办公楼绿色建筑结构设计的分析

2018-08-31林家民中机第一设计研究院有限公司安徽合肥230000

安徽建筑 2018年4期

林家民（中机第一设计研究院有限公司，安徽合肥 230000）

0 前言

资源的不断枯竭让全世界的各个行业都更加关注绿色的设计与发展，建筑行业也不例外。近些年来，人们对绿色建筑的设计越来越重视。一般来说，充分利用生态系统中的要素、尊重和符合生态系统规律、结合地域文化特色和自然条件进行设计的建筑就是绿色建筑。这样的建筑设计能够减小资源的使用，同时也能实现资源利用的最大化，符合我国的可持续发展目标和生态文明的建设。本文通过分析办公楼绿色建筑结构设计，为其他建筑结构的绿色设计提供参考。

1 选型分析

1.1 钢框架与钢筋混凝土组合的建筑结构

安全性以及耐久性是我国《绿色建筑评价标准》中建筑结构设计的最基本要求，也是进行绿色建筑结构设计的前提。在规范中，提出了4个建筑的结构设计，这其中，木质结构体系会消耗大量的森林资源，同时在进行办公楼的建设中，大量的木材并不方便搬运。在这样的条件下，钢框架与钢筋混凝土组合的建筑结构可以说是办公楼绿色建筑结构设计的工作人员普遍选择的一种方式。这样的建筑结构能够很好的满足办公楼建筑防震的需求，同时还会减少建筑对周边环境的影响。例如，北京的LG大厦塔楼在进行建筑结构设计时就使用了钢框架与钢筋混凝土组合的建筑结构，在地震影响的分析中，结果表明这样的结构具有极好的抗震优势。它的外围框架钢梁的尺寸为H903×304×15×20 和 H835×292×14×18。混凝土的强度为C60～C40。在利用实际地震波2条和人工地震波1条进行抗震性能分析时，数据结果小于《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定的容许值的1/100，证明了该建筑结构可以抵御8度设防地区的地震作用[1]。

1.2 钢筋混凝土框架与部分钢结构的建筑结构

钢筋混凝土框架与部分钢结构的建筑结构是上述建筑结构的改良，主要就是将钢框架结构与钢筋混凝土框架结构进行转变。这样的建筑结构能够在保留钢框架与钢筋混凝土组合的建筑结构优势的基础上，缩减钢资源的消耗。同时，由于有些办公楼建筑所在的地区环境绿化面积较大，所以钢结构很容易会造成腐蚀，增加办公楼建筑的维护成本，也使得钢框架的使用寿命大幅降低，不利于办公楼绿色建筑结构设计的展开。针对这样的情况，钢筋混凝土框架与部分钢结构的建筑结构就能够很好的弥补钢框架的不足。例如，广东省佛山市的建筑公司在建设某建筑总面积21511m2的办公楼时，考虑到周围大量的绿化面积和钢结构的防水工作，选择了钢筋混凝土框架与部分钢结构的建筑结构进行设计，以实现合理、经济、绿色、资源节约的目的。

2 设计要点

2.1 结合办公楼建筑实际条件进行设计

在进行办公楼绿色建筑结构设计时，首先要做的就是对办公楼的建筑进行实际的调查和分析。要针对不同地域的气候条件、办公楼周围的绿化条件、阳光直射的时长、强度与角度以及地区的特色文化等进行办公楼的建筑结构设计，同时，也要结合办公楼建筑设计的要求进行设计。例如，云南省昆明市在建设世博生态绿色中心办公楼时，就针对云南省的地理位置以及昆明市的四季如春、植物种类丰富、阳光辐射较强和气候干燥的特点，并依据《中国绿色建筑评价标准》中的要求，对中心办公楼进行设计。同时，由于世博生态绿色中心办公楼的特殊性质，必须要距离世博园较近，所以建筑设立在世博大道与穿金路的交叉位置，方便工作人员进行管理。

2.2 钢网架结构的设计与应用

钢网架结构也是办公楼乐色建筑结构的设计要点之一，尤其是对于办公楼建筑中的中庭屋盖部分，一些建筑设计师通常会因为建筑跨度和承重的问题而选择使用钢网架结构（如图）。如果使用钢筋混凝土的结构，则会因其重量较大导致办公楼建筑的其他结构的承重增加，降低了办公楼建筑的使用年限，同时也存在着安全隐患。利用钢网架结构则能够大幅降低屋盖的重量，减少办公楼建筑其他结构的负荷。例如，广州景林建筑安装工程有限公司在进行某大楼的设计时，就利用了钢网架的结构进行建筑中庭顶盖的设计，这样的结构除了减轻建筑其他结构的承重负担外，还因其轻盈和通透，使办公楼建筑的外观及内部结构更加美观。

钢网架结构

2.3 办公楼的外观美化设计

随着人们对于办公楼建筑的要求越来越高，在建筑结构设计中重视办公楼的外观美化设计也更加重要。一些建筑中，设计师通过对光影的分析和利用，让办公楼建筑物的外观更加富有魅力，人们的视觉体验能够随着阳光强度、角度的改变而发生改变。设计师要充分结合办公楼建筑的各个结构功能，进行设计外观的优化。建筑外形、门窗、屋顶等建筑的美化设计都是较为简单易行和直观的美化方式，尤其是门窗的设计，窗户洞口的大小、用材、形状比例等等细节的改变都能影响整个办公楼的外在美观程度。例如，广州的中盈广场办公楼就使用了玻璃幕墙的方式来美化办公楼的外观设计，运用大量的玻璃拼接，让建筑物的外观更加通透，同时能够实现阳光的最大程度利用，符合办公楼绿色建筑结构设计要求。

3 结构的优化设计分析

3.1 办公楼建筑用材的优化设计

办公楼绿色建筑结构设计中，最为重要的一项就是用材的优化设计，除了要使用绿色环保的建筑材料外，还要尽可能的实现建筑材料的节约使用。通过对办公楼建筑结构的设计和分析，对设计图纸进行进一步的优化，降低建筑材料的使用，让资源利用率达到最高，这才是办公楼绿色建筑结构设计的中心内容。例如，上文中广东省佛山市的建筑公司在选择了钢筋混凝土框架与部分钢结构的建筑结构后，针对图纸进行了用材的优化，通过调整次梁在建筑中的分布，将消耗的钢筋混凝土材料降到最低。这样的优化使得钢筋含量由原先的35.63kg/m2降低到33.40kg/m2，节省钢筋用量6%，同时，混凝土的用量也减少了8.8m3，降低了建筑的成本费用，实现了办公楼绿色建筑结构设计的目标。

3.2 办公楼建筑的环保和节能设计

在进行办公楼绿色建筑结构设计中，除了要把控建筑材料是绿色环保之外，还要将环保与节能的原则体现在办公楼的功能设计中。通过节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、室内环境质量这些项目的设计控制，实现办公楼绿色建筑的三星设计控制[2]，达到办公楼绿色建筑结构设计要求的最高标准。例如，深圳市的NEO绿景广场办公楼在设计时就将办公楼周围的绿化也同时进行了设计，室外的环境良好，同时由于使用了玻璃幕墙，所以在室内也能看到室外的绿化景观，光线充足明亮，室内环境的质量得到了优化。通过最大程度的利用阳光光能与热能，调节室内的亮度与温度，实现了能源的节约与控制，符合办公楼绿色建筑结构设计的要求。