建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中綠色節(jié)能環(huán)保理念的運(yùn)用

程 靜 君

(山西省交通科學(xué)研究院,山西 太原 030000)

近年來，建筑業(yè)資源浪費(fèi)問題日益嚴(yán)峻，逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。為緩解建筑物耗能高、對環(huán)境污染嚴(yán)重這一現(xiàn)象，需要從綠色節(jié)能環(huán)保理念出發(fā)，不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，以此合理設(shè)計與規(guī)劃，改善資源利用問題。綠色節(jié)能環(huán)保理念注重低消耗，強(qiáng)調(diào)舒適、健康、安全的生活空間[1]。為實(shí)現(xiàn)建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益及生態(tài)效益，就必須運(yùn)用綠色節(jié)能環(huán)保理念進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中綠色節(jié)能環(huán)保理念的運(yùn)用進(jìn)行了簡要分析，以期促使建筑工程綠色節(jié)能環(huán)保效果的實(shí)現(xiàn)。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中綠色節(jié)能環(huán)保的問題

1.1 傳統(tǒng)建筑措施的運(yùn)用不科學(xué)

綠色節(jié)能環(huán)保強(qiáng)調(diào)的是建筑遮陽、自然通風(fēng)，人們的生活水平提高，審美理念也逐漸提升，但卻忽視了傳統(tǒng)建筑措施的運(yùn)用，一定程度上對綠色節(jié)能環(huán)保效果產(chǎn)生影響。實(shí)際中，綠色節(jié)能環(huán)保相關(guān)的高科技得到注重，又忽視了低成本的綠色節(jié)能環(huán)保技術(shù)，如此一來，建筑工程的造價變得十分昂貴，綠色節(jié)能環(huán)保效果卻未達(dá)到最佳[2]。一味的追求建筑設(shè)計的理想化，無法滿足建筑設(shè)計的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，若不能權(quán)衡傳統(tǒng)綠色節(jié)能環(huán)保措施與高科技綠色節(jié)能環(huán)保措施之間的關(guān)系，必會嚴(yán)重影響整體建筑的綠色節(jié)能環(huán)保效果。

1.2 綠色節(jié)能環(huán)保的重視度不夠

建筑設(shè)計要達(dá)到最佳的綠色節(jié)能環(huán)保效果，需要具備良好的通風(fēng)效果。設(shè)計人員為追求結(jié)構(gòu)安全、實(shí)用面積和美觀時尚，往往會忽略建筑的品質(zhì)、性能及環(huán)保因素，最后在審查時才會發(fā)覺建筑的設(shè)計無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)需求，但此時已經(jīng)確定了設(shè)計方案，只能對施工設(shè)計圖進(jìn)行微調(diào)，同時為了爭取工期，也會簡略的進(jìn)行設(shè)計和計算，這就導(dǎo)致成型的建筑工程難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的綠色節(jié)能環(huán)保效果。

1.3 綠色節(jié)能環(huán)保的意識和技術(shù)不足

缺乏綠色節(jié)能環(huán)保意識，也就談不上綠色節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，在建筑設(shè)計過程中，設(shè)計師不能盲目套用標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行方案設(shè)計，必須結(jié)合實(shí)際情況，對建筑的周邊環(huán)境進(jìn)行分析，并運(yùn)用綠色節(jié)能環(huán)保技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計，以此達(dá)到綠色節(jié)能環(huán)保的效果。然而，部分建筑設(shè)計師缺乏綠色節(jié)能環(huán)保理念，很難實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計的綠色節(jié)能環(huán)保效果。

2 綠色節(jié)能環(huán)保理念的基本原則

2.1 建筑設(shè)計與周邊環(huán)境

建筑是自然生態(tài)系統(tǒng)的組成部分，與其他事物有著相互影響制約的關(guān)系。進(jìn)行建筑設(shè)計，需要考慮建筑工程與人文環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的融合性，只有雙方之間的關(guān)系達(dá)到平衡，才能達(dá)到建筑的整體性要求[3]。所以，建筑設(shè)計需要注重當(dāng)?shù)丨h(huán)境以及建筑材料和資源的應(yīng)用，同時還要與地域特色和自然氣候相融合。應(yīng)用綠色節(jié)能環(huán)保的新型技術(shù)，需要關(guān)注建筑設(shè)計時所受的環(huán)境影響，并對環(huán)境影響進(jìn)行有效控制，以此營造健康、舒適、低耗的建筑空間。

2.2 能源節(jié)約

利用太陽光、地?zé)岬茸匀毁Y源進(jìn)行建筑設(shè)計，只是能源節(jié)約的基本要求，此外還要對建筑材料進(jìn)行合理選擇。高效環(huán)保的材料是實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約的重要條件，利用新型技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計，可以依據(jù)無污染、無公害的環(huán)保特點(diǎn)達(dá)到建材節(jié)約的目的。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之余，充分對資源進(jìn)行分配和利用，盡量減少水資源、電力資源的使用，即可實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 綠色建筑選材

建筑材料的選擇是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要部分，一般選擇適宜的地方化材料最佳。建筑設(shè)計時，切勿盲目追求“高大尚”，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況對成本進(jìn)行控制，綜合建筑的各項功能進(jìn)行工程設(shè)計，合理選擇綠色建材，最大限度的確保建筑節(jié)能的可行性及適應(yīng)性[4]。比如目前流行的裝配式結(jié)構(gòu)，建造時間短，建筑垃圾少，工業(yè)化程度高，大大的節(jié)約了人力和時間(見圖1)。

3 綠色節(jié)能環(huán)保理念的應(yīng)用途徑

3.1 利用可再生能源，加強(qiáng)資源節(jié)約

綠色節(jié)能環(huán)保理念逐漸運(yùn)用于建筑結(jié)構(gòu)中，尤其對可再生能源的利用率越來越高。比如：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，由于太陽能的輻射比較大，特別在夏季太陽光充足，因此在建筑結(jié)構(gòu)的南側(cè)陽臺安裝太陽能熱水真空管，或者在建筑結(jié)構(gòu)的屋頂安裝太陽能熱水器，從而保證居民的地板采暖和洗浴熱水利用，節(jié)省了煤炭等不可再生資源的利用。除此之外，在建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計中通過建筑材料合理的選取，結(jié)構(gòu)構(gòu)件合理的布局，在保證建筑結(jié)構(gòu)安全的前提下，減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸和數(shù)量，減輕建筑物自重，可以有效節(jié)約建筑材料，減小基礎(chǔ)面積。起到節(jié)約資源的作用，同時也體現(xiàn)了綠色節(jié)能環(huán)保理念。

3.2 將綠色節(jié)能環(huán)保理念融入建筑結(jié)構(gòu)屋頂設(shè)計中

需要在建筑結(jié)構(gòu)屋頂設(shè)計期間既要加強(qiáng)其對太陽光的利用，又要確保建筑結(jié)構(gòu)屋頂?shù)耐L(fēng)效果。即在屋頂采用定制光伏光玻組件，由于光伏發(fā)電的透光效果好，屋頂采光范圍廣，因此光照性好，居民照明用電時間少，因此耗能將減少。同時屋頂?shù)耐L(fēng)效果良好，比如在夏季，屋頂通風(fēng)閥門打開，太陽光通過光伏玻璃產(chǎn)生熱能，使得通道處的空氣被加熱，形成熱壓通風(fēng)后加強(qiáng)了室內(nèi)外空氣的交換，室內(nèi)空氣流動性好，則減少了空調(diào)的使用量。當(dāng)然，在冬季將通風(fēng)閥門關(guān)閉，空氣對流少，而太陽光將屋頂加熱，提高建筑結(jié)構(gòu)室內(nèi)的溫度。

3.3 整體綠色節(jié)能環(huán)保的設(shè)計

運(yùn)用綠色節(jié)能環(huán)保理念，就必須將其貫徹在建筑結(jié)構(gòu)的總體優(yōu)化之中，確定方案之前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行實(shí)地考察，全面了解施工區(qū)域的地質(zhì)地貌、氣候條件，對建筑外部整體朝向進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，維護(hù)房屋建筑的微氣候條件，以此實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的最終目標(biāo)。整體綠色節(jié)能環(huán)保的設(shè)計主要包括：1)建筑屋頂：一般首選坡度屋頂，這樣可以提升屋面溫度，同時也可以使用架空型、高效保溫型等保溫隔熱型材料；屋頂種植植物，一方面可以增加房屋結(jié)構(gòu)的整體美觀性，一方面可以保障建筑的綠色環(huán)保。2)建筑屋面設(shè)計：屋面綠色環(huán)保設(shè)計與建筑屋頂有所不同，我國北方地區(qū)的氣候寒冷，首選保溫性能好的材料進(jìn)行施工，具有延長屋面使用壽命的作用；南方地區(qū)的氣候溫暖，設(shè)置一些綠化措施，不僅可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還能保障生物的多樣化。

3.4 建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計主要為門窗設(shè)計與墻體設(shè)計。

1)墻體設(shè)計：以墻體隔熱和保溫設(shè)計為重點(diǎn)；墻體隔熱設(shè)計中，隔熱材料的選擇必須慎重，為保障節(jié)能環(huán)保，需要選用高質(zhì)量的隔熱材料，具體可采取空氣層隔熱法進(jìn)行隔熱環(huán)保結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其以空氣為基礎(chǔ)，利用降低傳熱的原理實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的作用，該方式具有造價成本低、節(jié)能效果好等優(yōu)點(diǎn)。保溫設(shè)計中，防水層的節(jié)能環(huán)保十分重要，選用合格的保溫材料，對房屋細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)，可有效避免自然環(huán)境損害墻體；內(nèi)部保溫環(huán)保的設(shè)計也非常重要，加入合適的保溫材料，可以避免降水對房屋建筑的損害。

2)門窗設(shè)計：門窗是散熱的重要渠道，也是綠色節(jié)能環(huán)保設(shè)計的影響因素，對門窗和墻體面積的比例進(jìn)行計算，合理設(shè)置門窗的位置，同時加入節(jié)能玻璃，亦能起到良好的隔熱、保溫效果。

總而言之，需要將綠色節(jié)能環(huán)保理念融入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，通過綠色節(jié)能環(huán)保理念的運(yùn)用，對整體建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約、生態(tài)平衡等諸多目標(biāo)，以此達(dá)到人類、建筑與自然三者的和諧共生。