绿色建筑在结构设计中的应用分析

文/罗凤　沈阳华新国际工程设计顾问有限公司　辽宁沈阳　110000

建筑结构的设计具有一定的系统性，可以说，结构的设计质量直接影响建筑物的使用寿命，与建设施工和使用人员自身的财产安全、生命安全具有很大的联系，同时，还直接影响建设单位与设计企业的发展，对企业本身的经济效益造成影响。所以，有关设计人员要严格按照设计规范进行，运用设计原则，用科学有效地设计方法对结构进行设计，促进设计质量不断提高，延长建筑物的使用寿命。

1、结构设计中应用绿色建筑的要点分析

一是，加强资源利用。绿色建筑在最初设计中的原因在于充分地对可再生资源进行运用。例如自然界的光，在实施绿色建筑的设计时，要对光能发电进行充分利用，不但可以对大量的电能进行节约，还能保障居住的健康性。绿色建筑在结构设计中的应用，所有设计环节中都要对水资源进行合理化地运用，例如引进比较先进的污水处理工艺以及废水合理利用的技术等，降低对于水资源造成的浪费。二是，实现因地制宜。受到气候差异的影响，不同地区中绿色建筑在机构设计中的运用也就不同。建筑设计要和当地气候环境以及地域条件进行有效结合，合理运用自然的采光和通风条件，被动式地制热和制冷，降低所造成的能源消耗以及污染问题。

2、绿色建筑在结构设计中的具体应用

2.1　对结构方案的设计进行优化

2.1.1　选择高标号和高强度的建筑材料

选择高强度和高标号的材料多用于轴网较大、荷载较大及高层的建筑结构。这些建筑都有底层墙、柱具有较大荷载的特征，首先建议采用C45级及以上的混凝土，合理的运用多种标号、逐步递减混凝土标号的方法。如此一来，构件尺寸有所减少，增大了建筑的可利用空间，还降低了构件混凝土的用量，工程成本较之前也没有太大的变化。再之，梁、板和柱运用的受力钢筋建议采用400MPa及以上的钢筋。当受力钢筋为HRB335级钢筋与HRB400级钢筋进行比较，HRB335级钢筋的抗拉强度为300N/mm2，而HRB400级钢筋的抗拉强度为360N/mm2，后者强度是前者强度的1.2倍，由此可以看出：运用HRB400级钢筋，可以大大节省钢筋在工程上的用量。

2.1.2　运用高性能的混凝土和可利用可再生能源

在建筑工程的结构设计中，混凝土要选择高标号的材料，与此同时，还要掺加高效的外加剂和矿物细掺料，以此对水泥原材料进行替代。充分利用粉煤灰和矿渣与工业废料对搅拌混凝土当中的水泥骨料进行替代。如果建筑物地区具有较多的可再生水资源储备，就可以选择再生工业水和再生雨水养护混凝土和冲洗混凝土的运输车等，对混凝土的骨料级配进行优化，运用超塑化剂，降低减水剂等方面的添加剂，得到对城市饮用水资源的利用。

2.2　细部构造设计分析

建筑物的凹凸拐角位置和交接节点等地方非常容易出现冷桥的为题，其所造成的影响比较大，会增加能源的消耗量，甚至还会造成结露和透露的问题。对于这一现象而言，相关人员在建筑物的结构设计过程中，要加强对于结构构件在布置上的调整，并对建筑作法进行完善进而避免。除此之外，对于过梁和圈梁与嵌入墙体中的梁端部等和外界直接接触的部位，运用外包珍珠岩或者是抹保温砂浆的技术进行改善。

2.3　土建施工和装修的应用分析

对于绿色建筑而言，绿色施工是非常重要的，只有比较完美的绿色施工才可以对“绿色建筑”的整体质量进行保障。“绿色建筑”是“绿色设计”和“绿色施工”共同实现的，相辅相成。工程在施工过程中要对可能存在辐射性与污染性的材料详细检测，经检测合格之后就可以运用，控制好所用建筑材料对于人体产生的危害。可有运用土建和装修工程统一化的设计进行施工，事先统一建筑构件方面的孔洞预留与装修面层的固定件预埋，防止在装修施工过程中对时已有的结构构件进行打凿和穿孔，不但促进了结构安全性的提高，还降低了噪声与建筑垃圾的出现，此外，对工期有所缩短，并减少了装修成本。

2.4　设计的使用时间

建筑物在建造的过程中不但需要很多原材料和人力与物力，与此同时，需要的施工时间也非常长，普通建筑物在建筑时间上都超过一年，高层与超高层的建设时间高达1-5年，在施工当中，施工设备与施工作业会或多或少地影响建筑物的使用年限，对其的拆除与清理，还会造成环境的二次污染，需要花费较多的人力与物力，因此，要求设计者在功能定位与选址的过程中保障论证充分，科学地选择建筑地址，能够促进耐久性设计的不断提高，还能促进试用年限的提升，使得建筑物使用寿命的延长，利用比较少的资金，促进试用年限的提高，在保障环境与可持续发展上获得较好的效果。除此之外，还能通过结构优化建筑功能，比如，在高层建筑的设计过程中，把当中一些荷载数值进行合理地调高，如此一来，可以对建筑物品质进行改善，还能适应其功能的变化，进而符合现阶段人们对于建筑物提出的合理需求。

2.5　结构的选型和布置

对于结构的选型和布置，需要结合其特点进行，例如，地下结构需要注意对空间利用率的提高，运用混凝土结构自身的比热容对温度进行调节，对结构不断优化，让其更加简洁和美观，同时，还能促进材料利用率的提高，促进抗震性能的提高，并减小温度的应力影响；此外，在基础选择方面还要彰显绿色建筑理念，满足结构承载力的基础上，选择施工技术较简单和低能耗的材料以及造价比较低的形式，这是绿色建筑发展和节能环保的重要方法。现阶段，广泛运用的结构形式主要有钢结构和混凝土结构与砌体结构，还有其他一些新型的结构样式。其中，小钢结构的优势是指结构构件是由工厂加工所完成的，不需要模板和支架等设施辅助，建筑的垃圾也比较少，同时，还要保障施工现场的清洁和卫生，对于产生的有害气体与有毒物质等，比如在喷底漆与防火涂料中，也是会产生挥发性的物质，所以，要和工程的具体情况进行结合，比较好的方法就是对高强螺栓进行连接。

结语：

综上所述，对于建筑设计而言，已经逐渐加强了对于新型材料和环保设计的重视。资源消耗少和污染较小的建筑物能够彰显现代建筑物本身的时尚理念，随之，绿色建筑的理念已经深入人心。大多数建筑项目在工程开展的过程中，融入绿色建筑的理念，为节能减排做好保障。

参考文献：

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[2]刘丽妍.哈尔滨市绿色建筑节能设计评价研究[D].东北林业大学,2016.

[3]陈晓晴.BIM技术在钢结构设计中的应用及子结构分析方法研究[D].天津大学,2016.