新時期綠色建筑結構優化設計策略的實踐探討

王文華

江西省城建設計研究院有限公司 江西南昌 330000

1 綠色建筑的概念與特點

1.1 綠色建筑的定義

綠色建筑是指在建筑的整個生命周期中，最大限度地實現節能、節地、節水、節材、環保，為人們提供健康舒適的生活空間，與自然和諧共處的建筑。與其他建筑方式不同，綠色建筑應注重審美和諧、系統綜合性、節能環保、健康等方面的協調，同時注重建筑的安全性和經濟性。

1.2 綠色建筑的應用現狀

（1）綠色建筑產業不受重視。綠色建筑作為建筑業中的一個新興產業，受到商業利潤低、發展難度大的影響。因此，很多開發商有意回避，選擇相對穩定的開發模式或利潤率較大的應用建材。因此，綠色建筑產業的市場價值并不高。

（2）國家政策支持力度不夠。國家政策的支持是綠色建筑產業發展的重要基礎。然而，目前綠色建筑產業缺乏這樣的政策支持。進而影響綠色建筑的發展，綠色產業缺乏完善的保障體系，沒有法律保障其穩定發展，這是其發展道路上的十幾大障礙[1]。

2 綠色高層建筑的結構設計具體思路

2.1 綠色建筑中的結構選型

結構選型是綠色建筑的關鍵，能有效地保證建筑與自然的共生和建筑的可持續性。在結構選型方面，應結合空間要求和實用功能選擇結構形式。例如，從建筑結構耐久性的角度，可選擇靈活的可變結構，以適應建筑中不同功能的變化，從而降低建筑成本，增強建筑結構的可持續發展。

2.2 綠色建筑結構設計的協調要求

在綠色建筑的結構設計中，應注意與自然的協調與共生。在結構設計中，應注意節能減排的效果。從建筑的實際情況出發，充分考慮了當地的自然條件和結構特點。加強新技術、新材料和節能減排方案的選擇。同時，綠色建筑的結構設計也要注重人與人的協調，充分體現人與自然的雙重和諧[2]。

2.3 綠色建筑結構設計中的材料選擇

在綠色建筑結構設計中，應充分研究建筑材料的綜合性能。綠色建材的選擇直接影響到建筑本身的綠色程度。鋼結構是一種很好的替代材料。該鋼具有良好的抗震性能、延性和耐久性。同時，鋼的重量較輕。降低各種成本和地基應力符合綠色建材的特點，如節能減排、降低成本、減少環境污染等，是綠色建筑的良好建筑材料。

3 綠色建筑結構優化設計要點

3.1 綠色建筑結構階段性優化設計及壽命優化設計

根據不同的地理環境，在建設項目的使用壽命期內，在各個階段進行相關的方案優化。在各個階段，對建設項目的特點進行了調查，并根據實際結果確定了優化方案，從而科學地優化了項目的總體壽命[3]。

3.2 保持綠色建筑優化與結構優化協調

在結構設計中，要保證建筑物的整體結構與整體平面緊密配合，使建筑物美觀，達到結構的合理效果。建筑形式要簡單，裝飾構件要少。對于單純追求符號效果和建立異形構件，盡量不要設計。整體結構應保證重心、剛度和質心正確重合，避免扭轉。

4 實例分析

某地區一單體建筑，為大型的商場，地上3 層為商業用房，地下2 層為車庫、人防和設備用房，屋面為綠化。該項目地處繁華地段，要求結構設計安全可靠、經濟合理并充分考慮環保因素。

4.1 結構方案優化設計

（1）結構方案的確定。一般來說，在經濟許可的基礎上，選擇更大的柱網和空間更具人性化和適用性。對于垂直構件，芯管和周圍垂直構件的數量可以同時調整。在功能經濟條件下，盡量減少材料消耗。對水平構件采用預應力技術或空間結構，可達到降低層高、混凝土用量和鋼材用量的目的，同時有利于使用階段的空調節省能源。

（2）采用綠色高性能混凝土。本工程采用優質混凝土、水泥等原材料，需要用高效外加劑和細礦物外加劑替代。攪拌混凝土時，用粉煤灰、礦渣等工業廢料代替水泥等骨料。利用豐富的再生水資源養護混凝土，優化混凝土骨料級配，采用高效減水劑等外加劑。

（3）高強度、高標號材料的選用。本項目建筑功能為大型綜合超市，一層框架柱荷載大，荷載面積大。將柱混凝土與各種標號進行比較。最后，選擇了高標號C45混凝土。這不僅減小了構件的尺寸，擴大了建筑面積，而且還減少了柱的混凝土總量。

4.2 屋頂綠色設計

本項目屋頂采用簡式輕型的綠化：以草坪為主，配置多種地被和花灌木等植物。用不同品種的植物配置出圖案，結合步道磚鋪裝出圖案。屋面隔熱層采用250厚擠塑聚苯乙烯板，導熱系數0．03W/（m2·K），再加上500mm厚的種植層。因此，在結構設計中，每平方米屋面恒載增加約50kg，含水飽和度不大于100kg。通過結構計算和分析，綠色屋頂的造價提高了20%左右，基礎造價提高了3%左右，鋼筋混凝土梁柱的造價提高了1%左右。整個項目的綜合成本增加了約2%-3%。

4.3 細部構造

建筑物凹凸拐角處及交接節點等容易產生冷橋，造成能耗加大，甚至引起結露、透露現象。針對這一點，我們在設計中通過調整結構構件布置、完善建筑作法來避免。此外，對于過梁、圈梁、嵌入墻體的梁端部、梁墊等與外界接觸部位，采用外包珍珠巖或抹保溫砂漿等作法來改善。

4.4 土建施工和裝修

本工程采用土建與裝飾工程一體化設計與施工。通過在建筑構件上預先均勻預留孔洞，在修補面上預埋固定裝置，避免了在裝飾施工中對現有結構構件鉆孔穿孔，既提高了結構安全性，又減少了噪聲和施工浪費。

5 結語

總之，在建筑行業實施綠色建筑結構設計是響應國家“節能減排，促進經濟健康穩定發展”的戰略實施，對于社會的可持續發展具有重要的意義。因此，在綠色建筑結構設計中，從節能、生態、經濟等角度加大建筑結構優化設計，制定合理的綠色建筑結構設計方案，從而使綠色建筑得到更好使用。