綠色住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

秦泉宗靖

（桂林市建筑設(shè)計(jì)研究院廣西桂林市　541002）

綠色住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

秦泉宗靖

（桂林市建筑設(shè)計(jì)研究院廣西桂林市541002）

綠色住宅概念傳入我國(guó)的時(shí)間短，因此研究也就相對(duì)晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在各個(gè)方面還存在一定的差距，本文首先概述了綠色住宅建筑的概念、特點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則，重點(diǎn)分析了綠色住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容，旨在為我國(guó)綠色住宅建筑的進(jìn)一步發(fā)展提供參考。

綠色住宅建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；綠色建筑；綠色材料

前言

住宅設(shè)計(jì)與節(jié)省能源、環(huán)境保護(hù)之間時(shí)相互影響、相互聯(lián)系的關(guān)系，人們建造舒適的住宅建筑，需要照明、空調(diào)和通風(fēng)等設(shè)施，而這些設(shè)施都是以耗能為前提，進(jìn)而帶來(lái)了能源危機(jī)，威脅到人們的生存。為了可以減少住宅建筑對(duì)環(huán)境的破壞，綠色住宅建筑越來(lái)越得到人們的認(rèn)可，成為住宅設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

1　綠色住宅建筑的概念和特點(diǎn)

1.1綠色住宅建筑的定義

綠色住宅建筑是指在住宅建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度節(jié)約資源，節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水、保護(hù)環(huán)境和減少污染，提供健康適用、高效使用，與自然和諧共生的建筑。和其他住宅建筑模式不同，綠色住宅建筑要注重系統(tǒng)綜合性、審美和諧性、環(huán)保性、節(jié)能性、健康性等各方面的協(xié)調(diào)，綠色住宅建筑的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)該達(dá)到最大程度上對(duì)綠色住宅建筑本身的節(jié)能減排和環(huán)保能力做出支持，同時(shí)注重住宅建筑的安全性與經(jīng)濟(jì)性。

1.2綠色住宅建筑的特點(diǎn)

綠色住宅建筑的特點(diǎn)主要是強(qiáng)調(diào)它的節(jié)能性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性。建筑節(jié)能是全球節(jié)能發(fā)展的重要項(xiàng)目。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球的能源使用有50%用在了建筑物相關(guān)的行業(yè)上，其中建筑物的照明、采暖和空調(diào)等也占了建筑用能量的大頭，而住宅建筑在建筑中占有很大的比例，因此綠色住宅建筑的節(jié)能性可以說(shuō)是綠色建筑體系中最重要的部分，同時(shí)也應(yīng)該注意綠色住宅建筑在建造和使用的過(guò)程中都不能產(chǎn)生過(guò)多的環(huán)境污染，要使用有利于環(huán)境保護(hù)的建材和建筑方式，貫徹綠色建筑的理念。同時(shí)還要注重對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性的注重，在成本設(shè)計(jì)和環(huán)保設(shè)計(jì)方面取一定的平衡，注重綠色住宅建筑的節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟(jì)適用。

2　綠色住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

（1）綠色住宅建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)符合結(jié)構(gòu)整體性的原則，綠色住宅建筑應(yīng)該把自身的結(jié)構(gòu)視作一個(gè)開(kāi)放的體系，與自然界形成良好的結(jié)合，追求環(huán)境效益的最大化，注重環(huán)境效益和整體效益的提升，綠色住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該是一個(gè)有機(jī)的整體，以符合綠色住宅建筑的各種節(jié)能減排要求，和體現(xiàn)建筑的整體設(shè)計(jì)感。

（2）綠色住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合合理適中的原則，綠色住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要同時(shí)顧及節(jié)能減排的要求、環(huán)保的要求和經(jīng)濟(jì)成本的要求，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益的提升也是綠色住宅建筑特性的具體體現(xiàn)，過(guò)多的建設(shè)與維護(hù)成本也不符合綠色住宅建筑的標(biāo)準(zhǔn)，不符合資源的節(jié)約原則。在綠色住宅建筑的設(shè)計(jì)時(shí)要重視環(huán)保，降低成本。

（3）綠色住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該體現(xiàn)尊重自然的原則，綠色住宅建筑之所以被稱(chēng)為綠色住宅建筑，就是要符合和環(huán)境完美融合、和諧統(tǒng)一的原則。在綠色住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該對(duì)自然環(huán)境和生態(tài)平衡有著較為優(yōu)先的考慮，綠色住宅建筑的核心思潮就是對(duì)自然的效仿和結(jié)合。

3　當(dāng)前我國(guó)綠色住宅建筑現(xiàn)狀

3.1發(fā)展不平衡

當(dāng)前我國(guó)的綠色住宅建筑存在區(qū)域上發(fā)展的不平衡，由于我國(guó)幅員遼闊，各地區(qū)的氣候、自然資源以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r不同，形成了地區(qū)差距，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)，對(duì)于能源的節(jié)約利用意識(shí)早，因而較早的重視綠色住宅建筑，與之相反，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較慢的地區(qū)，能源節(jié)約意識(shí)差，綠色住宅建筑發(fā)展慢。

3.2缺乏激勵(lì)制度

缺少激勵(lì)制度和監(jiān)管體系，綠色住宅的發(fā)展缺少了支持，也就很難有序發(fā)展。

3.3自覺(jué)意識(shí)缺乏

隨著政府宣傳力度的增大，越來(lái)越多的消費(fèi)者轉(zhuǎn)向綠色住宅建筑，健康、節(jié)能、環(huán)保得到人們的追捧，但是人們的自覺(jué)意識(shí)缺乏，無(wú)法做到自覺(jué)的節(jié)能（例如關(guān)燈、節(jié)約用水等），這不是技術(shù)問(wèn)題，屬于環(huán)境道德問(wèn)題。

4　綠色住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑施工具有巨大的影響，科學(xué)合理的住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑的穩(wěn)定性和使用壽命都有一定的提升，也對(duì)住宅建筑的成本有著重要的控制作用。在綠色住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，要進(jìn)行合理的住宅建筑結(jié)構(gòu)選擇和對(duì)已經(jīng)選擇結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行一定程度的設(shè)計(jì)優(yōu)化，以提升住宅建筑結(jié)構(gòu)的靈活性和耐久程度。

4.1綠色住宅建筑中的結(jié)構(gòu)選型

結(jié)構(gòu)選型是綠色住宅建筑的關(guān)鍵，它可以在更高的層面上確保建筑和自然的共生以及建筑的可持續(xù)性。一個(gè)良好的建筑選型可以很大地降低建筑對(duì)于環(huán)境造成的大量壓力和負(fù)荷，為建筑提供一個(gè)健康的骨骼體系也就基本確定了綠色建筑的基調(diào)。

在結(jié)構(gòu)選型方面，要結(jié)合空間需求和實(shí)用功能來(lái)選擇結(jié)構(gòu)的方式。比如從節(jié)能減排方面選擇輕質(zhì)低耗能的結(jié)構(gòu)，如輕鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)以及較為高技術(shù)的張拉膜結(jié)構(gòu)和張力穹窿等；從建筑結(jié)構(gòu)的耐久性或經(jīng)濟(jì)方面可以選擇彈性可變結(jié)構(gòu)，它可以適應(yīng)建筑中不同功能的變化，從而使建筑結(jié)構(gòu)布置更加靈活，極大地節(jié)省了建筑檢修和拆建時(shí)對(duì)能源和資源的消耗，從而降低建筑成本，增強(qiáng)住宅建筑可持續(xù)發(fā)展的特性。

4.2綠色住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建材選擇

綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要對(duì)建筑材料有充分的考量選擇，綠色住宅建筑材料的選用在很大程度上決定了住宅建筑本身的綠色程度。在建材選擇方面應(yīng)該注重本身對(duì)能源的消耗減少和環(huán)境保護(hù)都應(yīng)該有一定效果，擁有可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。而且從住宅建筑本身來(lái)看，由綠色建材構(gòu)成的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該在某些單元上有某些可替代性，當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某些問(wèn)題的時(shí)候，可以及時(shí)方便地進(jìn)行更換和維修操作，增加建筑的使用年限降低建筑的維修更換成本。

發(fā)展綠色建筑的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料與新工藝，提高資源利用率、節(jié)約能源消耗、降低環(huán)境負(fù)荷是新型建材工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，如發(fā)展新型結(jié)構(gòu)體系、可回收利用建筑材料、圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系、廢棄物收集處理與回用技術(shù)、污水收集、處理及回用成套技術(shù)、節(jié)水器具與設(shè)施等都是開(kāi)展綠色住宅建筑的重要組成部分。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用一些新型結(jié)構(gòu)形式如膜結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)等，對(duì)于節(jié)約材料起到很大作用。拿輕鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，它在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展甚快，已經(jīng)從底層結(jié)構(gòu)發(fā)展到多層結(jié)構(gòu)，甚至于中高層結(jié)構(gòu)。這類(lèi)結(jié)構(gòu)所用材料除了具有輕質(zhì)、高強(qiáng)節(jié)省材料優(yōu)點(diǎn)外，可再生循環(huán)利用是它的又一大特質(zhì)。而且大量的構(gòu)件系工廠化生產(chǎn)，能保證質(zhì)量，施工周期短，是典型的綠色建筑。在綠色住宅建材的選擇中，鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能和鋼材延性都比較好，有著較長(zhǎng)的耐久度，同時(shí)鋼材重量較輕，可以減輕各種成本和地基受力。新技術(shù)方面，可以發(fā)展裝配式組合結(jié)構(gòu)，所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本都在工廠里加工完成。減少了對(duì)環(huán)境的污染，施工工期短，節(jié)約建造成本，符合綠色建材的降低成本、節(jié)能減排、對(duì)環(huán)境污染小的特點(diǎn)，是綠色住宅建筑的良好建材。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分利用可再生資源，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等，調(diào)查發(fā)展，目前在住宅建筑中，太陽(yáng)能得到廣泛的應(yīng)用，其資源豐富，環(huán)保、節(jié)能、安全、經(jīng)濟(jì)、方便，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染，通過(guò)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，應(yīng)用與熱水系統(tǒng)提供中，缺點(diǎn)是受氣候、季節(jié)的影響較大。

4.3綠色住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的節(jié)能要求

從能源和資源的節(jié)約角度出發(fā)，要注重實(shí)施節(jié)能策略，利用可再生能源的利用。在節(jié)能策略的實(shí)施方面，要注重在建筑系統(tǒng)上多采用節(jié)能技術(shù)，如在設(shè)計(jì)層面對(duì)建筑的技術(shù)布局進(jìn)行調(diào)整，在外維護(hù)結(jié)構(gòu)、材料選擇等方面都要進(jìn)行一定的節(jié)能技術(shù)選擇，在建筑的使用維護(hù)過(guò)程中也要進(jìn)行有效的資源利用和管理，促進(jìn)建筑的生態(tài)循環(huán)。使用可再生能源是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢(shì)，在建筑中要合理利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等能源以減輕當(dāng)前的能源壓力，提高資源和能源的利用效率，建立良好的資源監(jiān)控使用體系，以控制資源的消耗和建筑的建造使用過(guò)程中對(duì)于傳統(tǒng)資源和可再生資源的利用。

過(guò)去，我國(guó)的建筑墻體一直采用單一的混凝土墻體或空心砌塊墻體，其導(dǎo)熱系數(shù)大，為高效保溫材料的20倍。新型復(fù)合墻體有效的解決了墻體的保溫性問(wèn)題，在墻體主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加絕熱保溫材料，既不會(huì)使墻體過(guò)厚，又有效的改善了墻體的導(dǎo)熱性能，總之，使用復(fù)合墻體將是大勢(shì)所趨。

4.4綠色住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)要求

綠色住宅建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)注重和自然的協(xié)調(diào)與共存，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，要注重節(jié)能減排的實(shí)效性，從建筑的實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、結(jié)構(gòu)特征等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，針對(duì)建筑設(shè)計(jì)和施工的各個(gè)方面進(jìn)行新技術(shù)、新建材的選擇和節(jié)能減排方案的選用。同時(shí)綠色住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)該注意和人的協(xié)調(diào)，注重人性化的設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)出綠色住宅建筑對(duì)人和對(duì)自然的雙重和諧。要體現(xiàn)對(duì)人的和諧，就應(yīng)該注重從個(gè)人體舒適程度和人體工程力學(xué)的角度為建筑結(jié)構(gòu)提供一些參考，為人們提供舒適程度較高并且和自然融合程度較好的居住環(huán)境，根據(jù)建筑的適用人群進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和調(diào)整。同時(shí)綠色建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上一定要注重在設(shè)計(jì)上留有進(jìn)一步調(diào)節(jié)和變更的空間，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)對(duì)建筑空間的使用需求，使用戶(hù)對(duì)自身建筑留有一定的調(diào)節(jié)和控制權(quán)，充分體現(xiàn)出綠色住宅建筑的人性化。

4.5住宅建筑屋頂綠色設(shè)計(jì)

住宅建筑的屋頂綠色設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖1）不僅可以美化城市，還可以起到吸塵隔音、凈化空氣、保溫隔熱等作用，在住宅建筑的屋頂可以采用簡(jiǎn)單式輕質(zhì)的綠化，配置多種地被和花草，屋面隔熱層采用250厚擠塑聚苯乙烯板，采用綠色屋面比采用普通屋面結(jié)構(gòu)造價(jià)增加20%左右，雖然造價(jià)上有所增加，但是在炎熱的夏季，屋頂有植被的大樓比沒(méi)有植被的大樓溫度低2～3℃。

圖1　住宅建筑的屋頂綠色設(shè)計(jì)

5　結(jié)束語(yǔ)

綠色住宅建筑中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是綠色住宅建筑的重要構(gòu)成部分，在設(shè)計(jì)時(shí)要充分體現(xiàn)綠色住在建筑的節(jié)能環(huán)保以及效益節(jié)約的特點(diǎn)，需要按照住宅建筑的實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，以達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果和對(duì)環(huán)境和資源的最佳利用。綠色建筑將會(huì)是未來(lái)建筑發(fā)展的趨勢(shì)，需要建筑工作者進(jìn)行不斷的研究和探索。

[1]文彥.關(guān)于建筑設(shè)計(jì)中綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].城市建設(shè)理論研究，2012，07.

[2]謝紅杰.淺析綠色建筑與節(jié)能環(huán)保[J].城市建設(shè)理論研究，2012，10.

[3]蔣紅萍.淺談綠色節(jié)能住宅設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究，2011，12.

TU318

A

1673-0038（2015）40-0093-02

2015-7-12

秦泉（1984-），女，中級(jí)，本科，主要從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

宗靖（1983-），男，中級(jí)，學(xué)士，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。