淺析生態環保理念下的建筑結構設計

王淼

現如今隨著我國經濟的飛速發展，廣大人民群眾的生活質量顯著提升。在這一背景下，人們的生態環保意識逐漸增強，生態環境保護問題得到了廣泛重視。建筑行業因為使用大量的材料、設備，采取多項施工工藝技術機械能施工，對環境的影響較大，為了推動行業的可持續穩定發展，需要嚴格遵循生態環保理念。目前生態環保理念得到了建筑行業的廣泛應用，結構設計作為建筑工程設計的關鍵部分，更需要加強對生態環保理念的應用，進一步提高設計水平。

改革開放以來，隨著我國社會經濟的飛速發展，城市化、工業化步伐的加快，導致生態環境遭受破壞問題愈發嚴重，人們對生態環境問題變得愈發重視，環保意識顯著提升，現如今生態環保理念已經深入人心，是各行各業發展的重要基礎，對建筑行業來說同樣如此。對建筑結構設計工作來說，需要積極貫徹綠色經濟、綠色建筑理念，注重對生態環境的保護，在這一基礎上推動行業的可持續穩定發展?；诖?，本文首先闡述了生態環保理念下進行建筑結構設計的重要性，其次以某建筑工程為實例，探討生態環保理念下結構設計的應用，最后分析了生態環保理念下結構設計要點。

一、生態環保理念下進行建筑結構設計的重要性

基于生態環保理念指導的建筑結構設計主要指對建筑結構設計各環節進行優化和改造，不但需要達到節能環保的目的，同時需要滿足國家相關規章制度與行業標準，保證建筑的實用性，在設計階段最大程度減少資源的浪費。設計人員在開展設計工作的過程中，不但需要確保建筑基本功能的正常使用，同時需要在遵循相關原則的基礎上進行合理規劃，及時發現并解決問題，保證工程的整體質量和性能，最大程度地融合生態環保理念。在建筑結構設計的過程中，通常情況下需要大量的施工材料，如鋼筋混凝土等，導致施工成本增加，因此設計人員需要具備生態環保理念，最大程度減少原材料的使用頻率，減少材料對周圍環境造成的影響，同時需要對設計方案進行持續優化，保證設計工作的科學性與合理性，減少材料用量，規避浪費，強化建筑物的使用功能和價值。因此，在生態環保理念的指導下開展建筑結構設計工作能夠實現建筑和生態環境兩者的協調發展，滿足現代化建筑要求，提高建筑的節能水平，為人們營造更好的生活、生產環境。

二、生態環保理念下建筑結構設計應用實例

1. 工程概述

本文以某工程為例，工程項目規劃用地面積約13284.26m2，具體情況如表1所示。建筑結構設計充分運用生態環保理念，積極引進綠色節能技術，使工程項目能夠滿足生態環保要求，本文對建筑結構設計展開分析。

表1 工程設計概況

2. 設計原則

建筑結構設計充分運用生態環保理念，結合工程地理環境及氣候情況等，對節能環保進行全面分析，選擇科學合理的結構設計方案，最大程度降低建筑的能源、資源消耗。在實際設計階段，設計人員充分認識到建筑能源消耗與舒適度的關系，舒適度越高便意味所需要的能源越多。貫徹生態環保理念，遵循自然氣候變化規律，積極引入自然風，加大可再生能源的開發力度，進而實現對建筑能源消耗的有效控制。

3. 設計方案

工程項目申報三星建筑，按照國家相關節能設計標準進行控制。原有設計方案中的圍護結構熱工性能比目前國家建筑節能標準提高幅度為10%。建筑各個朝向的窗墻比均低于0.70，并且外窗和玻璃幕墻的傳熱系數低于2.25W/（m2·K）。根據現行標準要求，單一外立面窗的窗墻比需要低于0.70，并且外墻和玻璃幕墻的綜合傳熱系數需要低于2.2W/（m2·K）。為了滿足標準要求，對結構設計進行優化十分必要，確保外窗和玻璃幕墻的綜合傳熱系數滿足標準要求。通過對設計方案進行優化，由于玻璃幕墻的尺寸較大，提高標準需要耗費大量資金，導致成本增加，通過認真比較分析，采用雙鋼化高透中空玻璃，對設計方案進行優化。圖1為建筑的整體效果圖。

圖1 建筑整體效果圖

原有結構設計方案中，要求建筑外窗面積的35%能夠開啟，并且透明玻璃幕墻的開啟比例需要高于10%。初步對設計方案進行優化的過程中，采用明框局部開窗形式，在幕墻深化二次設計的過程中，采用隱蔽框墻聯合通風器的設計方案，滿足建筑外觀設計要求。根據結構設計方案的變化，采用專門的設計軟件對通風器的自然通風量進行計算，了解通風器開口尺寸大小是否合理，確保幕墻周圍不設置通風器，保證室內空氣的對流。另外，要求廠家提供綜合傳熱系數以及傳熱計算界面，對構造進行優化，采用保溫隔熱方式，強化通風器的性能，進而達到節能環保的目的。

三、生態環保理念下建筑結構設計要點分析

1. 提高結構體系和結構構件的設計水平

為了確保建筑安全性、耐久度等要求符合標準，需要對結構設計進行全面優化，具體設計方案的優化可以采取下述幾項措施：（1）設計人員需要嚴格控制建筑形體規則和建筑結構設計的關系，確保兩者的協調性。（2）基于對建筑功能、受力等情況的分析，盡量采用材料用量較少的結構體系。（3）如果建筑結構具有高層或者大跨度的特點，需要積極采用鋼結構體系和鋼筋混凝土結構體系，因為建筑的層數較高，如果采用混凝土結構，設計人員需要做好豎向構件、大跨度構件設置水平構件的截面優化設計工作，確保結構強度能夠滿足標準要求。進行結構設計的過程中，需要將粘結預應力梁和現澆混凝土空心樓板等進行比較分析，通過對比選擇最優方案，確保滿足建筑設計要求。

2. 建筑選材設計

材料的選擇是建筑結構設計工作的關鍵，與整個建筑結構的安全性和穩定性息息相關，同時關系到建筑的能耗與使用周期問題。因此，選擇建筑材料時，設計人員需要從工程實際情況出發，選擇符合工程要求的材料，保證建筑結構的穩定性，同時達到節能減耗的目的。

首先，工程材料的篩選需要遵循就近選材的原則。在社會經濟飛速發展的背景下，生產建筑材料的企業數量不斷增加，所以選擇材料時，不能只因為價格因素便舍近求遠，不但需要選擇性價比高的材料，同時需要認真考慮材料成本、運輸費用等問題，這樣才能有效降低成本。因此設計人員需要綜合考慮各項因素進行選材，有效降低損失。

其次，正式施工前，施工單位為了工作便利，多在施工場地進行混凝土攪拌作業，雖然能夠提高施工效率，但是對周圍環境造成污染嚴重，同時還會導致混凝土的浪費，引發粉塵污染等問題?，F場攪拌混凝土極易導致污水產生，同時難以對其有效處理，多排放至河流中，對周圍環境造成嚴重破壞，與生態環保理念不符。因此需要設計科學合理的攪拌方式，例如在現場周圍劃定專門的攪拌區域，之后將其運輸至施工現場，減少對周圍環境的污染。

3. 結構選型

開展建筑結構設計工作的過程中，需要認真考慮建筑結構的具體要求與設計理念，不但需要確保建筑功能的正常應用，同時需要認真考慮氣候環境、地理條件、施工原材料、施工工藝技術、設備以及人員配置等情況，對建筑結構體系進行優化，保證各項資源的合理應用，避免資源浪費問題，最大程度減少施工階段對周圍自然生態環境造成的影響。如果為高層建筑和跨度較大的廠房，多采用鋼結構和混合結構；如果為公共建筑，多采用混凝土結構；如果為住宅區，多采用砌體結構或剪力墻結構。不同建筑結構形式的作用不同，進行結構設計時需要做到具體問題具體分析，設計人員需要充分聯系實際情況，結合住戶的需求和喜好選擇最優的結構形式。同時，完成結構的選擇后需要對結構進行優化，在立體布置和平面設計時，需要遵循規則和對稱原則，最大程度減少工程建設階段的材料浪費，同時減少材料用量。做好層高設計和荷載設計工作，對截面尺寸進行合理規劃，減少結構自身重量，強化其抗震、抗壓性能，節約材料，提高各類工程原材料的利用率。另外需要積極推廣和應用鋼結構，鋼結構對周圍環境的影響較小，并且力學性能、抗震性能、耐久性較強，在建筑結構設計中應用廣泛。另外鋼結構可以回收利用，節能性強，符合生態環保理念要求。圖2為鋼結構示意圖。

圖2 高層鋼結構建筑示意圖

4. 建筑結構中的景觀設計

建筑結構設計過程中，為了貫徹生態環保理念，還需要加強對景觀設計的重視，使景觀和建筑有效融合，滿足人們的審美需求。因此設計人員需要全面掌握當地氣候、地理條件，使房屋建筑和周圍環境融合，同時結構設計時需要從生態經濟性的角度出發，這樣才能實現建筑外觀和環境的融合，提高建筑的舒適性。另外，建筑設計時可以積極引入綠色景觀，有助于改善整體環境質量，提高土地資源的利用率，這也與生態保護理念相符。圖3為生態綠色建筑結構示意圖。

圖3 生態綠色建筑結構示意圖

四、結語

綜上所述，現如今隨著人們對環保問題重視度的提高，綠色建筑已成為建筑行業的主要發展趨勢，對建筑結構設計來說，也需要積極貫徹生態環保理念，認真分析結構設計中存在的相關問題，對結構體系、結構構件的設計進行全面優化，積極采用低碳環保的結構形式，最大程度減少對周圍環境造成的影響，保證建筑的實用性和環保性，提高建筑結構設計水平。