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浅析绿色建筑中的结构设计要点

作者：贺建民

来源：《建筑建材装饰》2017年第04期

摘要：城镇化建设的快速推进，促进了建筑业的发展，同时使得能源、土地、水、原材料等资源严重短缺，并且实际利用效率较低。为了促进建筑业的可持续发展，加强对绿色建筑结构设计进行分析具有重要意义。本文概述了绿色建筑，简述了绿色建筑的特征，对绿色建筑的结构设计要点进行了探讨分析。

关键词：绿色建筑；结构设计；选材；节材 1.绿色建筑的概述

《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014中论述的绿色建筑，主要是指在建筑寿命周期里，尽可能最大限度地节约资源，保护自然环境，减少污染，给人们提供一个健康、舒适、高效的空间，和自然和谐共存的建筑。绿色建筑概念的提出是对建筑业可持续发展的创新，随着科学技术的发展，绿色建筑的涵盖范围越来越广。 2.绿色建筑的特征

与传统建筑相比较，绿色建筑主要具有以下特征：（1）节约环保。节约环保指的是人们在建造、使用建筑的时候，尽可能地节省资源利用，保护周围环境，呵护生态，减少对环境的污染，把由于人类对建筑建造与使用活动造成的对环境和资源的负荷与影响减到最小程度和生态再创造能力的范围内。（2）自然和谐。自然和谐就是人们在建造、使用建筑的过程里，爱护、亲近所处的自然环境，使人、自然、建筑三者和谐共存。只有如此才可以兼顾协调环境效益、经济效益和社会效益；才可以实现人类社会、生态环境、国民经济的快速可持续发展。（3）健康舒适。建立一个健康舒适的生活工作环境，是人们建造、使用建筑的基本要求。要给人们提供健康、舒适和高效的空间。 3.绿色建筑的结构设计要点分析

3.1合理选择绿色建筑结构类型。（1）结合使用功能和空间需求选择结构类型。（2）从节约能源、资源角度选择“轻质低耗能结构”，轻质低耗能结构包括一般的轻质结构：木结构、轻钢结构等，也包括出现的新结构形式，如张力穹窿、张拉膜结构等形式。（3）基于耐久性和灵活性选择“弹性可变结构”，结构布置灵活的建筑物，可以适应不同功能的变化，从而大大减少了维修和拆建时所消耗的能耗，节约投资成本。罗杰斯曾说过，一座易于改造的建筑才会拥有更长的使用寿命和更高的使用效率。具有牵陛可变结构的建筑系统，为以后的设计留有余地，因而这样的结构系统是可持续的，有利于资源高效利用。

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3.2绿色建筑结构设计的选材要点分析。绿色建筑结构设计中的选材要点主要包括：（1）就近选用绿色建筑结构的材料。选用当地或附件地区生产的结构材料，可以降低材料在运输过程中的能耗，减少对环境的污染。建筑工程结构材料主要有混凝土、钢筋、钢材、砌块和木材等。就近选用结构材料一般建议在500km以内进行采购。此外还需注意主要结构材料的组成材料应就近选用问题，这样才能有效降低能耗。（2）选用预拌结构材料。预拌结构材料主要有预拌混凝土和预拌砂浆。预拌混凝土是指水泥、集料、水以及根据需要掺入的外加剂、矿物掺合料等组分按一定比例，在搅拌站经计量、拌制后出售，并采用运输车在规定的时间内运至使用地点的混凝土拌合物。也就是俗称的商品混凝土。预拌砂浆是指由专业厂家生产的，用于一般工业与民用建筑工程的砂浆，包括干拌砂浆和湿拌砂浆。（3）使用以废弃物为原料生产的结构材料。使用废弃物代替原料生产结构材料，不但可以节省稀缺的结构原料，还可以变废为宝，从而有效的节约资源。结构常用的废弃物主要为工业废弃物，如粉煤灰、矿渣、煤矸石等，还有沿海地区的海泥等。这些材料可用于混凝土、水泥及砌块内，以替代部分骨料。如掺入粉煤灰的混凝土，不但节省水泥的用量，还改善了混凝土的热收缩性。

3.3绿色建筑结构设计的节材要点分析。绿色建筑结构设计中的选材是指在满足结构相关规范的前提下，通过优化结构设计及提高材料利用效率等手段，合理的降低材料用量。绿色建筑结构设计的节材要点主要表现为：（1）采用建筑形体规则性好的结构方案。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），建筑形体的规则性分为：规则、不规则、特别不规则、严重不规则，严重不规则的建筑不应采用。建筑方案一般由建筑师确定，结构工程师在满足建筑方案的要求下进行相应的结构设计。当建筑形体为特别不规则时，结构工程师便根据抗震设防情况，进行抗震性能化设计，若为高层建筑，还将进行超限高层建筑结构抗震审查。为实现相同的抗震设防目标，形体不规则的建筑，要比形体规则的建筑耗费更多的结构材料。不规则程度越高，对结构材料的消耗量越多，性能要求越高，不利于节材。因此绿色建筑应优先选优规则的结构方案，以便更好的节省结构材料。（2）采用工业化生产的结构构件。预制结构构件主要有预制梁、预制柱、预制墙板、预制阳台板、预制楼梯等。在保证安全的前提下，使用工厂化方式生产的预制构件，首先可以有效降低混凝土、钢材、木材、砌块等建筑材料的损耗，同时也可以节省用水量。例如：工业化生产时，制作混凝土构件所用的钢模具、钢模板的循环使用次数远高于现场制作模具的木模板；混凝土构件的养护用水也可循环使用，从而减少用水量。其次，装配施工相较传统的施工方式，大幅减少了建筑噪音的干扰，建筑垃圾的产生，建筑污水、有害气体和粉尘的排放等。再次，装配式建筑以预制构件为基本单元，在拆除或更换时只需按构件进行，减弱了相连构件间的影响，因此更加灵活；拆除替换后的构件损伤相对较小，仍可再次利用，即使在构件受损较大而不能使用时，也可通过集中处理得以循环利用。 4.结束语

综上所述，随着低碳环保的提出，绿色建筑的结构设计对设计人员提出了更高的要求，建筑结构设计上一定要从节能、生态、经济等角度优选方案，通过对经济、技术和资源的对比分析，得出最优的绿色建筑结构设计方案。