綠色建筑結構的優化設計研究

葛　軍，宋麗芳

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綠色建筑結構的優化設計研究

葛軍1，宋麗芳2

（1.弘宇建筑設計有限公司安徽分公司，安徽合肥230000；2.安徽同濟建設集團有限責任公司，安徽合肥230000）

隨著經濟的高速發展與人民生活水平的日益提升，建筑行業呈現出了喜人的發展態勢。近年來，我國城市化與工業化進程持續推進，社會對能源的需求量愈來愈大，為了實現節約能源、響應國家“節能減排”發展戰略的目的，建筑行業有必要推廣綠色建筑技術的應用。結合工作經驗與相關理論知識，在本文中研究了綠色建筑結構的優化設計，供有關人員參考借鑒。

綠色建筑；優化設計；研究

引言

現階段，世界各國都爆發了嚴重程度不等的能源危機，我國作為一個制造業與人口大國，對于能源的需求量十分巨大。目前，國內的能源危機已經非常嚴重。在過去很長一段時間內，建筑行業是一個高消耗的行業，一個稍上規模的建筑項目會消耗大量的能源。近年來，隨著科學技術的日益進步，綠色建筑技術引起了人們的廣泛關注與討論，大量事實表明，在建筑項目中應用綠色施工技術能夠收到良好的節能效果。

1　綠色建筑設計策略

通常情況下，建筑行業將建筑設計與室內環境、場地與綠色規劃、節材與節水等施工內容稱作綠色建筑設計。在建筑施工工程中，為了最大程度實現節能減排的目的，施工人員需要做好規劃工作，需要確保未來建筑物圍護結構熱工設計合格、建筑物室內有充足的光照。遮陽設施是現代建筑物必不可少的配置，建筑物的遮陽設施應當采用節能環保型材料 （見圖1）。除此之外，施工人員應當確保建筑物室內環境舒適、臥室隔音效果良好，能夠為住戶提供良好的居住體驗。

圖1　節能環保型遮陽設施示意圖

為了保障住戶的居住質量，施工人員必須要做好建筑物的防水以及排水設計工作，在實際施工過程中選用新型環保型材料，材料必須由有資質、有信譽生產廠家提供。在排水管道布置完畢后，需要檢測室內有害氣體含量，如果檢測儀器顯示室內甲醛超標，則必須采取合理的除甲醛措施，從而保障住戶的生命財產安全。為了確保綠色建筑施工工程的質量可靠，住戶應當聘請專業能力高、責任心強的施工團隊負責施工工作［1］。

2　我國綠色建筑結構優化設計的缺陷

2.1結構體系優化

（1）混凝土體系缺陷。就目前狀況而言，部分施工單位未控制混凝土結構施工的質量，導致施工過程中混凝土的大量浪費，混凝土成品強度低、使用壽命短等現象，造成了經濟損失并危害建筑物的安全。某些建筑的樓板采用鋼筋混凝土澆筑，該類樓板在使用過程中比較容易出現裂縫，進而有可能造成樓板垮塌事故。在露天混凝土澆筑項目中，混凝土的硬化時間會受到一定的影響，在澆筑混凝土的過程中如果沒有考慮環境因素對混凝土硬結的影響，則極有可能致使新舊混凝土無法良好連接，從而大幅降低混凝土塊的質量。

（2）砌體體系缺陷。由于受教育程度不高、缺乏對房屋建筑結構學與綠色建筑施工知識的了解等因素的影響，大部分農民在建造房屋時不遵循基本建筑施工原則，出于所謂的增固房屋的目的，在混凝土中大量投放鋼筋，不計成本地增設構造柱以及圈梁。部分家庭為了追求樓板的堅固而不斷提升樓板的厚度，這些都是不明智、不科學的做法。

農村家庭在未考慮地基與墻體承重能力的情況下肆意增加房屋的自重，可能引起恒荷載傳遞不均等現象。如果房屋自重過大，則地基可能因不堪重負而塌陷。現階段，農村地區許多房屋建在松軟的田地上，而大部分農民為節約建設成本，通常不會采用鋼板樁地基，從而為房屋安全埋下了隱患。

2.2結構構件優化

（1）構件使用不規范。通過調查走訪，發現部分施工單位在施工過程中將一些作用較小甚至不具備附加功能的構件裝飾在房屋上，而一些具備導風、遮陽、載物等功能的工業預制構件卻較少被使用，如此非但難以確保建筑功能的完整性，同時還會增加大量不必要的生產成本，與綠色建筑施工理念相悖。

（2）混凝土等材料使用不合理。混凝土是現代建筑工程中使用量最大的材料之一，然而部分施工單位不重視混凝土中鋼筋的配置量設計。需要特別指出的是，混凝土中鋼筋配置量設計工作具有較高難度，鋼筋量多并不意味著混凝土的強度也能成正比例上升，鋼筋量超標會造成不必要的浪費。混凝土中鋼筋含量過少則必然會導致混凝土強度不夠，抗震與抗壓性能較弱［2］。

3　綠色建筑優化的發展趨勢

3.1綠色建筑的局部性以及整體性優化

應當做好綠色建筑的整體性優化工作，即對建筑物的每一個子系統進行合理的優化。地基是建筑物的重要構成成分，是維系建筑安全的主要因素之一，所以必須要做好地基基礎的選擇優化工作。當前，建筑物地基種類較多，不同類型建筑物需要搭配不同的地基，在地基基礎的選擇上應當慎之又慎，通過充分合理的論證與討論以確定地基方案。

結構體系的選擇工作同樣重。施工人員需要根據目標建筑物的柱網大小、層數、高度以及平立面等特征選擇結構體系。綠色優化設計的初衷便是賦予建筑物環保的功能，因此除了需要考慮材料的實用性外，還需要照顧到材料的節能能力。一般情況下，為了控制生產成本，可以優先選擇本地材料，杜絕使用無附加功能以及會對環境會產生污染的構件。

3.2綠色建筑階段性與壽命的優化

階段性壽命優化設計是建筑整體壽命優化的關鍵環節。在建筑工程的使用年限內，對建筑物開展階段性的優化工作，注意把控每一個階段優化過程的質量，進而最大程度地提升建筑的總體壽命。

3.3保持建筑優化與建筑結構優化的一致性

上文提及到，部分建筑物表面裝飾了大量無用構件，不僅浪費了建筑物的空間，同時還增加了不少的建筑成本。在綠色建筑技術普及的今天，施工單位應當追求建筑物造型的簡約大方，確保建筑物表面與內部無大量裝飾構件。部分住戶為了凸顯建筑物的個性特征，在建筑屋頂設立大型鋼球等構件，如此可能對建筑物造成不良影響。為了最大程度地確保建筑物剛心、重心以及質心三者正確交疊，應當避免在屋頂等部位設置大型異型構件，從而確保建筑物的安全［3］。

3.4綠色建筑主體上方結構優化

在綠色建筑上方結構優化過程中，需要科學地設置剪力墻，確保剪力墻墻體的質量均勻分布。在剪力墻整體質量均勻分布的情況下，樓層整體結構重心將和樓層中平面剛度中心點重合，如此建筑物的穩固性將大大地被提升，在地震頻發區的房屋建筑施工中應用以上優化方法具有重要的意義。

4　如何提高優化工作的質量

4.1提升施工人員的綜合素質

無論是各種工作，在其中發揮最關鍵作用的因素是 “人才”，綠色建筑優化工作自然也不例外。鑒于部分施工人員綜合素質較低、難以勝任優化工作的現狀，認為施工單位必須要采取有效措施以擴充施工人員的理論知識儲備、強化施工人員的專業技能。可以采取定期舉辦行業專家講座以及組織專業技能培訓活動的方式來提升施工人員的綜合素質，從而使其更加適應新時期綠色建筑優化施工工作的各類要求。

4.2制定相關制度標準

施工單位應當組織專家盡快制定綠色建筑優化施工標準，明確規定施工人員在實際工作過程中“能做什么與不能做什么”。為了最大程度地激發施工人員的工作積極性，應當設立合理的薪資分層制度，將施工人員的工作業績、工作量以及工作態度等因素納入薪水考核體系的評判范圍內。制定嚴厲的獎罰機制，表彰在綠色建筑優化施工工作中作出貢獻的人員，同時處分有瀆職行為的人員［4］。

5　結語

新形勢下綠色建筑結構優化設計與施工工作具有重要的意義，同時也具備較高的難度，為此，施工單位應當制定各類優化施工標準、及時指正住戶的錯誤建筑理念，在工程中推廣應用節能型材料，如此方能最大程度地促進建筑行業的可持續性發展。

［1］胡天水.房屋結構設計中的建筑結構設計優化［J］.中華民居（下旬刊），2013（04）.

［2］邵 帥，張廣泰.預應力砌體結構研究現狀分析［J］.四川建筑科學研究，2013（02）.

［3］葉 嘉，余 琦.綠色建筑評價標準有效性的實施分析［J］.北京規劃建設，2011（03）.

［4］汪四新，屈 娜.某保障性住房綠色建筑結構設計與評價［J］.建筑技術，2011（01）.

2016-3-8

TU201

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2095-2066（2016）11-0089-02