生態(tài)環(huán)保理念下的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

王孝宇 賈亞偉 黃明維 李雪飛 趙帥

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們?cè)谏钏讲粩嗵岣叩耐瑫r(shí)，開始越來越重視生態(tài)環(huán)境和家居環(huán)境的健康。受到市場(chǎng)和客戶需求的變化，綠色建筑成為建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向和首要目標(biāo)，生態(tài)環(huán)保理念成為指導(dǎo)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的關(guān)鍵理念。本文從綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，分析并探討生態(tài)環(huán)保理念下的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，希望可以為提高建筑行業(yè)生態(tài)環(huán)保建設(shè)水平提供一些參考。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)保;綠色建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

引言

隨著綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生態(tài)環(huán)保理念逐漸被行業(yè)和消費(fèi)者所接受，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)方式逐漸失去市場(chǎng)，開始表現(xiàn)出與市場(chǎng)需求相背離的趨勢(shì)，在這樣的大環(huán)境下，借助生態(tài)環(huán)保理念來開展綠色建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和建設(shè)十分有必要。綠色建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，從重要性上來看更加需要受到重視。

1.綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

生態(tài)環(huán)保理念下，設(shè)計(jì)綠色建筑結(jié)構(gòu)需要遵循一定的原則和規(guī)范，從而確保設(shè)計(jì)出的綠色建筑結(jié)構(gòu)滿足國(guó)家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保綠色建筑結(jié)構(gòu)的使用性、環(huán)保性。

1.1 實(shí)用性原則

首先，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)綠色建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，必須要遵循生態(tài)環(huán)保理念，保證建筑本身的實(shí)用性。

1.2 可行性原則

其次，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)綠色建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，必須要遵守國(guó)家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，保證建筑本身的經(jīng)濟(jì)性，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性，避免設(shè)計(jì)出在建設(shè)施工上不可行、不切實(shí)際、成本過高的建筑方案。

1.3 降低鋼筋混凝土用量原則

綠色建筑結(jié)構(gòu)的“綠色”主要體現(xiàn)在施工材料上，只有當(dāng)施工材料對(duì)環(huán)境更加友好時(shí)，建設(shè)得到的建筑結(jié)構(gòu)本身才能夠環(huán)保。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)和施工中，往往使用大量的鋼筋混凝土材料，鋼筋混凝土材料的大量使用必然對(duì)環(huán)境造成巨大的壓力和破壞，因此，在設(shè)計(jì)綠色建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)師要注意對(duì)建筑材料使用方面的設(shè)計(jì)，提高資源的利用率，盡可能降低鋼筋混凝土材料的使用量，提高建筑結(jié)構(gòu)的生態(tài)環(huán)保性。

2.生態(tài)環(huán)保理念下的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 綠色建筑結(jié)構(gòu)的地基設(shè)計(jì)

地基是建筑物的基礎(chǔ)，只有當(dāng)?shù)鼗O(shè)計(jì)合理且施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)的情況下，才能夠保證建筑物的質(zhì)量和安全。因此，地基也是綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)師根據(jù)建筑物所在地的實(shí)際情況、建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，盡可能在保證地基穩(wěn)定性的前提下，降低地基建設(shè)所需要消耗的建筑材料，提高建筑結(jié)構(gòu)整體的綠色環(huán)保效果。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)地基時(shí)，設(shè)計(jì)師要優(yōu)先考慮天然地基和對(duì)環(huán)境破壞程度更小的地基形式，比如預(yù)制樁地基。

2.2 綠色建筑結(jié)構(gòu)的體系、構(gòu)件設(shè)計(jì)

在建筑設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師必須充分考慮建筑的結(jié)構(gòu)合理性，對(duì)結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，使其滿足最優(yōu)的受力結(jié)構(gòu)，保證建筑物整體上的穩(wěn)定和安全，這一點(diǎn)在傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都十分重要。在進(jìn)行綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師需要考慮得較傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段更多一點(diǎn)，那就是在保證結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)建穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，盡可能節(jié)約建筑施工的材料消耗量，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的綠色環(huán)保化。首先，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)綠色建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則和建筑物本身需求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系，保證建筑物的受力穩(wěn)定，保證建筑物各功能齊全。其次，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)綠色建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要盡量避免進(jìn)行高層、超高層或者大跨度的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，盡可能節(jié)約鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用量;若建筑物本身必須要設(shè)計(jì)出高層、超高層或者大跨度的建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)師必須做好水平構(gòu)建的截面優(yōu)化工作，設(shè)計(jì)符合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的預(yù)應(yīng)力梁、柱、樓板、墻等結(jié)構(gòu)，合理使用空心施工材料，保證結(jié)構(gòu)的整體受力穩(wěn)定性，充分體現(xiàn)出建筑結(jié)構(gòu)的生態(tài)環(huán)保性能。

2.3 綠色建筑結(jié)構(gòu)中更多采用預(yù)制構(gòu)件

傳統(tǒng)建筑物在建設(shè)過程中對(duì)環(huán)境有很大破壞效果，對(duì)資源的消耗量很大，其中很重要的原因是建筑物構(gòu)件的現(xiàn)制現(xiàn)用，其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)占據(jù)重大比例。現(xiàn)場(chǎng)制取和使用的混凝土并不能夠保證一次性達(dá)標(biāo)，在現(xiàn)場(chǎng)澆筑過程中也容易出現(xiàn)制取過量、余量浪費(fèi)的情況。因此，綠色建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)當(dāng)更多采用工廠工業(yè)化生產(chǎn)得到的預(yù)制構(gòu)件，用預(yù)制構(gòu)件代替現(xiàn)制現(xiàn)用的鋼筋混凝土構(gòu)件，有效提高混凝土的質(zhì)量，降低混凝土制取量，提高建筑結(jié)構(gòu)土建部分的施工效率，縮短綠色建筑的施工總時(shí)間。目前，我國(guó)的預(yù)制工廠已經(jīng)能夠批量生產(chǎn)預(yù)制鋼筋混凝土梁、柱、墻、樓板，這些預(yù)制構(gòu)件應(yīng)用在綠色建筑建設(shè)中，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的節(jié)約，對(duì)環(huán)境的保護(hù)，還能有效提升建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選擇更加低碳環(huán)保的結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)綠色建筑結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)結(jié)構(gòu)本身的功能和特點(diǎn)，選擇更加低碳環(huán)保的結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)高層、超高層建筑和大跨度廠房時(shí)，必須要考慮采用全鋼結(jié)構(gòu)形式或者混合鋼結(jié)構(gòu);在設(shè)計(jì)寫字樓、商業(yè)建筑、醫(yī)療建筑、學(xué)校等公共建筑時(shí)，需要考慮采用混凝土結(jié)構(gòu);在設(shè)計(jì)居民住宅時(shí)，要考慮采用砌體結(jié)構(gòu)形式或者剪力墻結(jié)構(gòu)形式。針對(duì)不同的建筑，選擇不同的結(jié)構(gòu)，是設(shè)計(jì)師必須要遵循的設(shè)計(jì)原則，這樣才能最大程度上兼顧建筑物的功能性和環(huán)保性。考慮到建筑物受力穩(wěn)定和材料使用量的問題時(shí)，設(shè)計(jì)師要盡可能設(shè)計(jì)規(guī)則的、對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，盡量不設(shè)計(jì)不規(guī)則、不對(duì)稱的復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化建筑物的施工流程，降低建筑材料的使用量，節(jié)約建筑施工過程中的能源消耗。為了提高建筑物本身的抗震性能，降低建筑物對(duì)地基的承壓要求，設(shè)計(jì)師要在設(shè)計(jì)中優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的層高、荷載，盡可能在保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全的前提下降低建筑物本身的自重，設(shè)計(jì)出更加低碳環(huán)保的建筑物。

結(jié)束語(yǔ)：隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境、家居環(huán)境的重視程度不斷提高，市場(chǎng)大環(huán)境決定了綠色建筑是未來建筑行業(yè)的首要發(fā)展目標(biāo)。建筑行業(yè)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)綠色建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，必須要從建筑結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)體系等方面做好優(yōu)化工作，切實(shí)保證綠色建筑的環(huán)保性、生態(tài)性，提高綠色建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。只有這樣，設(shè)計(jì)出的綠色建筑結(jié)構(gòu)才能夠滿足生態(tài)環(huán)保理念的要求，滿足未來客戶對(duì)建筑的要求。