色建筑指的是在建筑建設(shè)中有效節(jié)約和控制能源，減少環(huán)境污染，創(chuàng)造美好人文環(huán)境同時(shí)盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞，維持大自然生態(tài)平衡。我們從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，采取合理技術(shù)手段，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)節(jié)能降耗。

1 概述

為了響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召，滿足資源、能源的節(jié)約，大力開展綠色能源建設(shè)。而建筑行業(yè)的綠色施工是指在整個(gè)施工的全周期內(nèi)，盡極大可能降低施工所帶來的環(huán)境污染，敢于運(yùn)用新技術(shù)、新材料，為低能耗、無污染的建筑材料開辟新的路徑的同時(shí)也應(yīng)保證整個(gè)工程的質(zhì)量。在施工過程中人們提出了綠色施工的概念，從原材料、人員管理、現(xiàn)場(chǎng)布置、結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)選型等各個(gè)方面加強(qiáng)綠色施工管理，并引入先進(jìn)前沿的新興施工技術(shù)。

2 綠色建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循三個(gè)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)： 結(jié)構(gòu)整體性原則，綠色建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能充分地與建筑整體效應(yīng)相符；合理適中原則， 合理的結(jié)構(gòu)體系及適中的經(jīng)濟(jì)成本是結(jié)構(gòu)具備綠色特性的表現(xiàn)；尊重自然原則，綠色建筑的重要突出特點(diǎn)就是每一步都應(yīng)力求做到與環(huán)境有機(jī)融合?；诖耍?dāng)前綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展主要涉及到以下幾個(gè)方向：

1）運(yùn)用新興科技成就新型設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，為實(shí)現(xiàn)綠色建筑的最終目標(biāo)，即在總體建筑當(dāng)中體現(xiàn)出綠色設(shè)計(jì)觀念。

這就要求建筑師以及相關(guān)工作人員對(duì)于資源和可持續(xù)發(fā)展方面有著極高的重視，并且及時(shí)了解并充分利用前沿的科學(xué)技術(shù)，將資源、能源的價(jià)值充分發(fā)揮出來。

2）綠色建筑設(shè)計(jì)逐漸系統(tǒng)化。眾所周知，我國土地遼闊，經(jīng)緯跨度十分大，如此多不同的地區(qū)，各個(gè)地區(qū)發(fā)展情況、地理位置、氣候以及生活習(xí)俗等各種差異，產(chǎn)生了不同的城市問題。因此綠色建筑設(shè)計(jì)不能單一追求節(jié)能減排，更要關(guān)心不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化特征以及人文社會(huì)意義。所以，綠色建筑應(yīng)當(dāng)趨向于構(gòu)建聯(lián)系比較緊密的建筑群組，將其更加系統(tǒng)化來適應(yīng)和解決全國不同地區(qū)的問題。

3）走低能耗的建筑發(fā)展之路。當(dāng)今社會(huì)的建筑行業(yè)首先應(yīng)該樹立深刻落實(shí)的綠色低能耗相關(guān)理念，其次在具體建筑全周期中，應(yīng)當(dāng)從各個(gè)角度、細(xì)節(jié)方面降低能源耗損，保證綠色建筑思想貫徹整個(gè)施工全周期。

4）優(yōu)化建筑周邊環(huán)境。綠色建筑根據(jù)不同地區(qū)、不同應(yīng)用，來進(jìn)行適合的綠色生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)。城市綠色空間應(yīng)當(dāng)效仿真實(shí)的自然環(huán)境，并根據(jù)實(shí)際地區(qū)情況，綜合各種類型的植物進(jìn)行景觀搭配，使得建筑物的綠化環(huán)境設(shè)計(jì)更加接近于自然，實(shí)現(xiàn)所謂的“天人合一”。

3 綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨的困境

1）構(gòu)件設(shè)計(jì)面臨的問題。建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)綠色建筑的功能和穩(wěn)定性都會(huì)造成影響，受質(zhì)量、外界因素影響，建筑中的鋼筋混凝土的剛度和強(qiáng)度經(jīng)常無法滿足相應(yīng)的要求標(biāo)準(zhǔn)，這會(huì)對(duì)綠色建筑的抗震性產(chǎn)生影響。此外，預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用不合理，也會(huì)影響結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)水平。

2）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨的問題。第一，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性差，并且會(huì)受到多項(xiàng)因素的干擾。第二，基礎(chǔ)會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降，破壞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。第三，地下空間未得到合理應(yīng)用。第四，缺少相應(yīng)理論的支持，在具體優(yōu)化期間，控制能力較差，經(jīng)常會(huì)衍生出不同類型問題，造成的影響較為嚴(yán)重。

3）結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)面臨的問題。綠色建筑中，結(jié)構(gòu)體系以襯砌結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝凝土為主。但是，從實(shí)際設(shè)計(jì)情況來看，長期以來都面臨著能源浪費(fèi)或消耗嚴(yán)重現(xiàn)象，情況嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)诮Y(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫，這將會(huì)對(duì)綠色建筑的安全性以及性能造成不良影響，該項(xiàng)問題也是相關(guān)工作人員需要重點(diǎn)注意的一項(xiàng)內(nèi)容。

4 綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

1）整體和局部優(yōu)化設(shè)計(jì)。第一，確保綠色建筑結(jié)構(gòu)整體和局部優(yōu)化的整體效率，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，應(yīng)當(dāng)將建筑整體作為一個(gè)完整系統(tǒng)，要從實(shí)際出發(fā)，確保系統(tǒng)中每個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的合理性。地基是建筑工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其會(huì)對(duì)建筑工程的穩(wěn)定性造成直接影響，因此要注重地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的選擇與優(yōu)化。近幾年，建筑工程的種類不斷增多，針對(duì)不同類型的建筑工程，其規(guī)模、功能存在差別，這也就對(duì)地基結(jié)構(gòu)提出了不同的要求，因此，在對(duì)地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定時(shí)，要進(jìn)行合理論證，確保最終選擇地基結(jié)構(gòu)的合理性。第二，做好局部優(yōu)化設(shè)計(jì)，也就說在選擇結(jié)構(gòu)體系時(shí)，建筑工程施工設(shè)計(jì)人員必須要建筑具體對(duì)象，柱網(wǎng)的大小、高度、樓層等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行考慮，完成對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系的確定，并且要確保建筑工程的環(huán)保性能能夠滿足要求，此外還要加強(qiáng)對(duì)建筑工程使用的各種材料，以及其起到的節(jié)能效果的重視。一般來說，首要考慮的因素是成本，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)成本進(jìn)行控制，選擇材料時(shí)要考慮成本，并且要避免對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染材料的應(yīng)用，盡量減少對(duì)不具備輔助功能的裝飾材料的應(yīng)用。第三，對(duì)可再生、可循環(huán)利用材料進(jìn)行應(yīng)用。例如，對(duì)建筑物使用的玻璃可以選用安全玻璃，并且在材料選擇期間，應(yīng)當(dāng)檢測(cè)材料的性能進(jìn)行檢測(cè)。

2）建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。第一，優(yōu)化綠色建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)要與施工場(chǎng)地進(jìn)行聯(lián)系，要應(yīng)當(dāng)依據(jù)巖土工程的實(shí)際勘察結(jié)果，完成對(duì)施工場(chǎng)地的選擇。第二，依據(jù)建筑工程場(chǎng)地的具體情況，對(duì)存在的不良地基進(jìn)行合理處理，選擇合理的排水固結(jié)施工方法完成相應(yīng)的施工工作。第三，加強(qiáng)對(duì)地下空間的利用，分析論證報(bào)告，確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的順利進(jìn)行。第四，優(yōu)化砌體結(jié)構(gòu)過程中，應(yīng)當(dāng)將鋼筋混凝土設(shè)置在結(jié)構(gòu)中，提高建筑的抗震性。

3）建筑主體上方結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。針對(duì)綠色建筑來說，在優(yōu)化上方結(jié)構(gòu)過程中，應(yīng)當(dāng)在充分考慮建筑整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)科學(xué)設(shè)置剪力墻，確保墻體是整體質(zhì)量能夠滿足墻體的要求。并且，在該基礎(chǔ)上，保證建筑工程中的整體結(jié)構(gòu)中心與平面剛度兩者的中心相重合，該結(jié)構(gòu)能夠使建筑的整體穩(wěn)定性得到提高，并且能夠延長整個(gè)建筑的具體應(yīng)用過程中的壽命，這種設(shè)計(jì)方法尤其適合應(yīng)用到地震頻繁地帶。通過大量綠色建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來看，建筑結(jié)構(gòu)造型，應(yīng)當(dāng)盡量簡約，避免建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)大量復(fù)雜的沒有實(shí)際功能的裝飾性結(jié)構(gòu)構(gòu)件，尤其是要避免屋上面存在大塔構(gòu)件、曲面構(gòu)件等華而不實(shí)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)整體建筑結(jié)構(gòu)的重心、質(zhì)心應(yīng)相互交疊，從而避免建筑結(jié)構(gòu)在應(yīng)用期間發(fā)生扭轉(zhuǎn)，影響建筑工程的應(yīng)用。

5 結(jié)束語

綜上所述，綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是綠色建筑重要的內(nèi)容，保持綠色建筑的理念，從結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)材料以及地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)入手，確保綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠不斷開拓創(chuàng)新，更新新的設(shè)計(jì)理念，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)不斷發(fā)展。

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