混凝土結構可持續性研究
——以廈門某分撥交易中心為例

王衛鋒 石建光

廈門大學建筑與土木工程學院

混凝土結構可持續性研究
——以廈門某分撥交易中心為例

王衛鋒 石建光

廈門大學建筑與土木工程學院

本文主要研究了在混凝土結構全生命周期內最大化降低對資源、能源和環境的影響。通過工程案例分析，定量計算分析了3#倉庫混凝土結構主體的可持續性。為混凝土結構可持續性優化提供了量化分析思路。

混凝土結構；可持續性；量化分析

1 引言

進入工業社會以來，我們的生活發生巨大地變化。工業發展同也給我們帶來了嚴重環境問題，比如大氣變暖，能源枯竭等。于是，可持續發展理念應運而生。可持續發展理念是從生態學的概念衍生過來的，針對資源、能源與環境的開發利用現狀，理解為在保證資源、環境基礎完整性的條件下，保持資源、能源和環境的正常生產使用性，不至于因其耗竭而影響后代正常的生產和生活。

據估算，建設工程中消耗30%的原材料、30-40%的能源和25%的水資源，在整個資源能源消耗中占據主導地位。建筑產業成為了環境污染的主要來源之一。

2011年到2015年間，建筑業總產值增長迅猛，持續占據主導地位。因此研究建筑產業的可持續發展，對整個社會的良性可持續發展都具有重要作用。

2 案例分析

2.1 工程概況

3#倉庫：高層丙類倉庫，建筑占地面積1264.96㎡，總建筑面積為8921.34㎡。

結構設計：①建筑合理使用年限為50年，結構安全等級為二級，抗震設防類別為標準設防類。②本工程各棟樓采用混凝土框架剪力墻結構，先行勘察場地類別為III類，框架抗震等級為三級，剪力墻抗震等級為二級，抗震構造措施框架為二級，剪力墻為一級。

混凝土結構主體全生命周期評價，考慮材料生產階段、施工階段、運營維護階段和拆除及資源再利用階段等四個階段。3#倉庫結構主體的全生命周期評價，是為了定量分析其對資源能源、人類健康、生態系統等三種可持續性指標的環境影響總值。

2.2 清單分析

混凝土結構主體的清單分析依賴于其工程量清單。3#倉庫結構主體主要材料工程量，見表1。

表1 3#倉庫結構主體主要材料工程量清單

2.3 環境影響量化結果分析

3#倉庫結構主體全生命周期各階段中，原材料生產階段對整個結構的可持續性影響最大，占全生命周期可持續影響的62.6%。施工階段與運營維護階段對可持續性的影響差別不大，分別占20.7%、16.7%。

2.4 備選結構方案可持續性對比分析

在3#倉庫結構主體結構方案確定及優化階段，備選方案為框架支撐結構。與框架-剪力墻結構相比，框架-支撐結構布置更加靈活，空間劃分更加自由，更容易滿足建筑要求。本小節選取3#倉庫備選結構方案作為評價對象進行可持續性評價。根據工程量統計，工程量清單如表2。

表2 3#倉庫2號方案結構主體主要材料用量表

基于以上計算結果，可以得到3#倉庫結構主體備選結構方案基于生態指標法得到原材料生產階段的對資源、能源和環境的標準生態指數為。

3 結術語

本文基于生命周期環境影響終點破壞模型，對廈門某交易分撥中心建設項目3#倉庫結構主體進行了案例可持續性量化分析。計算結果表明，3#倉庫結構主體生命周期資源、能源和環境可持續性影響的標準生態指數為。全生命周期綜合對不同種類可持續類型影響中，對資源和能源影響較大，占全生命周期可持續影響總量的57.1%。在全生命周期各階段中，原材料生產階段對整個結構的可持續性影響最大，占全生命周期綜合可持續影響的62.6%。

通過對3#倉庫結構主體備選結構方案，在原材料生產階段的不同種類可持續類型影響定量計算，對比發現框架-支撐結構的標準生態指數比框架-剪力墻結構的降低了22.2%，更具有可持續性。這在一定程度上，為混凝土結構可持續性優化提供了新的思路。

[1]高敏雪主編.中國統計年鑒30年觀察[M].北京:中國統計出版社，2011.

[2]Jianguang Shi，The Demand and Requirements of Environ?ment and Resource on the High-Rise Building Structure，CTBUH 2011 World Conference,Seoul,Korea，10-12 October,2011

[3]國家數據，中華人民共和國國家統計局，http://data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=C01