基于結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、綠色建材下的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

【摘要】隨著城市霧霾等城市環(huán)境危機(jī)的加劇以及綠色理念的蓬勃興起，綠色建筑理念作為第三代的建筑思潮開始在行業(yè)內(nèi)受到廣泛的關(guān)注。綠色建筑指的并不是單純的通過建筑內(nèi)外部綠色植物的種植來完成的，它是一種節(jié)能的建筑設(shè)計(jì)理念。作為整個(gè)建筑工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程必須采用綠色的設(shè)計(jì)理念。筆者以綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為中心，圍繞結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、綠色建材進(jìn)行了分析和探討。【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)選型；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；綠色建材；綠色建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

近年來，城市霧霾等因素對(duì)人類的居住環(huán)境造成的巨大的影響，這給快速發(fā)展的現(xiàn)代化都市敲響了警鐘，在這種背景下建筑設(shè)計(jì)者想象了城市建筑未來發(fā)展方向，從而提出了綠色建筑的概念。

1、綠色建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

根據(jù)城市建設(shè)實(shí)際的需要，土木行業(yè)對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)的理念發(fā)生了巨大變化，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的形式變得越來越多。近年來，隨著綠色建筑結(jié)構(gòu)概念的提出，其可供選擇的形式也開始豐富起來，這意味著綠色建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)正走向成熟。綠色建筑結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)要遵循諸多原則。比如，綠色、合理適中、整體性等。

1.1結(jié)構(gòu)整體性原則

綠色建筑在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該把自身定位成開放系統(tǒng)，與外部環(huán)境構(gòu)成整體，以最大程度地追求環(huán)境效益，局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)服從整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，施工上的難度應(yīng)當(dāng)服從長遠(yuǎn)能耗收益。在綠色建筑結(jié)構(gòu)的選擇中，土木設(shè)計(jì)師要在把綜合考慮整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與建筑整體效果相適應(yīng)。很多建筑作品在這方面做得非常好。比如綠色建筑招商局的南海意酷項(xiàng)目，屋頂結(jié)構(gòu)高度適應(yīng)拔風(fēng)目標(biāo)，又比如夏昌世教授所設(shè)計(jì)的華南理工大學(xué)圖書館，夏式遮陽完美符合窗體附近的結(jié)構(gòu)等。

1.2遵循合理適中的理念

綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能忽視傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中的合理適中原則。這個(gè)原則不僅體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)體系的合理上，還體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)成本的適中上。當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的體系富余度過大時(shí)，相應(yīng)的就會(huì)增加建設(shè)成本，從而引發(fā)對(duì)建筑資源的浪費(fèi)；當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的體系富余度偏小時(shí)，相應(yīng)的就會(huì)增加后期使用過程中的能耗。所以合理適中的結(jié)構(gòu)既保障了建筑結(jié)構(gòu)的安全，也減少了對(duì)建筑資源的浪費(fèi)，尤其是對(duì)自然較為依賴的資源[1]。

1.3遵循尊重自然的原則

綠色建筑最顯著優(yōu)勢(shì)就是與周邊環(huán)境的和諧性，二者之間高度的融合統(tǒng)一。綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會(huì)把自然、生態(tài)的考量放在重要的位置，改變傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中以自我為中心的錯(cuò)誤意識(shí)。綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)盡量的做到與外部環(huán)境之間相和諧，建筑材料本身源自自然，所以優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必然會(huì)回歸自然，這也是第三代建筑理念的核心內(nèi)容。

2、綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

2.1建筑結(jié)構(gòu)的選型

綠色建筑結(jié)構(gòu)選型應(yīng)該處在綠色建筑整體設(shè)計(jì)中更加關(guān)鍵的位置上，以確保建筑在自然共生構(gòu)想下的可持續(xù)建造性。據(jù)調(diào)查，相對(duì)于傳統(tǒng)建造體系而言，基于綠色設(shè)計(jì)理念的結(jié)構(gòu)選型可以減輕了建筑活動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境的負(fù)擔(dān)，并且在建筑維護(hù)中有著非常積極的意義。合理的結(jié)構(gòu)選型有助于高效環(huán)保節(jié)能體系的構(gòu)建，為建筑提供“綠色的框架”。

2.2選擇綠色的建材

綠色建材是建筑結(jié)構(gòu)各項(xiàng)設(shè)計(jì)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，綠色建材的種類很大程度上決定了該建筑的“綠色化”程度。相同的建筑結(jié)構(gòu)類型，使用綠色建材的方案必定會(huì)產(chǎn)生更加高效的“綠色”效果。綠色建材可以保障建筑運(yùn)營中可持續(xù)的潛力。此外，綠色化的構(gòu)成單元可代替性非常強(qiáng)，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題的時(shí)候，綠色建材可以進(jìn)行及時(shí)便捷地替換。這樣的特性有利于延長建筑的使用年限，同時(shí)降低建筑維修維護(hù)的頻率及其成本[2]。

2.3綠色性鋼結(jié)構(gòu)的開發(fā)

鋼結(jié)構(gòu)擁有諸多優(yōu)良的特點(diǎn)，是綠色建筑對(duì)材料的首要選擇。其優(yōu)異的抗震、力學(xué)性能使得其可以減少塑性變形的耗能。此外，鋼結(jié)構(gòu)建筑還具備重量輕、建設(shè)工期短、安裝簡(jiǎn)單、易拆除、可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，高度符合綠色建筑的要求，是目前綠色建筑結(jié)構(gòu)中使用的最佳形式，所以相關(guān)研究人員、學(xué)者應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)這方面的研究。

2.4開發(fā)更加先進(jìn)的綠色結(jié)構(gòu)建筑制圖軟件

近幾年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步可謂是突飛猛進(jìn)，極大地滿足了各行各業(yè)對(duì)分析處理的需求。綠色建筑對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算的要求非常復(fù)雜，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論以及設(shè)計(jì)軟件往往達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，這就引發(fā)了對(duì)新型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的需求。綠色建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型極其復(fù)雜，很難完全把握結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力情況，這種情況導(dǎo)致了設(shè)計(jì)中很難精確地對(duì)綠色建筑結(jié)構(gòu)目標(biāo)進(jìn)行效果分析。相關(guān)研究人員、學(xué)者應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)這方面的研究，開發(fā)更加先進(jìn)的綠色結(jié)構(gòu)建筑制圖軟件。

結(jié)語：

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平地不斷發(fā)展，社會(huì)環(huán)境隨之改變，各行各業(yè)競(jìng)相進(jìn)行理論和技術(shù)的創(chuàng)新，綠色建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)然也不例外。要想設(shè)計(jì)高效的綠色建筑結(jié)構(gòu)，不僅要求對(duì)以往綠色建筑的設(shè)計(jì)實(shí)踐進(jìn)行歸納和分析，還要求結(jié)合當(dāng)下國際上先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新，從而最大限度地滿足綠色、可持續(xù)發(fā)展的要求。綠色建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為綠色建筑整體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必然呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢(shì)。綠色建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在遵循相關(guān)建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的條件下，要有與時(shí)俱進(jìn)的綠色理念，不斷探索，創(chuàng)新更加綠色的建筑結(jié)構(gòu)形式，打造綠色建筑結(jié)構(gòu)體系。