綠色建筑在結構設計中的應用分析

文/羅鳳　沈陽華新國際工程設計顧問有限公司　遼寧沈陽　110000

建筑結構的設計具有一定的系統性，可以說，結構的設計質量直接影響建筑物的使用壽命，與建設施工和使用人員自身的財產安全、生命安全具有很大的聯系，同時，還直接影響建設單位與設計企業的發展，對企業本身的經濟效益造成影響。所以，有關設計人員要嚴格按照設計規范進行，運用設計原則，用科學有效地設計方法對結構進行設計，促進設計質量不斷提高，延長建筑物的使用壽命。

1、結構設計中應用綠色建筑的要點分析

一是，加強資源利用。綠色建筑在最初設計中的原因在于充分地對可再生資源進行運用。例如自然界的光，在實施綠色建筑的設計時，要對光能發電進行充分利用，不但可以對大量的電能進行節約，還能保障居住的健康性。綠色建筑在結構設計中的應用，所有設計環節中都要對水資源進行合理化地運用，例如引進比較先進的污水處理工藝以及廢水合理利用的技術等，降低對于水資源造成的浪費。二是，實現因地制宜。受到氣候差異的影響，不同地區中綠色建筑在機構設計中的運用也就不同。建筑設計要和當地氣候環境以及地域條件進行有效結合，合理運用自然的采光和通風條件，被動式地制熱和制冷，降低所造成的能源消耗以及污染問題。

2、綠色建筑在結構設計中的具體應用

2.1　對結構方案的設計進行優化

2.1.1　選擇高標號和高強度的建筑材料

選擇高強度和高標號的材料多用于軸網較大、荷載較大及高層的建筑結構。這些建筑都有底層墻、柱具有較大荷載的特征，首先建議采用C45級及以上的混凝土，合理的運用多種標號、逐步遞減混凝土標號的方法。如此一來，構件尺寸有所減少，增大了建筑的可利用空間，還降低了構件混凝土的用量，工程成本較之前也沒有太大的變化。再之，梁、板和柱運用的受力鋼筋建議采用400MPa及以上的鋼筋。當受力鋼筋為HRB335級鋼筋與HRB400級鋼筋進行比較，HRB335級鋼筋的抗拉強度為300N/mm2，而HRB400級鋼筋的抗拉強度為360N/mm2，后者強度是前者強度的1.2倍，由此可以看出：運用HRB400級鋼筋，可以大大節省鋼筋在工程上的用量。

2.1.2　運用高性能的混凝土和可利用可再生能源

在建筑工程的結構設計中，混凝土要選擇高標號的材料，與此同時，還要摻加高效的外加劑和礦物細摻料，以此對水泥原材料進行替代。充分利用粉煤灰和礦渣與工業廢料對攪拌混凝土當中的水泥骨料進行替代。如果建筑物地區具有較多的可再生水資源儲備，就可以選擇再生工業水和再生雨水養護混凝土和沖洗混凝土的運輸車等，對混凝土的骨料級配進行優化，運用超塑化劑，降低減水劑等方面的添加劑，得到對城市飲用水資源的利用。

2.2　細部構造設計分析

建筑物的凹凸拐角位置和交接節點等地方非常容易出現冷橋的為題，其所造成的影響比較大，會增加能源的消耗量，甚至還會造成結露和透露的問題。對于這一現象而言，相關人員在建筑物的結構設計過程中，要加強對于結構構件在布置上的調整，并對建筑作法進行完善進而避免。除此之外，對于過梁和圈梁與嵌入墻體中的梁端部等和外界直接接觸的部位，運用外包珍珠巖或者是抹保溫砂漿的技術進行改善。

2.3　土建施工和裝修的應用分析

對于綠色建筑而言，綠色施工是非常重要的，只有比較完美的綠色施工才可以對“綠色建筑”的整體質量進行保障。“綠色建筑”是“綠色設計”和“綠色施工”共同實現的，相輔相成。工程在施工過程中要對可能存在輻射性與污染性的材料詳細檢測，經檢測合格之后就可以運用，控制好所用建筑材料對于人體產生的危害。可有運用土建和裝修工程統一化的設計進行施工，事先統一建筑構件方面的孔洞預留與裝修面層的固定件預埋，防止在裝修施工過程中對時已有的結構構件進行打鑿和穿孔，不但促進了結構安全性的提高，還降低了噪聲與建筑垃圾的出現，此外，對工期有所縮短，并減少了裝修成本。

2.4　設計的使用時間

建筑物在建造的過程中不但需要很多原材料和人力與物力，與此同時，需要的施工時間也非常長，普通建筑物在建筑時間上都超過一年，高層與超高層的建設時間高達1-5年，在施工當中，施工設備與施工作業會或多或少地影響建筑物的使用年限，對其的拆除與清理，還會造成環境的二次污染，需要花費較多的人力與物力，因此，要求設計者在功能定位與選址的過程中保障論證充分，科學地選擇建筑地址，能夠促進耐久性設計的不斷提高，還能促進試用年限的提升，使得建筑物使用壽命的延長，利用比較少的資金，促進試用年限的提高，在保障環境與可持續發展上獲得較好的效果。除此之外，還能通過結構優化建筑功能，比如，在高層建筑的設計過程中，把當中一些荷載數值進行合理地調高，如此一來，可以對建筑物品質進行改善，還能適應其功能的變化，進而符合現階段人們對于建筑物提出的合理需求。

2.5　結構的選型和布置

對于結構的選型和布置，需要結合其特點進行，例如，地下結構需要注意對空間利用率的提高，運用混凝土結構自身的比熱容對溫度進行調節，對結構不斷優化，讓其更加簡潔和美觀，同時，還能促進材料利用率的提高，促進抗震性能的提高，并減小溫度的應力影響；此外，在基礎選擇方面還要彰顯綠色建筑理念，滿足結構承載力的基礎上，選擇施工技術較簡單和低能耗的材料以及造價比較低的形式，這是綠色建筑發展和節能環保的重要方法。現階段，廣泛運用的結構形式主要有鋼結構和混凝土結構與砌體結構，還有其他一些新型的結構樣式。其中，小鋼結構的優勢是指結構構件是由工廠加工所完成的，不需要模板和支架等設施輔助，建筑的垃圾也比較少，同時，還要保障施工現場的清潔和衛生，對于產生的有害氣體與有毒物質等，比如在噴底漆與防火涂料中，也是會產生揮發性的物質，所以，要和工程的具體情況進行結合，比較好的方法就是對高強螺栓進行連接。

結語：

綜上所述，對于建筑設計而言，已經逐漸加強了對于新型材料和環保設計的重視。資源消耗少和污染較小的建筑物能夠彰顯現代建筑物本身的時尚理念，隨之，綠色建筑的理念已經深入人心。大多數建筑項目在工程開展的過程中，融入綠色建筑的理念，為節能減排做好保障。

參考文獻：

[1]宋麗.重慶地區養老機構綠色建筑設計研究[D].重慶大學,2016.

[2]劉麗妍.哈爾濱市綠色建筑節能設計評價研究[D].東北林業大學,2016.

[3]陳曉晴.BIM技術在鋼結構設計中的應用及子結構分析方法研究[D].天津大學,2016.