生態環保理念下的綠色建筑結構設計研究

王孝宇 賈亞偉 黃明維 李雪飛 趙帥

摘要：隨著我國社會的不斷發展，人們在生活水平不斷提高的同時，開始越來越重視生態環境和家居環境的健康。受到市場和客戶需求的變化，綠色建筑成為建筑行業發展的主要方向和首要目標，生態環保理念成為指導建筑結構設計發展的關鍵理念。本文從綠色建筑結構設計入手，分析并探討生態環保理念下的綠色建筑結構設計要點，希望可以為提高建筑行業生態環保建設水平提供一些參考。

關鍵詞：生態環保;綠色建筑;結構設計

引言

隨著綠色建筑結構設計和生態環保理念逐漸被行業和消費者所接受，傳統的建筑設計和建設方式逐漸失去市場，開始表現出與市場需求相背離的趨勢，在這樣的大環境下，借助生態環保理念來開展綠色建筑結構的設計和建設十分有必要。綠色建筑結構的設計是建設的前提和基礎，從重要性上來看更加需要受到重視。

1.綠色建筑結構設計原則

生態環保理念下，設計綠色建筑結構需要遵循一定的原則和規范，從而確保設計出的綠色建筑結構滿足國家和行業的標準和規范，確保綠色建筑結構的使用性、環保性。

1.1 實用性原則

首先，設計人員在設計綠色建筑結構時，必須要遵循生態環保理念，保證建筑本身的實用性。

1.2 可行性原則

其次，設計人員在設計綠色建筑結構時，必須要遵守國家和行業的相關標準和規定，保證建筑本身的經濟性，保證建筑結構設計的可行性，避免設計出在建設施工上不可行、不切實際、成本過高的建筑方案。

1.3 降低鋼筋混凝土用量原則

綠色建筑結構的“綠色”主要體現在施工材料上，只有當施工材料對環境更加友好時，建設得到的建筑結構本身才能夠環保。傳統建筑設計和施工中，往往使用大量的鋼筋混凝土材料，鋼筋混凝土材料的大量使用必然對環境造成巨大的壓力和破壞，因此，在設計綠色建筑結構時，設計師要注意對建筑材料使用方面的設計，提高資源的利用率，盡可能降低鋼筋混凝土材料的使用量，提高建筑結構的生態環保性。

2.生態環保理念下的綠色建筑結構設計要點

2.1 綠色建筑結構的地基設計

地基是建筑物的基礎，只有當地基設計合理且施工質量達標的情況下，才能夠保證建筑物的質量和安全。因此，地基也是綠色建筑結構設計的重點，需要設計師根據建筑物所在地的實際情況、建筑物的結構特點進行合理設計，盡可能在保證地基穩定性的前提下，降低地基建設所需要消耗的建筑材料，提高建筑結構整體的綠色環保效果。在設計建筑結構地基時，設計師要優先考慮天然地基和對環境破壞程度更小的地基形式，比如預制樁地基。

2.2 綠色建筑結構的體系、構件設計

在建筑設計過程中，設計師必須充分考慮建筑的結構合理性，對結構體系、結構構件進行優化，使其滿足最優的受力結構，保證建筑物整體上的穩定和安全，這一點在傳統建筑結構設計和綠色建筑結構設計中都十分重要。在進行綠色建筑結構設計時，設計師需要考慮得較傳統建筑結構設計階段更多一點，那就是在保證結構體系、構建穩定性的基礎上，盡可能節約建筑施工的材料消耗量，實現對建筑物的綠色環保化。首先，設計師在設計綠色建筑結構時，要嚴格按照國家標準、規則和建筑物本身需求設計結構體系，保證建筑物的受力穩定，保證建筑物各功能齊全。其次，設計師在設計綠色建筑結構時，要盡量避免進行高層、超高層或者大跨度的建筑結構設計，盡可能節約鋼筋混凝土結構的使用量;若建筑物本身必須要設計出高層、超高層或者大跨度的建筑結構，設計師必須做好水平構建的截面優化工作，設計符合結構強度要求的預應力梁、柱、樓板、墻等結構，合理使用空心施工材料，保證結構的整體受力穩定性，充分體現出建筑結構的生態環保性能。

2.3 綠色建筑結構中更多采用預制構件

傳統建筑物在建設過程中對環境有很大破壞效果，對資源的消耗量很大，其中很重要的原因是建筑物構件的現制現用，其中鋼筋混凝土結構占據重大比例。現場制取和使用的混凝土并不能夠保證一次性達標，在現場澆筑過程中也容易出現制取過量、余量浪費的情況。因此，綠色建筑結構中應當更多采用工廠工業化生產得到的預制構件，用預制構件代替現制現用的鋼筋混凝土構件，有效提高混凝土的質量，降低混凝土制取量，提高建筑結構土建部分的施工效率，縮短綠色建筑的施工總時間。目前，我國的預制工廠已經能夠批量生產預制鋼筋混凝土梁、柱、墻、樓板，這些預制構件應用在綠色建筑建設中，能夠有效實現對資源的節約，對環境的保護，還能有效提升建筑行業的經濟效益。

2.4 綠色建筑結構設計中選擇更加低碳環保的結構

設計師在設計綠色建筑結構時要根據結構本身的功能和特點，選擇更加低碳環保的結構。在設計高層、超高層建筑和大跨度廠房時，必須要考慮采用全鋼結構形式或者混合鋼結構;在設計寫字樓、商業建筑、醫療建筑、學校等公共建筑時，需要考慮采用混凝土結構;在設計居民住宅時，要考慮采用砌體結構形式或者剪力墻結構形式。針對不同的建筑，選擇不同的結構，是設計師必須要遵循的設計原則，這樣才能最大程度上兼顧建筑物的功能性和環保性。考慮到建筑物受力穩定和材料使用量的問題時，設計師要盡可能設計規則的、對稱的結構，盡量不設計不規則、不對稱的復雜建筑結構，簡化建筑物的施工流程，降低建筑材料的使用量，節約建筑施工過程中的能源消耗。為了提高建筑物本身的抗震性能，降低建筑物對地基的承壓要求，設計師要在設計中優化建筑結構的層高、荷載，盡可能在保證建筑結構穩定和安全的前提下降低建筑物本身的自重，設計出更加低碳環保的建筑物。

結束語：隨著人們對生態環境、家居環境的重視程度不斷提高，市場大環境決定了綠色建筑是未來建筑行業的首要發展目標。建筑行業設計師在設計綠色建筑結構時，必須要從建筑結構選型、結構體系等方面做好優化工作，切實保證綠色建筑的環保性、生態性，提高綠色建筑結構的設計質量和效率。只有這樣，設計出的綠色建筑結構才能夠滿足生態環保理念的要求，滿足未來客戶對建筑的要求。