綠色住宅建筑結構設計分析

秦泉宗靖

（桂林市建筑設計研究院廣西桂林市　541002）

綠色住宅建筑結構設計分析

秦泉宗靖

（桂林市建筑設計研究院廣西桂林市541002）

綠色住宅概念傳入我國的時間短，因此研究也就相對晚，與發達國家相比，在各個方面還存在一定的差距，本文首先概述了綠色住宅建筑的概念、特點及設計原則，重點分析了綠色住宅建筑的結構設計方面的內容，旨在為我國綠色住宅建筑的進一步發展提供參考。

綠色住宅建筑；結構設計；綠色建筑；綠色材料

前言

住宅設計與節省能源、環境保護之間時相互影響、相互聯系的關系，人們建造舒適的住宅建筑，需要照明、空調和通風等設施，而這些設施都是以耗能為前提，進而帶來了能源危機，威脅到人們的生存。為了可以減少住宅建筑對環境的破壞，綠色住宅建筑越來越得到人們的認可，成為住宅設計的一個發展趨勢。

1　綠色住宅建筑的概念和特點

1.1綠色住宅建筑的定義

綠色住宅建筑是指在住宅建筑的全壽命周期內，最大限度節約資源，節地、節能、節材、節水、保護環境和減少污染，提供健康適用、高效使用，與自然和諧共生的建筑。和其他住宅建筑模式不同，綠色住宅建筑要注重系統綜合性、審美和諧性、環保性、節能性、健康性等各方面的協調，綠色住宅建筑的設計結構應該達到最大程度上對綠色住宅建筑本身的節能減排和環保能力做出支持，同時注重住宅建筑的安全性與經濟性。

1.2綠色住宅建筑的特點

綠色住宅建筑的特點主要是強調它的節能性、環保性和經濟的可持續性。建筑節能是全球節能發展的重要項目。根據統計數據，全球的能源使用有50%用在了建筑物相關的行業上，其中建筑物的照明、采暖和空調等也占了建筑用能量的大頭，而住宅建筑在建筑中占有很大的比例，因此綠色住宅建筑的節能性可以說是綠色建筑體系中最重要的部分，同時也應該注意綠色住宅建筑在建造和使用的過程中都不能產生過多的環境污染，要使用有利于環境保護的建材和建筑方式，貫徹綠色建筑的理念。同時還要注重對經濟可持續性的注重，在成本設計和環保設計方面取一定的平衡，注重綠色住宅建筑的節能環保和經濟適用。

2　綠色住宅建筑的結構設計原則

（1）綠色住宅建筑的設計應符合結構整體性的原則，綠色住宅建筑應該把自身的結構視作一個開放的體系，與自然界形成良好的結合，追求環境效益的最大化，注重環境效益和整體效益的提升，綠色住宅建筑的結構設計應該是一個有機的整體，以符合綠色住宅建筑的各種節能減排要求，和體現建筑的整體設計感。

（2）綠色住宅建筑的結構設計應符合合理適中的原則，綠色住宅建筑的結構設計要同時顧及節能減排的要求、環保的要求和經濟成本的要求，同時經濟效益的提升也是綠色住宅建筑特性的具體體現，過多的建設與維護成本也不符合綠色住宅建筑的標準，不符合資源的節約原則。在綠色住宅建筑的設計時要重視環保，降低成本。

（3）綠色住宅建筑的結構設計應該體現尊重自然的原則，綠色住宅建筑之所以被稱為綠色住宅建筑，就是要符合和環境完美融合、和諧統一的原則。在綠色住宅建筑的結構設計中應該對自然環境和生態平衡有著較為優先的考慮，綠色住宅建筑的核心思潮就是對自然的效仿和結合。

3　當前我國綠色住宅建筑現狀

3.1發展不平衡

當前我國的綠色住宅建筑存在區域上發展的不平衡，由于我國幅員遼闊，各地區的氣候、自然資源以及經濟發展狀況不同，形成了地區差距，經濟發展較快的地區，對于能源的節約利用意識早，因而較早的重視綠色住宅建筑，與之相反，經濟發展較慢的地區，能源節約意識差，綠色住宅建筑發展慢。

3.2缺乏激勵制度

缺少激勵制度和監管體系，綠色住宅的發展缺少了支持，也就很難有序發展。

3.3自覺意識缺乏

隨著政府宣傳力度的增大，越來越多的消費者轉向綠色住宅建筑，健康、節能、環保得到人們的追捧，但是人們的自覺意識缺乏，無法做到自覺的節能（例如關燈、節約用水等），這不是技術問題，屬于環境道德問題。

4　綠色住宅建筑的結構設計內容

住宅建筑的結構設計對建筑施工具有巨大的影響，科學合理的住宅建筑結構設計對于建筑的穩定性和使用壽命都有一定的提升，也對住宅建筑的成本有著重要的控制作用。在綠色住宅建筑的結構設計方面，要進行合理的住宅建筑結構選擇和對已經選擇結構形式進行一定程度的設計優化，以提升住宅建筑結構的靈活性和耐久程度。

4.1綠色住宅建筑中的結構選型

結構選型是綠色住宅建筑的關鍵，它可以在更高的層面上確保建筑和自然的共生以及建筑的可持續性。一個良好的建筑選型可以很大地降低建筑對于環境造成的大量壓力和負荷，為建筑提供一個健康的骨骼體系也就基本確定了綠色建筑的基調。

在結構選型方面，要結合空間需求和實用功能來選擇結構的方式。比如從節能減排方面選擇輕質低耗能的結構，如輕鋼結構、木結構以及較為高技術的張拉膜結構和張力穹窿等；從建筑結構的耐久性或經濟方面可以選擇彈性可變結構，它可以適應建筑中不同功能的變化，從而使建筑結構布置更加靈活，極大地節省了建筑檢修和拆建時對能源和資源的消耗，從而降低建筑成本，增強住宅建筑可持續發展的特性。

4.2綠色住宅建筑結構設計中的建材選擇

綠色建筑結構設計中要對建筑材料有充分的考量選擇，綠色住宅建筑材料的選用在很大程度上決定了住宅建筑本身的綠色程度。在建材選擇方面應該注重本身對能源的消耗減少和環境保護都應該有一定效果，擁有可持續發展的特點。而且從住宅建筑本身來看，由綠色建材構成的建筑結構應該在某些單元上有某些可替代性，當結構出現某些問題的時候，可以及時方便地進行更換和維修操作，增加建筑的使用年限降低建筑的維修更換成本。

發展綠色建筑的新產品、新技術、新材料與新工藝，提高資源利用率、節約能源消耗、降低環境負荷是新型建材工業可持續發展的必由之路，如發展新型結構體系、可回收利用建筑材料、圍護結構體系、廢棄物收集處理與回用技術、污水收集、處理及回用成套技術、節水器具與設施等都是開展綠色住宅建筑的重要組成部分。對于結構設計，選用一些新型結構形式如膜結構、輕鋼結構等，對于節約材料起到很大作用。拿輕鋼結構來說，它在國外發達國家發展甚快，已經從底層結構發展到多層結構，甚至于中高層結構。這類結構所用材料除了具有輕質、高強節省材料優點外，可再生循環利用是它的又一大特質。而且大量的構件系工廠化生產，能保證質量，施工周期短，是典型的綠色建筑。在綠色住宅建材的選擇中，鋼結構的抗震性能和鋼材延性都比較好，有著較長的耐久度，同時鋼材重量較輕，可以減輕各種成本和地基受力。新技術方面，可以發展裝配式組合結構，所有結構構件基本都在工廠里加工完成。減少了對環境的污染，施工工期短，節約建造成本，符合綠色建材的降低成本、節能減排、對環境污染小的特點，是綠色住宅建筑的良好建材。

結構設計中充分利用可再生資源，例如太陽能、風能、潮汐能等，調查發展，目前在住宅建筑中，太陽能得到廣泛的應用，其資源豐富，環保、節能、安全、經濟、方便，對環境無任何污染，通過將太陽能轉化為熱能，應用與熱水系統提供中，缺點是受氣候、季節的影響較大。

4.3綠色住宅建筑結構設計的節能要求

從能源和資源的節約角度出發，要注重實施節能策略，利用可再生能源的利用。在節能策略的實施方面，要注重在建筑系統上多采用節能技術，如在設計層面對建筑的技術布局進行調整，在外維護結構、材料選擇等方面都要進行一定的節能技術選擇，在建筑的使用維護過程中也要進行有效的資源利用和管理，促進建筑的生態循環。使用可再生能源是世界經濟發展的大趨勢，在建筑中要合理利用太陽能、風能等能源以減輕當前的能源壓力，提高資源和能源的利用效率，建立良好的資源監控使用體系，以控制資源的消耗和建筑的建造使用過程中對于傳統資源和可再生資源的利用。

過去，我國的建筑墻體一直采用單一的混凝土墻體或空心砌塊墻體，其導熱系數大，為高效保溫材料的20倍。新型復合墻體有效的解決了墻體的保溫性問題，在墻體主體結構基礎上，增加絕熱保溫材料，既不會使墻體過厚，又有效的改善了墻體的導熱性能，總之，使用復合墻體將是大勢所趨。

4.4綠色住宅建筑結構設計的協調要求

綠色住宅建筑在結構設計上應當注重和自然的協調與共存，在結構設計上，要注重節能減排的實效性，從建筑的實際情況出發進行結構設計，充分考慮當地的自然條件、結構特征等進行結構設計，針對建筑設計和施工的各個方面進行新技術、新建材的選擇和節能減排方案的選用。同時綠色住宅建筑的結構設計也應該注意和人的協調，注重人性化的設計，充分體現出綠色住宅建筑對人和對自然的雙重和諧。要體現對人的和諧，就應該注重從個人體舒適程度和人體工程力學的角度為建筑結構提供一些參考，為人們提供舒適程度較高并且和自然融合程度較好的居住環境，根據建筑的適用人群進行具體的設計和調整。同時綠色建筑在結構設計上一定要注重在設計上留有進一步調節和變更的空間，以滿足不同用戶對建筑空間的使用需求，使用戶對自身建筑留有一定的調節和控制權，充分體現出綠色住宅建筑的人性化。

4.5住宅建筑屋頂綠色設計

住宅建筑的屋頂綠色設計（見圖1）不僅可以美化城市，還可以起到吸塵隔音、凈化空氣、保溫隔熱等作用，在住宅建筑的屋頂可以采用簡單式輕質的綠化，配置多種地被和花草，屋面隔熱層采用250厚擠塑聚苯乙烯板，采用綠色屋面比采用普通屋面結構造價增加20%左右，雖然造價上有所增加，但是在炎熱的夏季，屋頂有植被的大樓比沒有植被的大樓溫度低2～3℃。

圖1　住宅建筑的屋頂綠色設計

5　結束語

綠色住宅建筑中的結構設計是綠色住宅建筑的重要構成部分，在設計時要充分體現綠色住在建筑的節能環保以及效益節約的特點，需要按照住宅建筑的實際情況進行計算和設計，以達到最佳的設計效果和對環境和資源的最佳利用。綠色建筑將會是未來建筑發展的趨勢，需要建筑工作者進行不斷的研究和探索。

[1]文彥.關于建筑設計中綠色結構設計探討[J].城市建設理論研究，2012，07.

[2]謝紅杰.淺析綠色建筑與節能環保[J].城市建設理論研究，2012，10.

[3]蔣紅萍.淺談綠色節能住宅設計[J].城市建設理論研究，2011，12.

TU318

A

1673-0038（2015）40-0093-02

2015-7-12

秦泉（1984-），女，中級，本科，主要從事建筑結構設計工作。

宗靖（1983-），男，中級，學士，主要從事結構設計工作。