淺析綠色建筑中的結構設計要點

賀建民

摘要：城鎮化建設的快速推進，促進了建筑業的發展，同時使得能源、土地、水、原材料等資源嚴重短缺，并且實際利用效率較低。為了促進建筑業的可持續發展，加強對綠色建筑結構設計進行分析具有重要意義。本文概述了綠色建筑，簡述了綠色建筑的特征，對綠色建筑的結構設計要點進行了探討分析。

關鍵詞：綠色建筑；結構設計；選材；節材

1.綠色建筑的概述

《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2014中論述的綠色建筑，主要是指在建筑壽命周期里，盡可能最大限度地節約資源，保護自然環境，減少污染，給人們提供一個健康、舒適、高效的空間，和自然和諧共存的建筑。綠色建筑概念的提出是對建筑業可持續發展的創新，隨著科學技術的發展，綠色建筑的涵蓋范圍越來越廣。

2.綠色建筑的特征

與傳統建筑相比較，綠色建筑主要具有以下特征：（1）節約環保。節約環保指的是人們在建造、使用建筑的時候，盡可能地節省資源利用，保護周圍環境，呵護生態，減少對環境的污染，把由于人類對建筑建造與使用活動造成的對環境和資源的負荷與影響減到最小程度和生態再創造能力的范圍內。（2）自然和諧。自然和諧就是人們在建造、使用建筑的過程里，愛護、親近所處的自然環境，使人、自然、建筑三者和諧共存。只有如此才可以兼顧協調環境效益、經濟效益和社會效益；才可以實現人類社會、生態環境、國民經濟的快速可持續發展。（3）健康舒適。建立一個健康舒適的生活工作環境，是人們建造、使用建筑的基本要求。要給人們提供健康、舒適和高效的空間。

3.綠色建筑的結構設計要點分析

3.1合理選擇綠色建筑結構類型。（1）結合使用功能和空間需求選擇結構類型。（2）從節約能源、資源角度選擇“輕質低耗能結構”，輕質低耗能結構包括一般的輕質結構：木結構、輕鋼結構等，也包括出現的新結構形式，如張力穹窿、張拉膜結構等形式。（3）基于耐久性和靈活性選擇“彈性可變結構”，結構布置靈活的建筑物，可以適應不同功能的變化，從而大大減少了維修和拆建時所消耗的能耗，節約投資成本。羅杰斯曾說過，一座易于改造的建筑才會擁有更長的使用壽命和更高的使用效率。具有牽陛可變結構的建筑系統，為以后的設計留有余地，因而這樣的結構系統是可持續的，有利于資源高效利用。

3.2綠色建筑結構設計的選材要點分析。綠色建筑結構設計中的選材要點主要包括：（1）就近選用綠色建筑結構的材料。選用當地或附件地區生產的結構材料，可以降低材料在運輸過程中的能耗，減少對環境的污染。建筑工程結構材料主要有混凝土、鋼筋、鋼材、砌塊和木材等。就近選用結構材料一般建議在500km以內進行采購。此外還需注意主要結構材料的組成材料應就近選用問題，這樣才能有效降低能耗。（2）選用預拌結構材料。預拌結構材料主要有預拌混凝土和預拌砂漿。預拌混凝土是指水泥、集料、水以及根據需要摻入的外加劑、礦物摻合料等組分按一定比例，在攪拌站經計量、拌制后出售，并采用運輸車在規定的時間內運至使用地點的混凝土拌合物。也就是俗稱的商品混凝土。預拌砂漿是指由專業廠家生產的，用于一般工業與民用建筑工程的砂漿，包括干拌砂漿和濕拌砂漿。（3）使用以廢棄物為原料生產的結構材料。使用廢棄物代替原料生產結構材料，不但可以節省稀缺的結構原料，還可以變廢為寶，從而有效的節約資源。結構常用的廢棄物主要為工業廢棄物，如粉煤灰、礦渣、煤矸石等，還有沿海地區的海泥等。這些材料可用于混凝土、水泥及砌塊內，以替代部分骨料。如摻入粉煤灰的混凝土，不但節省水泥的用量，還改善了混凝土的熱收縮性。

3.3綠色建筑結構設計的節材要點分析。綠色建筑結構設計中的選材是指在滿足結構相關規范的前提下，通過優化結構設計及提高材料利用效率等手段，合理的降低材料用量。綠色建筑結構設計的節材要點主要表現為：（1）采用建筑形體規則性好的結構方案。根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010），建筑形體的規則性分為：規則、不規則、特別不規則、嚴重不規則，嚴重不規則的建筑不應采用。建筑方案一般由建筑師確定，結構工程師在滿足建筑方案的要求下進行相應的結構設計。當建筑形體為特別不規則時，結構工程師便根據抗震設防情況，進行抗震性能化設計，若為高層建筑，還將進行超限高層建筑結構抗震審查。為實現相同的抗震設防目標，形體不規則的建筑，要比形體規則的建筑耗費更多的結構材料。不規則程度越高，對結構材料的消耗量越多，性能要求越高，不利于節材。因此綠色建筑應優先選優規則的結構方案，以便更好的節省結構材料。（2）采用工業化生產的結構構件。預制結構構件主要有預制梁、預制柱、預制墻板、預制陽臺板、預制樓梯等。在保證安全的前提下，使用工廠化方式生產的預制構件，首先可以有效降低混凝土、鋼材、木材、砌塊等建筑材料的損耗，同時也可以節省用水量。例如：工業化生產時，制作混凝土構件所用的鋼模具、鋼模板的循環使用次數遠高于現場制作模具的木模板；混凝土構件的養護用水也可循環使用，從而減少用水量。其次，裝配施工相較傳統的施工方式，大幅減少了建筑噪音的干擾，建筑垃圾的產生，建筑污水、有害氣體和粉塵的排放等。再次，裝配式建筑以預制構件為基本單元，在拆除或更換時只需按構件進行，減弱了相連構件間的影響，因此更加靈活；拆除替換后的構件損傷相對較小，仍可再次利用，即使在構件受損較大而不能使用時，也可通過集中處理得以循環利用。

4.結束語

綜上所述，隨著低碳環保的提出，綠色建筑的結構設計對設計人員提出了更高的要求，建筑結構設計上一定要從節能、生態、經濟等角度優選方案，通過對經濟、技術和資源的對比分析，得出最優的綠色建筑結構設計方案。