生态环保理念下的绿色建筑结构设计分析

朱封

摘  要：在经济日益增长，各类资源应用越加紧张匮乏的大环境下，越来越多的人们不仅开始重视生活水平，其对生态环境问题的重视度也有所提升，因此生态环保理念下的绿色建筑已经成为我国建筑行业发展的首要目标。生态环保理念在建筑中的应用，不仅能实现生态环境的保护目的，还能有效解决社会资源紧张问题，同时也为绿色建筑的可持续进步提供了明确的方向。本文就生态环保理念下绿色建筑结构设计进行简要分析。

关键词：生态环保理念;生态经济;绿色建筑;节能减排

引言

绿色建筑也叫生态建筑，其特点是在开发建设过程中，大量使用可再生资源，减少合成材料投入，实现了各类资源的优化配置。因此，生态建筑应遵循“节能、环保”的原则。但同时，国内关于绿色建筑的理论和实证研究相对较少，因此在绿色建筑结构设计方面存在诸多问题，这在一定程度上阻碍着建筑事业的发展。基于此，我们更应该加大对绿色建筑结构设计的研究力度，以期促进行业的可持续发展。

一、绿色建筑概念简析

本文依据我国住房和城乡建筑部印发《绿色建筑评价标准》中对绿色建筑的论述：要求绿色建筑在建筑工程应用过程中，合理利用建筑资源，避免对环境造成污染，为城市居民创造出绿色、生态、文明的居住环境，促进人与自然之间和谐发展。近几年，我国建筑行业技术水平的持续提升，绿色建筑应用范围也将越来越大。

二、绿色建筑结构设计要点

（一）地基基础设计要点

绿色建筑结构设计中，设计人员应掌握地基基础设计要点，同时根据建筑项目所基地实际施工情况，结合建筑结构特点设计出科学、合理的地基基础。在整个建筑工程成本中，由于地基基础占据较大比例，因此设计人员应设计多个方案，并进行详细对比和论证，尽可能的设计出建筑材料采用量最少的结构设计方案，这样才能实现节能减排，从而降低建筑结构设计的环境污染力度。另外，设计人员还要依据绿色建筑地基基础和建筑物体沉降度等相关要求，可以优先考虑应哟个预制桩地基基础设计、天然地基设计等方法，这样不仅能充分发挥桩基承载能力，满足建筑物沉降要求，还与绿色建设结构设计理念要求相一致。

（二）建筑结构体系和构件的设计要点

在绿色建筑结构设计中，相关设计人员还应在建筑结构体系和各类构件设计的要点，在确保其结构安全、耐久前提下，进一步优化绿色建筑结构。因此，设计人应重点注意以下几个问题：①在建筑物形体不规则的情况下也要保证建筑结构设计的规则性;②在结构设计中应严格遵守建筑物功能、承载力等方面的要求，尽量选择消耗材料较小的结构体系;③在设计高层或跨度较大的建筑结构时，应科学应用钢筋混凝土和钢结构体系。在设计竖向构件的高层建筑混凝土结构与水平构件的大跨度结构时，应注重截面设计的优化，保证其结构强度要求。综上，设计人员在设计高层和大跨度建筑结构时，可以采用粘结预应力梁、现浇混凝土空心楼板以及无黏结预应力混凝土楼板等施工材料，这样才能满足建筑结构强度要求，并在此基础上体现了绿色建筑设计理念要求。

（三）预制构件的应用

在建筑结构设计中，依据绿色建筑设计要求，可以积极应用装配式工程预制构件施工技术，在现场进行构件装配和连接，从而组成混凝土结构。这种施工方法的最大特点为：应用装配式预制钢筋混凝土柱、梁等结构，用来代替传统现浇式柱、梁;应用预制钢筋混凝土墙代替了传统现浇剪力墙和砌墙体结构，这样不仅大大降低了材料耗量，实现节能减排，还可以对提升建筑企业经济效益，提升社会效益有着非常重要的作用。

（四）低碳环保建筑结构形式的应用

建筑结构设计形式的合理与否，对绿色建筑结构设计目标的优化有着决定性作用。因此，设计人员在设计建筑结构时，必须掌握建筑工程的空间要求、使用功能等指标，并依据分析出的数据科学选择低耗能且轻质的结构形式，从而达到节能减排、绿色建设的目的。此外，设计人员为了设计多形式的建筑结构，可以采取可变弹性结构设计方法，弹性可变式结构不仅能有效增强建筑物使用多样性，还能在一定程度上降低工程造价。

（五）优化钢筋混凝土结构

钢筋混凝土结构有着性取材方便，且整体性能良好的优势，另外钢筋混凝土结构自身耐火性和耐久性也非常强，因此，在各类建筑工程中钢筋混凝土结构仍具备较大的使用价值。对于建筑设计人员来说，对绿色建筑结构进行设计和优化时，应重点关注钢筋混凝土结构的优化工作，例如改良钢筋混凝土配比，提高钢筋混凝土质量，充分发挥钢筋混凝土结构特点，进一步促进绿色建筑结构设计水平。

（六）大力开发使用钢结构

在建筑工程结构中，钢结构对环境的影响力相对较小，且被广泛应用于绿色建筑结构设计中。由于钢结构自身抗震性能良好、力学性能优良、耐久性和延性突出，因此钢结构目前已成为我国绿色建筑结构设计中最常用的建筑材料之一，这对贯彻生态环保理念也有着非常积极的作用。设计人员要充分掌握钢结构优势，例如钢结构刚度特点，在结构设计中多加入钢结构设计，从而加大建筑物体荷载能力;利用钢结构材料可回收利用特点，大力开发使用钢结构，为绿色建筑的建设提供最合适、最优质的原材料。

三、生态环保理念下的绿色建筑结构设计案例

（一）项目介绍

本研究以北京某住宅区建筑项目为例，总建筑面积为6.6万 ，其中包括地下结构2层，裙楼4层，6～27层位住宅层，5层为架空层，单层4户式，且每户建筑面积为85 的总体建筑结构。该建筑项目工程要求7级抗震等级，施工场地标准为Ⅱ类。此外，参考《绿色建筑评价标准》要求：绿色建筑工程设计要求至少为一星级，本次项目设计的星级标准为二等级。

（二）结构类型

工程设计人员通过全面考虑建筑结构要求、建设要求以及工程造价等指标，确定选择框支剪力墙结构形式，设计5层位转换层。采取框支剪力墙结构设计形式，虽然增加了该建筑工程建设成本，但能有效提高建筑工程裙楼和地下室使用效率，且能满足住宅区居民日常停车、储存要求，工程利用价值相对较高。

（三）结构刚度

在住宅区建筑施工图纸设计过程中，相关设计人员必须加强与专业部门之间的沟通与合作，并合理的局部调整建筑工程平面形式，目的是最大程度上减少墙肢结构。在进一步优化设计后，建筑结构处于地震和风荷载作用下时，其建筑层最大弹性位移角控制项无限接近1/800;建筑层之间基本结构转换柱截面缩小至1000mm×1200mm;核心筒落地剪力墙厚度缩小至300mm之内，转换层以上墙肢厚度在200mm左右，转换率截面控制在1600mm之内。

（四）基础设计方案

相关设计人员对该绿色建筑工程设计进行了6次优化，最终指定应用PHC500-125-AB型高强预应力管桩设计形式，采取承载力为1200kN预应力管桩为基坑边桩等。以上设计方案中，高强预应力管桩能大大节约施工材料，例如钢材节约了180t，混凝土节约了4500 ，这符合“节能环保”的绿色建筑设计理念。

总结

总而言之，建筑行业为了积极响应国家号召的“节能减排，可持续发展”战略目标，在建筑结构设计中，必须依托生态环保理念，不断优化结构设计，充分考虑建筑结构的环保性，并合理利用自然資源、建筑材料及场地，为建筑出舒适健康、生态文明的城市环境做出贡献。

参考文献

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