生態(tài)環(huán)保理念下的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究

劉 波

在綠色建筑研究以及建設(shè)的領(lǐng)域中，首要考慮的是如何在建筑建設(shè)過程中更好地保護(hù)環(huán)境，使生態(tài)建筑最大限度地減少對(duì)人類生存環(huán)境和人們身體健康的不可逆影響。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家綠色建筑大都利用太陽(yáng)能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)其在節(jié)能及環(huán)保減排等方面的目標(biāo)。隨著國(guó)家區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的高速發(fā)展，一些區(qū)域的生態(tài)環(huán)境問題顯得更加嚴(yán)峻與突出，建筑工程環(huán)境保護(hù)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(xiàng)目還處于初級(jí)階段，在建筑物整體設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)布局以及建筑質(zhì)量技術(shù)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(guó)綠色建筑事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1 生態(tài)環(huán)保理念下的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是指通過結(jié)合國(guó)際建筑結(jié)構(gòu)能耗設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及相關(guān)節(jié)能規(guī)范，不斷總結(jié)優(yōu)化現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)耗能的設(shè)計(jì)思想，包括內(nèi)容體系以及整體設(shè)計(jì)方案，要求整體建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能夠滿足節(jié)約環(huán)保的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求，符合國(guó)際上建筑節(jié)能相關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)規(guī)范及節(jié)能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高現(xiàn)有建筑整體空間的功能性。設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要全面保證現(xiàn)有建筑工程的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性與安全性，按照可行性原則以及建筑經(jīng)濟(jì)性原則進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種建筑設(shè)計(jì)中普遍存在的質(zhì)量問題，并逐一進(jìn)行有效解決，盡可能合理地將有關(guān)綠色環(huán)保要求全面融入各種建筑設(shè)計(jì)分析中[1]。

2 生態(tài)環(huán)保理念下的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意義

隨著時(shí)代不斷深入發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)也越加意識(shí)到了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要性和緊迫性。建筑行業(yè)是當(dāng)前消耗土地資源數(shù)量較多的一個(gè)領(lǐng)域，將綠色建筑設(shè)計(jì)技術(shù)理念融入我國(guó)整個(gè)建筑行業(yè)，不僅可以為促進(jìn)我國(guó)生態(tài)綠色建設(shè)事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量，同時(shí)對(duì)于推進(jìn)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展也具有非常重要的價(jià)值。

綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工工作能夠更好地迎合目前社會(huì)發(fā)展的主基調(diào)，提升生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，保證人與自然環(huán)境的和諧共處。通過綠色建筑設(shè)計(jì)工作，可以保證資源的合理配置與使用，避免能源浪費(fèi)，有效控制成本，達(dá)到生態(tài)環(huán)保的目的。一般而言，綠色建筑使用的材料多為可再生的環(huán)保材料，在環(huán)境的保護(hù)和成本的控制上有很大優(yōu)勢(shì)，且在設(shè)計(jì)階段對(duì)建筑物的外墻結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)構(gòu)件以及各組成部分的組合方式進(jìn)行充分考慮，做到對(duì)自然環(huán)境的最大化保護(hù)。此外，在綠色建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)上，更好地與自然融為一體。越貼合自然的設(shè)計(jì)才能確保能源利用的最大化，資源投入的最小化。

3 生態(tài)環(huán)保理念下的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是城市建設(shè)理念下的產(chǎn)物，為更好地提升綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的生態(tài)環(huán)保質(zhì)量，需要堅(jiān)持以下幾個(gè)原則。

3.1 服從有統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)性原則

綠色建筑結(jié)構(gòu)是自然環(huán)境中的重要組成部分，為了使其在整體系統(tǒng)中發(fā)揮功能，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是使綠色建筑結(jié)構(gòu)與整體自然環(huán)境相匹配。不僅可以實(shí)現(xiàn)綠色建筑結(jié)構(gòu)與整體自然環(huán)境的協(xié)調(diào)匹配，而且還可以實(shí)現(xiàn)與整體自然環(huán)境中其他部分相互協(xié)調(diào)，使整體自然環(huán)境進(jìn)一步完善與優(yōu)化[2]。

3.2 遵循因地制宜的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

我國(guó)地廣物博，每個(gè)地區(qū)都擁有自己的文化特色，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員也要考慮到體現(xiàn)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑審美觀念的要求和文化傳承，使綠色建筑結(jié)構(gòu)更符合當(dāng)?shù)厝藗兊纳盍?xí)慣，在對(duì)房屋建筑進(jìn)行綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中必須依照因地制宜的設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)人員要對(duì)所要建設(shè)的建筑物類型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)研究，并在此基礎(chǔ)上與綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行融合，最大化地滿足人們的生態(tài)環(huán)保和宜居要求。

3.3 堅(jiān)持資源利用最小化原則

建筑行業(yè)是典型的高耗能行業(yè)，為了達(dá)到綠色環(huán)保節(jié)能的設(shè)計(jì)目的，設(shè)計(jì)人員必須充分考慮對(duì)各種建筑物建設(shè)資源的高效率、高質(zhì)量利用，盡最大可能減少對(duì)現(xiàn)有用地、現(xiàn)有自然資源以及現(xiàn)有綠化區(qū)域的使用。在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，工作人員在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)時(shí)需要結(jié)合建筑物在當(dāng)?shù)厮幍牡乩砦恢?、日照時(shí)長(zhǎng)以及清潔燃料設(shè)備等的基礎(chǔ)上進(jìn)行全方位設(shè)計(jì)，在節(jié)能最大化理念下使建筑物取得最好、最恰當(dāng)?shù)恼彰餍Ч粌H可以盡可能地節(jié)省電能，而且可以減少照明建材的耗費(fèi)，減少光污染，達(dá)到生態(tài)環(huán)保的目的。

3.4 遵循自然規(guī)律的原則

從自然界發(fā)展規(guī)律的視角去思考，建筑物建設(shè)本身就是對(duì)自然環(huán)境的一種“破壞”與“重組”，因此建筑設(shè)計(jì)工作人員要在維護(hù)自然生態(tài)環(huán)境為準(zhǔn)則的指導(dǎo)下去對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以盡量減少建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)自然環(huán)境的損害，并以與自然環(huán)境的和諧為準(zhǔn)則。

為符合這一準(zhǔn)則，設(shè)計(jì)工作人員必須要對(duì)建筑物的外墻結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)構(gòu)件以及各個(gè)組成部分的組合方式進(jìn)行充分考慮，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然環(huán)境的最大化保護(hù)。在綠色建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)上，需要更多地和自然融為一體，越貼合自然的建筑設(shè)計(jì)原則，越可以讓廣大使用者體會(huì)到綠色建筑設(shè)計(jì)的舒適程度[3]。

3.5 堅(jiān)持健康的原則

要想讓綠色建筑既不會(huì)對(duì)人的健康形成負(fù)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(huì)產(chǎn)生沉重抑郁的感覺，這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員在對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中充分考慮到其內(nèi)部照明系統(tǒng)、空氣流通程度、噪音大小、污水排放等多方面的便利性和節(jié)能性，使建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既符合當(dāng)?shù)厝藗兊膶徝烙^，又符合人們心靈上的感知和視覺上的新鮮感，打造一個(gè)適宜長(zhǎng)期居住的、優(yōu)美恬靜的生活空間。

3.6 遵循社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)原則

綠色建筑需要有大量現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)作為保障，而現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的使用需要大量資金的投入才可以實(shí)現(xiàn)，這就會(huì)影響到建筑物建設(shè)項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)效益。因此，為提高效益，建筑設(shè)計(jì)人員就必須在確保建筑設(shè)計(jì)品質(zhì)的基礎(chǔ)上調(diào)整預(yù)算，不僅全面考慮綠色建筑工程的建設(shè)成本，還要充分考慮到建設(shè)項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。只有這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)綠色建筑的生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)。

3.7 堅(jiān)持先進(jìn)性原則

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)的過程中要充分結(jié)合當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域技術(shù)水平發(fā)展的實(shí)際情況，對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須具備合理的前瞻性，同時(shí)還要充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)工作人員的創(chuàng)新性思維，多選擇對(duì)未來發(fā)展環(huán)境變化有利的建設(shè)性方法。除此之外，在進(jìn)行綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該在符合最基本建筑設(shè)計(jì)條件的基礎(chǔ)上預(yù)留一定的上升空間，這樣在后期改建與更換新設(shè)施時(shí)才能更加節(jié)能且省時(shí)省力，以提高建筑物的實(shí)用價(jià)值[4]。

4 生態(tài)環(huán)保理念下的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 降低維修成本

在生態(tài)環(huán)保理念下，綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須著重考慮以下兩點(diǎn):一是房屋的使用時(shí)間；二是房屋后期維護(hù)時(shí)間和成本。前者直接決定了房屋的使用性和穩(wěn)定性。要想延續(xù)房屋的使用壽命，后期的維護(hù)工作將會(huì)耗費(fèi)很大的成本，同時(shí)，房屋的維護(hù)工作在實(shí)施過程中還會(huì)造成房屋廢棄物的產(chǎn)生，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生污染或破壞。

為真正落實(shí)生態(tài)建設(shè)的思想，必須在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)的過程中特別注意建筑物的使用期限設(shè)計(jì)，在提高其使用期限的基礎(chǔ)上有效降低后期維護(hù)的時(shí)間和成本，從根本上節(jié)省資源。為了進(jìn)一步減少資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，需要設(shè)計(jì)工作人員做到對(duì)建筑物進(jìn)行科學(xué)合理的綠色設(shè)計(jì)，以此保證整個(gè)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(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展理念得到更加充分的體現(xiàn)，在進(jìn)行綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中需要盡可能地提升建筑工程的可改變性，優(yōu)化整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)，使后期維修工作的開展更為便捷，能夠在建筑結(jié)構(gòu)的可承受范圍內(nèi)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以此降低維修成本[5]。

4.2 建筑結(jié)構(gòu)形式以低碳環(huán)保為主

建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)的過程中要貫徹生態(tài)環(huán)保理念，以低碳環(huán)保為主，為了保證其能夠充分利用資源，避免出現(xiàn)能源消耗以及資源浪費(fèi)的現(xiàn)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(jù)最終分析結(jié)果選擇低耗能的結(jié)構(gòu)類型。同時(shí)，為了提升建筑物使用的多樣性，降低建筑工程的工程造價(jià)，最好采取彈性可變的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

4.3 采用綠色建筑材料

在綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中還必須兼顧建材的選用。通過選擇綠色環(huán)保的建筑材料才能真正迎合生態(tài)環(huán)境保護(hù)的設(shè)計(jì)理念，保證建筑物結(jié)構(gòu)節(jié)能保護(hù)工程建設(shè)的可操作性。目前，國(guó)家普遍倡導(dǎo)使用綠色環(huán)保型的工程建設(shè)材料，常見的節(jié)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(yōu)化綠色建筑結(jié)構(gòu)體系

貫徹生態(tài)環(huán)保的宗旨還必須對(duì)綠色建筑結(jié)構(gòu)體系加以建設(shè)，在開展建筑物架構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，不可忽視建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，并且需要根據(jù)建筑工程的要求選擇材料消耗量最少的結(jié)構(gòu)體系，使其能夠滿足建筑功能、空間設(shè)計(jì)等各方面的要求。當(dāng)完成不同的建筑任務(wù)時(shí)，必須選用不同的構(gòu)造系統(tǒng)，高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也必須使用鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，或者鋼筋混凝土構(gòu)造系統(tǒng)。為適應(yīng)中高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)高強(qiáng)的需求，常需要工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員將砼構(gòu)件的豎向結(jié)構(gòu)進(jìn)行斷面優(yōu)選，另外大跨度結(jié)構(gòu)水平構(gòu)建時(shí)也必須進(jìn)行斷面優(yōu)選設(shè)計(jì)。

4.5 減少施工能耗

生態(tài)環(huán)保理念下，綠色建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，在保證建筑工程質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)減少能源消耗、降低環(huán)境污染、貫徹生態(tài)環(huán)保理念的目標(biāo)。因此，需要充分分析建筑工程項(xiàng)目各個(gè)組成部分，控制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的施工能耗。為促進(jìn)建材行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，企業(yè)必須在建筑施工中多利用新能源，并盡量減少對(duì)不可再生能源的利用，以此實(shí)現(xiàn)成本投入的減少，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。生態(tài)環(huán)保理念在綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不僅大大改善了生態(tài)環(huán)境況，還使得建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需的投入資金有效減少，具有一定的經(jīng)濟(jì)性[6]。

4.6 設(shè)計(jì)周圍環(huán)境

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中還需考慮到建筑物噪音對(duì)周圍環(huán)境的影響問題，為了確保人們更好的生活環(huán)境，需要優(yōu)化噪音屏障系統(tǒng)，降低噪音污染。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員需要對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)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(jù)具體情況設(shè)計(jì)建筑方案，在提高隔音效果的同時(shí)有效降低噪聲屏障系統(tǒng)的建設(shè)成本。在設(shè)計(jì)綠化帶的過程中需要重視對(duì)植物的選擇，相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，不同植物有不同的降噪效果，因此在進(jìn)行綠化帶設(shè)計(jì)時(shí)可以選擇吸聲降噪類植物，減低建筑周邊環(huán)境的噪聲。

在開展綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，建筑的景觀設(shè)計(jì)也是一種新型建筑設(shè)計(jì)形式。通過適當(dāng)增加綠色房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的園林綠化設(shè)施，提高房屋建筑的居住舒適度。例如，在進(jìn)行建筑項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)時(shí)，要求建筑設(shè)計(jì)工作人員必須對(duì)所在地的氣候環(huán)境、地理特征等加以了解，根據(jù)整體設(shè)計(jì)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)性需要做出適當(dāng)?shù)目紤]，以便更好地實(shí)現(xiàn)住宅建筑外形和自然環(huán)境的融合[7]。通過在房屋建筑過程中增添綠化風(fēng)景，還可以提高房屋居住環(huán)境的舒適度，進(jìn)而減少對(duì)土地的閑置、浪費(fèi)，促進(jìn)了綠化生態(tài)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展。

4.7 節(jié)能設(shè)計(jì)

為了進(jìn)一步落實(shí)建筑生態(tài)保護(hù)的設(shè)計(jì)理念，減少建筑能耗花費(fèi)，需要促進(jìn)節(jié)能施工技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的有效運(yùn)用。應(yīng)用節(jié)能工程技術(shù)時(shí)，必須要求工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員按照具體要求進(jìn)行合理規(guī)劃，嚴(yán)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(xiàn)節(jié)能性。同時(shí)，建材選擇節(jié)能環(huán)保材料，不僅實(shí)現(xiàn)了材料成本控制在后續(xù)建筑主體的使用過程中，優(yōu)越的保溫性能也能更好地對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行有效控制，避免能源浪費(fèi)[8]。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，建筑工程的數(shù)量將不斷增多，因此為了推動(dòng)建筑工程的可持續(xù)發(fā)展，需要重視建筑工程中的能源消耗問題，將生態(tài)環(huán)保的理念貫穿于整個(gè)綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使其在提升建筑工程質(zhì)量的同時(shí)，減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象，從而達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的，為建筑工程及其生態(tài)環(huán)境保護(hù)的發(fā)展提供重要保障。