基于結(jié)構選型、結(jié)構設計、綠色建材下的綠色建筑結(jié)構設計

【摘要】隨著城市霧霾等城市環(huán)境危機的加劇以及綠色理念的蓬勃興起，綠色建筑理念作為第三代的建筑思潮開始在行業(yè)內(nèi)受到廣泛的關注。綠色建筑指的并不是單純的通過建筑內(nèi)外部綠色植物的種植來完成的，它是一種節(jié)能的建筑設計理念。作為整個建筑工程設計中的關鍵部分，建筑結(jié)構設計的過程必須采用綠色的設計理念。筆者以綠色建筑結(jié)構設計為中心，圍繞結(jié)構選型、結(jié)構設計、綠色建材進行了分析和探討?！娟P鍵詞】結(jié)構選型；結(jié)構設計；綠色建材；綠色建筑；結(jié)構設計

近年來，城市霧霾等因素對人類的居住環(huán)境造成的巨大的影響，這給快速發(fā)展的現(xiàn)代化都市敲響了警鐘，在這種背景下建筑設計者想象了城市建筑未來發(fā)展方向，從而提出了綠色建筑的概念。

1、綠色建筑結(jié)構的設計原則

根據(jù)城市建設實際的需要，土木行業(yè)對綠色建筑設計的理念發(fā)生了巨大變化，建筑結(jié)構設計的形式變得越來越多。近年來，隨著綠色建筑結(jié)構概念的提出，其可供選擇的形式也開始豐富起來，這意味著綠色建筑結(jié)構的設計正走向成熟。綠色建筑結(jié)構總體設計要遵循諸多原則。比如，綠色、合理適中、整體性等。

1.1結(jié)構整體性原則

綠色建筑在設計之初就應該把自身定位成開放系統(tǒng)，與外部環(huán)境構成整體，以最大程度地追求環(huán)境效益，局部結(jié)構設計應當服從整體結(jié)構設計，施工上的難度應當服從長遠能耗收益。在綠色建筑結(jié)構的選擇中，土木設計師要在把綜合考慮整個建筑的設計，結(jié)構設計應當與建筑整體效果相適應。很多建筑作品在這方面做得非常好。比如綠色建筑招商局的南海意酷項目，屋頂結(jié)構高度適應拔風目標，又比如夏昌世教授所設計的華南理工大學圖書館，夏式遮陽完美符合窗體附近的結(jié)構等。

1.2遵循合理適中的理念

綠色建筑結(jié)構設計不能忽視傳統(tǒng)建筑設計中的合理適中原則。這個原則不僅體現(xiàn)在結(jié)構體系的合理上，還體現(xiàn)在經(jīng)濟成本的適中上。當結(jié)構設計的體系富余度過大時，相應的就會增加建設成本，從而引發(fā)對建筑資源的浪費；當結(jié)構設計的體系富余度偏小時，相應的就會增加后期使用過程中的能耗。所以合理適中的結(jié)構既保障了建筑結(jié)構的安全，也減少了對建筑資源的浪費，尤其是對自然較為依賴的資源[1]。

1.3遵循尊重自然的原則

綠色建筑最顯著優(yōu)勢就是與周邊環(huán)境的和諧性，二者之間高度的融合統(tǒng)一。綠色建筑結(jié)構設計中會把自然、生態(tài)的考量放在重要的位置，改變傳統(tǒng)建筑設計中以自我為中心的錯誤意識。綠色建筑結(jié)構設計中每個環(huán)節(jié)都會盡量的做到與外部環(huán)境之間相和諧，建筑材料本身源自自然，所以優(yōu)秀的建筑結(jié)構設計必然會回歸自然，這也是第三代建筑理念的核心內(nèi)容。

2、綠色建筑結(jié)構設計思路

2.1建筑結(jié)構的選型

綠色建筑結(jié)構選型應該處在綠色建筑整體設計中更加關鍵的位置上，以確保建筑在自然共生構想下的可持續(xù)建造性。據(jù)調(diào)查，相對于傳統(tǒng)建造體系而言，基于綠色設計理念的結(jié)構選型可以減輕了建筑活動對周邊環(huán)境的負擔，并且在建筑維護中有著非常積極的意義。合理的結(jié)構選型有助于高效環(huán)保節(jié)能體系的構建，為建筑提供“綠色的框架”。

2.2選擇綠色的建材

綠色建材是建筑結(jié)構各項設計目標得以實現(xiàn)的物質(zhì)基礎，綠色建材的種類很大程度上決定了該建筑的“綠色化”程度。相同的建筑結(jié)構類型，使用綠色建材的方案必定會產(chǎn)生更加高效的“綠色”效果。綠色建材可以保障建筑運營中可持續(xù)的潛力。此外，綠色化的構成單元可代替性非常強，當建筑結(jié)構出現(xiàn)問題的時候，綠色建材可以進行及時便捷地替換。這樣的特性有利于延長建筑的使用年限，同時降低建筑維修維護的頻率及其成本[2]。

2.3綠色性鋼結(jié)構的開發(fā)

鋼結(jié)構擁有諸多優(yōu)良的特點，是綠色建筑對材料的首要選擇。其優(yōu)異的抗震、力學性能使得其可以減少塑性變形的耗能。此外，鋼結(jié)構建筑還具備重量輕、建設工期短、安裝簡單、易拆除、可重復利用等優(yōu)點，高度符合綠色建筑的要求，是目前綠色建筑結(jié)構中使用的最佳形式，所以相關研究人員、學者應當加強這方面的研究。

2.4開發(fā)更加先進的綠色結(jié)構建筑制圖軟件

近幾年來，計算機技術的進步可謂是突飛猛進，極大地滿足了各行各業(yè)對分析處理的需求。綠色建筑對結(jié)構計算的要求非常復雜，傳統(tǒng)的結(jié)構設計理論以及設計軟件往往達不到設計的要求，這就引發(fā)了對新型建筑結(jié)構設計軟件的需求。綠色建筑結(jié)構的力學模型極其復雜，很難完全把握結(jié)構構件的應力情況，這種情況導致了設計中很難精確地對綠色建筑結(jié)構目標進行效果分析。相關研究人員、學者應當加強這方面的研究，開發(fā)更加先進的綠色結(jié)構建筑制圖軟件。

結(jié)語：

隨著我國社會經(jīng)濟水平地不斷發(fā)展，社會環(huán)境隨之改變，各行各業(yè)競相進行理論和技術的創(chuàng)新，綠色建筑的結(jié)構設計工作當然也不例外。要想設計高效的綠色建筑結(jié)構，不僅要求對以往綠色建筑的設計實踐進行歸納和分析，還要求結(jié)合當下國際上先進的設計理念，對建筑結(jié)構設計進行創(chuàng)新，從而最大限度地滿足綠色、可持續(xù)發(fā)展的要求。綠色建筑的結(jié)構設計作為綠色建筑整體設計的關鍵環(huán)節(jié)，必然呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢。綠色建筑的結(jié)構設計者在遵循相關建筑規(guī)范標準的條件下，要有與時俱進的綠色理念，不斷探索，創(chuàng)新更加綠色的建筑結(jié)構形式，打造綠色建筑結(jié)構體系。