淺析綠色建筑中的結構設計要點

賀建民

摘要：城鎮(zhèn)化建設的快速推進，促進了建筑業(yè)的發(fā)展，同時使得能源、土地、水、原材料等資源嚴重短缺，并且實際利用效率較低。為了促進建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，加強對綠色建筑結構設計進行分析具有重要意義。本文概述了綠色建筑，簡述了綠色建筑的特征，對綠色建筑的結構設計要點進行了探討分析。

關鍵詞：綠色建筑；結構設計；選材；節(jié)材

1.綠色建筑的概述

《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2014中論述的綠色建筑，主要是指在建筑壽命周期里，盡可能最大限度地節(jié)約資源，保護自然環(huán)境，減少污染，給人們提供一個健康、舒適、高效的空間，和自然和諧共存的建筑。綠色建筑概念的提出是對建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新，隨著科學技術的發(fā)展，綠色建筑的涵蓋范圍越來越廣。

2.綠色建筑的特征

與傳統(tǒng)建筑相比較，綠色建筑主要具有以下特征：（1）節(jié)約環(huán)保。節(jié)約環(huán)保指的是人們在建造、使用建筑的時候，盡可能地節(jié)省資源利用，保護周圍環(huán)境，呵護生態(tài)，減少對環(huán)境的污染，把由于人類對建筑建造與使用活動造成的對環(huán)境和資源的負荷與影響減到最小程度和生態(tài)再創(chuàng)造能力的范圍內。（2）自然和諧。自然和諧就是人們在建造、使用建筑的過程里，愛護、親近所處的自然環(huán)境，使人、自然、建筑三者和諧共存。只有如此才可以兼顧協(xié)調環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益；才可以實現(xiàn)人類社會、生態(tài)環(huán)境、國民經(jīng)濟的快速可持續(xù)發(fā)展。（3）健康舒適。建立一個健康舒適的生活工作環(huán)境，是人們建造、使用建筑的基本要求。要給人們提供健康、舒適和高效的空間。

3.綠色建筑的結構設計要點分析

3.1合理選擇綠色建筑結構類型。（1）結合使用功能和空間需求選擇結構類型。（2）從節(jié)約能源、資源角度選擇“輕質低耗能結構”，輕質低耗能結構包括一般的輕質結構：木結構、輕鋼結構等，也包括出現(xiàn)的新結構形式，如張力穹窿、張拉膜結構等形式。（3）基于耐久性和靈活性選擇“彈性可變結構”，結構布置靈活的建筑物，可以適應不同功能的變化，從而大大減少了維修和拆建時所消耗的能耗，節(jié)約投資成本。羅杰斯曾說過，一座易于改造的建筑才會擁有更長的使用壽命和更高的使用效率。具有牽陛可變結構的建筑系統(tǒng)，為以后的設計留有余地，因而這樣的結構系統(tǒng)是可持續(xù)的，有利于資源高效利用。

3.2綠色建筑結構設計的選材要點分析。綠色建筑結構設計中的選材要點主要包括：（1）就近選用綠色建筑結構的材料。選用當?shù)鼗蚋郊貐^(qū)生產(chǎn)的結構材料，可以降低材料在運輸過程中的能耗，減少對環(huán)境的污染。建筑工程結構材料主要有混凝土、鋼筋、鋼材、砌塊和木材等。就近選用結構材料一般建議在500km以內進行采購。此外還需注意主要結構材料的組成材料應就近選用問題，這樣才能有效降低能耗。（2）選用預拌結構材料。預拌結構材料主要有預拌混凝土和預拌砂漿。預拌混凝土是指水泥、集料、水以及根據(jù)需要摻入的外加劑、礦物摻合料等組分按一定比例，在攪拌站經(jīng)計量、拌制后出售，并采用運輸車在規(guī)定的時間內運至使用地點的混凝土拌合物。也就是俗稱的商品混凝土。預拌砂漿是指由專業(yè)廠家生產(chǎn)的，用于一般工業(yè)與民用建筑工程的砂漿，包括干拌砂漿和濕拌砂漿。（3）使用以廢棄物為原料生產(chǎn)的結構材料。使用廢棄物代替原料生產(chǎn)結構材料，不但可以節(jié)省稀缺的結構原料，還可以變廢為寶，從而有效的節(jié)約資源。結構常用的廢棄物主要為工業(yè)廢棄物，如粉煤灰、礦渣、煤矸石等，還有沿海地區(qū)的海泥等。這些材料可用于混凝土、水泥及砌塊內，以替代部分骨料。如摻入粉煤灰的混凝土，不但節(jié)省水泥的用量，還改善了混凝土的熱收縮性。

3.3綠色建筑結構設計的節(jié)材要點分析。綠色建筑結構設計中的選材是指在滿足結構相關規(guī)范的前提下，通過優(yōu)化結構設計及提高材料利用效率等手段，合理的降低材料用量。綠色建筑結構設計的節(jié)材要點主要表現(xiàn)為：（1）采用建筑形體規(guī)則性好的結構方案。根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010），建筑形體的規(guī)則性分為：規(guī)則、不規(guī)則、特別不規(guī)則、嚴重不規(guī)則，嚴重不規(guī)則的建筑不應采用。建筑方案一般由建筑師確定，結構工程師在滿足建筑方案的要求下進行相應的結構設計。當建筑形體為特別不規(guī)則時，結構工程師便根據(jù)抗震設防情況，進行抗震性能化設計，若為高層建筑，還將進行超限高層建筑結構抗震審查。為實現(xiàn)相同的抗震設防目標，形體不規(guī)則的建筑，要比形體規(guī)則的建筑耗費更多的結構材料。不規(guī)則程度越高，對結構材料的消耗量越多，性能要求越高，不利于節(jié)材。因此綠色建筑應優(yōu)先選優(yōu)規(guī)則的結構方案，以便更好的節(jié)省結構材料。（2）采用工業(yè)化生產(chǎn)的結構構件。預制結構構件主要有預制梁、預制柱、預制墻板、預制陽臺板、預制樓梯等。在保證安全的前提下，使用工廠化方式生產(chǎn)的預制構件，首先可以有效降低混凝土、鋼材、木材、砌塊等建筑材料的損耗，同時也可以節(jié)省用水量。例如：工業(yè)化生產(chǎn)時，制作混凝土構件所用的鋼模具、鋼模板的循環(huán)使用次數(shù)遠高于現(xiàn)場制作模具的木模板；混凝土構件的養(yǎng)護用水也可循環(huán)使用，從而減少用水量。其次，裝配施工相較傳統(tǒng)的施工方式，大幅減少了建筑噪音的干擾，建筑垃圾的產(chǎn)生，建筑污水、有害氣體和粉塵的排放等。再次，裝配式建筑以預制構件為基本單元，在拆除或更換時只需按構件進行，減弱了相連構件間的影響，因此更加靈活；拆除替換后的構件損傷相對較小，仍可再次利用，即使在構件受損較大而不能使用時，也可通過集中處理得以循環(huán)利用。

4.結束語

綜上所述，隨著低碳環(huán)保的提出，綠色建筑的結構設計對設計人員提出了更高的要求，建筑結構設計上一定要從節(jié)能、生態(tài)、經(jīng)濟等角度優(yōu)選方案，通過對經(jīng)濟、技術和資源的對比分析，得出最優(yōu)的綠色建筑結構設計方案。