生態環保理念下的綠色建筑結構設計探究

劉 波

在綠色建筑研究以及建設的領域中，首要考慮的是如何在建筑建設過程中更好地保護環境，使生態建筑最大限度地減少對人類生存環境和人們身體健康的不可逆影響。目前，發達國家綠色建筑大都利用太陽能技術來實現其在節能及環保減排等方面的目標。隨著國家區域經濟一體化的高速發展，一些區域的生態環境問題顯得更加嚴峻與突出，建筑工程環境保護方面的積極性和重要性也更加突顯。但是部分城市的綠色建筑工程項目還處于初級階段，在建筑物整體設計、建筑結構布局以及建筑質量技術保障等方面仍然或多或少地存在問題，一定程度上制約了我國綠色建筑事業的長遠發展。

1 生態環保理念下的綠色建筑結構設計概述

綠色建筑結構設計，是指通過結合國際建筑結構能耗設計準則及相關節能規范，不斷總結優化現有建筑結構耗能的設計思想，包括內容體系以及整體設計方案，要求整體建筑設計結構能夠滿足節約環保的各項標準要求，符合國際上建筑節能相關的各項技術規范及節能行業標準，提高現有建筑整體空間的功能性。設計人員在建筑結構設計過程中，需要全面保證現有建筑工程的經濟實用性與安全性，按照可行性原則以及建筑經濟性原則進行科學設計，及時發現各種建筑設計中普遍存在的質量問題，并逐一進行有效解決，盡可能合理地將有關綠色環保要求全面融入各種建筑設計分析中[1]。

2 生態環保理念下的綠色建筑結構設計意義

隨著時代不斷深入發展，各個領域和行業也越加意識到了實現可持續發展的重要性和緊迫性。建筑行業是當前消耗土地資源數量較多的一個領域，將綠色建筑設計技術理念融入我國整個建筑行業，不僅可以為促進我國生態綠色建設事業貢獻自己的力量，同時對于推進整個社會經濟的高質量發展也具有非常重要的價值。

綠色建筑結構設計與施工工作能夠更好地迎合目前社會發展的主基調，提升生態環境質量，保證人與自然環境的和諧共處。通過綠色建筑設計工作，可以保證資源的合理配置與使用，避免能源浪費，有效控制成本，達到生態環保的目的。一般而言，綠色建筑使用的材料多為可再生的環保材料，在環境的保護和成本的控制上有很大優勢，且在設計階段對建筑物的外墻結構、基礎構件以及各組成部分的組合方式進行充分考慮，做到對自然環境的最大化保護。此外，在綠色建筑結構內部空間的設計上，更好地與自然融為一體。越貼合自然的設計才能確保能源利用的最大化，資源投入的最小化。

3 生態環保理念下的綠色建筑結構設計原則

綠色建筑結構設計是城市建設理念下的產物，為更好地提升綠色建筑結構設計的生態環保質量，需要堅持以下幾個原則。

3.1 服從有統內部的協調性原則

綠色建筑結構是自然環境中的重要組成部分，為了使其在整體系統中發揮功能，最關鍵的一點是使綠色建筑結構與整體自然環境相匹配。不僅可以實現綠色建筑結構與整體自然環境的協調匹配，而且還可以實現與整體自然環境中其他部分相互協調，使整體自然環境進一步完善與優化[2]。

3.2 遵循因地制宜的建筑結構設計原則

我國地廣物博，每個地區都擁有自己的文化特色，因此在建筑結構設計方面，設計人員也要考慮到體現當地傳統建筑審美觀念的要求和文化傳承，使綠色建筑結構更符合當地人們的生活習慣，在對房屋建筑進行綠色結構設計的過程中必須依照因地制宜的設計原則。設計人員要對所要建設的建筑物類型進行現場研究，并在此基礎上與綠色建筑結構設計理念進行融合，最大化地滿足人們的生態環保和宜居要求。

3.3 堅持資源利用最小化原則

建筑行業是典型的高耗能行業，為了達到綠色環保節能的設計目的，設計人員必須充分考慮對各種建筑物建設資源的高效率、高質量利用，盡最大可能減少對現有用地、現有自然資源以及現有綠化區域的使用。在建筑物結構設計過程中，工作人員在設計照明系統時需要結合建筑物在當地所處的地理位置、日照時長以及清潔燃料設備等的基礎上進行全方位設計，在節能最大化理念下使建筑物取得最好、最恰當的照明效果，不僅可以盡可能地節省電能，而且可以減少照明建材的耗費，減少光污染，達到生態環保的目的。

3.4 遵循自然規律的原則

從自然界發展規律的視角去思考，建筑物建設本身就是對自然環境的一種“破壞”與“重組”，因此建筑設計工作人員要在維護自然生態環境為準則的指導下去對建筑物結構進行合理設計，以盡量減少建筑結構設計對自然環境的損害，并以與自然環境的和諧為準則。

為符合這一準則，設計工作人員必須要對建筑物的外墻結構、基礎構件以及各個組成部分的組合方式進行充分考慮，實現對自然環境的最大化保護。在綠色建筑結構內部空間的設計上，需要更多地和自然融為一體，越貼合自然的建筑設計原則，越可以讓廣大使用者體會到綠色建筑設計的舒適程度[3]。

3.5 堅持健康的原則

要想讓綠色建筑既不會對人的健康形成負面影響，又可以使日常在綠色建筑中生活的市民感到舒適，不會產生沉重抑郁的感覺，這就要求建筑結構設計工作人員在對建筑物結構進行設計的過程中充分考慮到其內部照明系統、空氣流通程度、噪音大小、污水排放等多方面的便利性和節能性，使建筑物的結構設計既符合當地人們的審美觀，又符合人們心靈上的感知和視覺上的新鮮感，打造一個適宜長期居住的、優美恬靜的生活空間。

3.6 遵循社會主義市場經濟原則

綠色建筑需要有大量現代化科學技術作為保障，而現代化科學技術的使用需要大量資金的投入才可以實現，這就會影響到建筑物建設項目的運營效益。因此，為提高效益，建筑設計人員就必須在確保建筑設計品質的基礎上調整預算，不僅全面考慮綠色建筑工程的建設成本，還要充分考慮到建設項目的運營費用。只有這樣才能夠真正實現綠色建筑的生態環保設計。

3.7 堅持先進性原則

在對建筑結構進行生態環保設計的過程中要充分結合當前建筑設計領域技術水平發展的實際情況，對建筑物結構的設計必須具備合理的前瞻性，同時還要充分發揮建筑設計工作人員的創新性思維，多選擇對未來發展環境變化有利的建設性方法。除此之外，在進行綠色建筑結構設計過程中，應該在符合最基本建筑設計條件的基礎上預留一定的上升空間，這樣在后期改建與更換新設施時才能更加節能且省時省力，以提高建筑物的實用價值[4]。

4 生態環保理念下的綠色建筑結構設計要點

4.1 降低維修成本

在生態環保理念下，綠色建筑結構設計必須著重考慮以下兩點:一是房屋的使用時間；二是房屋后期維護時間和成本。前者直接決定了房屋的使用性和穩定性。要想延續房屋的使用壽命，后期的維護工作將會耗費很大的成本，同時，房屋的維護工作在實施過程中還會造成房屋廢棄物的產生，對周邊環境產生污染或破壞。

為真正落實生態建設的思想，必須在對建筑結構進行綠色設計的過程中特別注意建筑物的使用期限設計，在提高其使用期限的基礎上有效降低后期維護的時間和成本，從根本上節省資源。為了進一步減少資源浪費的現象，需要設計工作人員做到對建筑物進行科學合理的綠色設計，以此保證整個建筑工程開展過程中資源能夠得到充分利用。

另外，為了讓生態經濟的發展理念得到更加充分的體現，在進行綠色建筑結構設計的過程中需要盡可能地提升建筑工程的可改變性，優化整個建筑的結構，使后期維修工作的開展更為便捷，能夠在建筑結構的可承受范圍內進行合理設計，以此降低維修成本[5]。

4.2 建筑結構形式以低碳環保為主

建筑結構進行綠色設計的過程中要貫徹生態環保理念，以低碳環保為主，為了保證其能夠充分利用資源，避免出現能源消耗以及資源浪費的現象，需要深入研究建筑物的使用功能以及具體的工程要求，并根據最終分析結果選擇低耗能的結構類型。同時，為了提升建筑物使用的多樣性，降低建筑工程的工程造價，最好采取彈性可變的方式進行結構設計。

4.3 采用綠色建筑材料

在綠色建筑結構設計的過程中還必須兼顧建材的選用。通過選擇綠色環保的建筑材料才能真正迎合生態環境保護的設計理念，保證建筑物結構節能保護工程建設的可操作性。目前，國家普遍倡導使用綠色環保型的工程建設材料，常見的節能建材主要包括水泥空心磚、玻璃棉制品、硅酸鹽砌塊等。

4.4 優化綠色建筑結構體系

貫徹生態環保的宗旨還必須對綠色建筑結構體系加以建設，在開展建筑物架構設計工作中，不可忽視建筑物結構設計的原則，并且需要根據建筑工程的要求選擇材料消耗量最少的結構體系，使其能夠滿足建筑功能、空間設計等各方面的要求。當完成不同的建筑任務時，必須選用不同的構造系統，高層的建筑結構設計也必須使用鋼結構系統，或者鋼筋混凝土構造系統。為適應中高層建筑混凝土結構高強的需求，常需要工程設計技術人員將砼構件的豎向結構進行斷面優選，另外大跨度結構水平構建時也必須進行斷面優選設計。

4.5 減少施工能耗

生態環保理念下，綠色建筑結構的設計需要重視生態環境保護，在保證建筑工程質量的前提下實現減少能源消耗、降低環境污染、貫徹生態環保理念的目標。因此，需要充分分析建筑工程項目各個組成部分，控制建筑結構設計的施工能耗。為促進建材行業的可持續發展，企業必須在建筑施工中多利用新能源，并盡量減少對不可再生能源的利用，以此實現成本投入的減少，達到保護環境的目的。生態環保理念在綠色建筑結構設計中的應用不僅大大改善了生態環境況，還使得建筑工程結構設計所需的投入資金有效減少，具有一定的經濟性[6]。

4.6 設計周圍環境

在建筑結構設計過程中還需考慮到建筑物噪音對周圍環境的影響問題，為了確保人們更好的生活環境，需要優化噪音屏障系統，降低噪音污染。因此，建筑結構設計工作人員需要對周圍環境進行全面分析研究，掌握其交通狀況、人流量狀況以及建筑所在地的自然條件，并根據具體情況設計建筑方案，在提高隔音效果的同時有效降低噪聲屏障系統的建設成本。在設計綠化帶的過程中需要重視對植物的選擇，相關調查研究發現，不同植物有不同的降噪效果，因此在進行綠化帶設計時可以選擇吸聲降噪類植物，減低建筑周邊環境的噪聲。

在開展綠色建筑結構設計的同時，建筑的景觀設計也是一種新型建筑設計形式。通過適當增加綠色房屋建筑結構設計中的園林綠化設施，提高房屋建筑的居住舒適度。例如，在進行建筑項目方案設計時，要求建筑設計工作人員必須對所在地的氣候環境、地理特征等加以了解，根據整體設計的生態經濟性需要做出適當的考慮，以便更好地實現住宅建筑外形和自然環境的融合[7]。通過在房屋建筑過程中增添綠化風景，還可以提高房屋居住環境的舒適度，進而減少對土地的閑置、浪費，促進了綠化生態經濟的不斷發展。

4.7 節能設計

為了進一步落實建筑生態保護的設計理念，減少建筑能耗花費，需要促進節能施工技術在建筑結構設計中的有效運用。應用節能工程技術時，必須要求工程設計技術人員按照具體要求進行合理規劃，嚴格篩選建材，并盡量選用具備保溫特性的建筑材料，減少建筑能耗，體現節能性。同時，建材選擇節能環保材料，不僅實現了材料成本控制在后續建筑主體的使用過程中，優越的保溫性能也能更好地對室內溫度進行有效控制，避免能源浪費[8]。

5 結語

隨著我國城市化建設的不斷發展，建筑工程的數量將不斷增多，因此為了推動建筑工程的可持續發展，需要重視建筑工程中的能源消耗問題，將生態環保的理念貫穿于整個綠色建筑結構設計中，使其在提升建筑工程質量的同時，減少資源浪費現象，從而達到保護生態環境的目的，為建筑工程及其生態環境保護的發展提供重要保障。