鋼結(jié)構(gòu)建筑中的環(huán)保節(jié)能設(shè)計探討

王 蕾 楊永和(萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司 山東 萊蕪 271104)

1 導(dǎo)言

近些年來，我國鋼材產(chǎn)量有著非常明顯的提高，其中粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)多年位居世界第一。正是因為鋼結(jié)構(gòu)在使用性能上的優(yōu)越表現(xiàn)，使得整個建筑市場開始全面的關(guān)注鋼結(jié)構(gòu)住宅的開發(fā)與建設(shè)。隨著環(huán)境污染程度的不斷加重，節(jié)能型、環(huán)保型等帶有綠色設(shè)計理念的各種建筑越來越受到人們的普遍關(guān)注，而且其將成為我國以后建筑結(jié)構(gòu)選擇的主要模式。基于此，綠色建筑也變成了未來建筑工程的主導(dǎo)設(shè)計模式。把綠色建筑設(shè)計思想恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用到實際的鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，能夠顯著的提高鋼結(jié)構(gòu)工程的建設(shè)發(fā)展。

2 綠色建筑設(shè)計的概述

2．1綠色建筑設(shè)計理論的內(nèi)涵。在建筑的設(shè)計和施工中運用生態(tài)學(xué)，進(jìn)而達(dá)到建筑物與環(huán)境、人類活動和諧發(fā)展的目標(biāo)就是綠色建筑設(shè)計的理論內(nèi)涵。綠色建筑設(shè)計所建設(shè)出的建筑物更加符合人類日益增長的物質(zhì)需要，乃至精神需要，是應(yīng)時代發(fā)展而生，還能有效地降低建筑物對自然環(huán)境的破壞作用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。

2．2綠色建筑設(shè)計的特點。綠色建筑設(shè)計是以可持續(xù)發(fā)展為原則，融匯生態(tài)學(xué)、建筑學(xué)、材料學(xué)等多種學(xué)科，科學(xué)合理地對建筑物進(jìn)行設(shè)計，最大限度地保障建筑環(huán)境的生態(tài)平衡，進(jìn)而做到無污染、低消耗，使人們能夠生活在一個健康的環(huán)境中。在綠色建筑設(shè)計中因地制宜十分常見，主要是說建筑要與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和社會環(huán)境協(xié)調(diào)一致。所以設(shè)計過程中就要以當(dāng)?shù)氐牡孛蔡卣鳛槌霭l(fā)點和落腳點，因地制宜地可持續(xù)發(fā)展。

3 鋼結(jié)構(gòu)在節(jié)能建筑中應(yīng)用的特點分析

3．1鋼結(jié)構(gòu)在節(jié)能建筑中的優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)作為我國建筑中承重梁柱的重要結(jié)構(gòu)之一，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有以下優(yōu)點:鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計形式上比較靈活，這也使得大開向和靈活分割在建筑中得以實現(xiàn);剛結(jié)構(gòu)建筑能夠使建筑實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，能夠有效的縮短建筑工程的施工周期，相比于其他建筑結(jié)構(gòu)還能夠提升室內(nèi)使用面積，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益;鋼材能夠回收再利用，對環(huán)境污染比較小，降低社會的總能耗;鋼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能極強(qiáng)，具有良好的抗震和抗拉伸能力，對于抵御一些自然災(zāi)害具有其他建筑結(jié)構(gòu)不可比擬的優(yōu)勢等。

3．2鋼結(jié)構(gòu)在節(jié)能建筑中的劣勢。雖然鋼結(jié)構(gòu)建筑相比于其他建筑結(jié)構(gòu)具有較大的優(yōu)勢，但是也不得不重視鋼結(jié)構(gòu)的劣勢，需要采取相應(yīng)的措施應(yīng)對這些問題。首先是鋼結(jié)構(gòu)的耐火問題，常溫狀態(tài)下，鋼結(jié)構(gòu)是一種性能優(yōu)異的建筑材料，但是當(dāng)鋼材外界溫度超過250℃之后，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低非常快，當(dāng)溫度超過550℃之后，鋼結(jié)構(gòu)的承載力將會嚴(yán)重降低，因而鋼結(jié)構(gòu)建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，建筑坍塌和損壞的速度十分快。其次是鋼結(jié)構(gòu)的防腐問題，由于鋼結(jié)構(gòu)處于露天的環(huán)境中，鋼材很容易生銹和腐蝕，進(jìn)而降低鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的承載力，同時也會影響建筑美觀，因而鋼材的防腐問題對鋼結(jié)構(gòu)建筑的使用壽命影響比較大。最后是鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計一旦制定出來是不能夠輕易變動的，使得鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的市場風(fēng)險比較大。

4 綠色建筑設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

4．1防火保護(hù)的設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)雖然有較高的熔點，但在高溫情況下，鋼結(jié)構(gòu)不可避免的會發(fā)生一些五里河化學(xué)性質(zhì)的變化，所以，火災(zāi)對鋼結(jié)構(gòu)建筑的負(fù)面影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)比想象的要大。當(dāng)溫度達(dá)到400度時，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和可承載壓力就會降低到平時的二分之一，一旦溫度達(dá)到600度，那鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本遭到完全破壞，失去所有的強(qiáng)度和剛度。所以，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計時，必須要考慮到火災(zāi)情況，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火保護(hù)。

4．2防腐保護(hù)的設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)的防侵蝕一直以來都是建筑行業(yè)致力研究的課題。隨著建筑使用時間的增加，鋼結(jié)構(gòu)不可避免的會暴露于室外，經(jīng)過風(fēng)雨等自然力侵蝕必定會發(fā)生老化和生銹，不僅建筑的美觀度會受到影響，此時鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性也會大大降低。為了解決這類問題，各種鋼結(jié)構(gòu)防腐材料惡化構(gòu)造材料應(yīng)運而生。在鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹防銹、防腐、以及防火蝕涂料是當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常見的做法之一。

4．3污染防護(hù)的設(shè)計。這里的污染指的是噪音污染、光污染等在建筑中較為常見的污染。噪音污染顧名思義就是指建筑中的各種噪音由于建筑結(jié)構(gòu)的隔音效果不好而導(dǎo)致的噪音傳播以及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理導(dǎo)致的聲音立體和圍繞效果不佳;光污染主要指的建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理導(dǎo)致光線影響居民的正常生活，除此之外，不合理的設(shè)計還會導(dǎo)致熱輻射無法有效進(jìn)入室內(nèi)。吸聲結(jié)構(gòu)和吸聲建材是當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計防范噪音污染常用手段之一。窗口使用隔音玻璃、外墻使用混合隔音材料，如磚塊、混凝土等，進(jìn)出口使用隔音門，只有這樣才能全面保證建筑的隔音效果。

5 結(jié)語

本文對鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計的一些問題進(jìn)行探討，對節(jié)能設(shè)計提供一些建議，隨著鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑必將成為未來建筑發(fā)展的方向之一。