綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析與探討

王趙迪　張園園

摘 要：隨著時代和科技的發(fā)展，如今人們生活水平越來越高，但同時伴隨的是環(huán)境問題的日趨加重。而作為社會當中的高耗能行業(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，減少建筑全周期對于環(huán)境所帶來的污染。本文就對于綠色施工的概念、綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行探討，希望能夠從理論層面上為我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域的進步與發(fā)展提供一點支持。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；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)境同時盡量減少對生態(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)計方面，采取合理技術(shù)手段，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計節(jié)能降耗。

1 概述

為了響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的號召，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也應(yīng)保證整個工程的質(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)場布置、結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計選型等各個方面加強綠色施工管理，并引入先進前沿的新興施工技術(shù)。

2 綠色建筑設(shè)計的發(fā)展趨勢

綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計遵循三個原則進行設(shè)計：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就是每一步都應(yīng)力求做到與環(huán)境有機融合?；诖?，當前綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展主要涉及到以下幾個方向：

2.1 運用新興科技成就新型設(shè)計

建筑設(shè)計當中，為實現(xiàn)綠色建筑的最終目標，即在總體建筑當中體現(xiàn)出綠色設(shè)計觀念。

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

2.2 綠色建筑設(shè)計逐漸系統(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)濟文化特征以及人文社會意義。所以，綠色建筑應(yīng)當趨向于構(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。

2.3 走低能耗的建筑發(fā)展之路

當今社會的建筑行業(yè)首先應(yīng)該樹立深刻落實的綠色低能耗相關(guān)理念，其次在具體建筑全周期中，應(yīng)當從各個角度、細節(jié)方面降低能源耗損，保證綠色建筑思想貫徹整個施工全周期。

2.4 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，來進行適合的綠色生態(tài)環(huán)境設(shè)計。城市綠色空間應(yīng)當效仿真實的自然環(huán)境，并根據(jù)實際地區(qū)情況，綜合各種類型的植物進行景觀搭配，使得建筑物的綠化環(huán)境設(shè)計更加接近于自然，實現(xiàn)所謂的“天人合一”。

3 綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計面臨的困境

3.1 構(gòu)件設(shè)計面臨的問題

建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件對綠色建筑的功能和穩(wěn)定性都會造成影響，受質(zhì)量、外界因素影響，建筑中的鋼筋混凝土的剛度和強度經(jīng)常無法滿足相應(yīng)的要求標準，這會對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，也會影響結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計水平。

3.2 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計面臨的問題

第一，基礎(chǔ)設(shè)計的穩(wěn)定性差，并且會受到多項因素的干擾。第二，基礎(chǔ)會出現(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)常會衍生出不同類型問題，造成的影響較為嚴重。

3.3 結(jié)構(gòu)體系設(shè)計面臨的問題

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，從實際設(shè)計情況來看，長期以來都面臨著能源浪費或消耗嚴重現(xiàn)象，情況嚴重時，甚至?xí)诮Y(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫，這將會對綠色建筑的安全性以及性能造成不良影響，該項問題也是相關(guān)工作人員需要重點注意的一項內(nèi)容。

4 綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

4.1 整體和局部優(yōu)化設(shè)計

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)當將建筑整體作為一個完整系統(tǒng)，要從實際出發(fā)，確保系統(tǒng)中每個環(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重要內(nèi)容，其會對建筑工程的穩(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，針對不同類型的建筑工程，其規(guī)模、功能存在差別，這也就對地基結(jié)構(gòu)提出了不同的要求，因此，在對地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行確定時，要進行合理論證，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，也就說在選擇結(jié)構(gòu)體系時，建筑工程施工設(shè)計人員必須要建筑具體對象，柱網(wǎng)的大小、高度、樓層等各項內(nèi)容進行考慮，完成對建筑結(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，此外還要加強對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)計過程中，應(yīng)當對成本進行控制，選擇材料時要考慮成本，并且要避免對環(huán)境會造成污染材料的應(yīng)用，盡量減少對不具備輔助功能的裝飾材料的應(yīng)用。

第三，對可再生、可循環(huán)利用材料進行應(yīng)用。例如，對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)當檢測材料的性能進行檢測。

4.2 建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

第一，優(yōu)化綠色建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)要與施工場地進行聯(lián)系，要應(yīng)當依據(jù)巖土工程的實際勘察結(jié)果，完成對施工場地的選擇。第二，依據(jù)建筑工程場地的具體情況，對存在的不良地基進行合理處理，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，加強對地下空間的利用，分析論證報告，確保基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的順利進行。第四，優(yōu)化砌體結(jié)構(gòu)過程中，應(yīng)當將鋼筋混凝土設(shè)置在結(jié)構(gòu)中，提高建筑的抗震性。

4.3 建筑主體上方結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

針對綠色建筑來說，在優(yōu)化上方結(jié)構(gòu)過程中，應(yīng)當在充分考慮建筑整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對科學(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，并且能夠延長整個建筑的具體應(yīng)用過程中的壽命，這種設(shè)計方法尤其適合應(yīng)用到地震頻繁地帶。通過大量綠色建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計經(jīng)驗來看，建筑結(jié)構(gòu)造型，應(yīng)當盡量簡約，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)件等華而不實的結(jié)構(gòu)，同時整體建筑結(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、建筑結(jié)構(gòu)材料以及地基基礎(chǔ)設(shè)計入手，確保綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠不斷開拓創(chuàng)新，更新新的設(shè)計理念，促進建筑行業(yè)的可持續(xù)不斷發(fā)展。

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