探究低碳环保理念下的高层建筑结构

方万灵

（广州市设计院， 广东 广州 510620）

0 引言：

随着社会的高速发展，人们逐渐开始忽视环境保护，导致环境急速恶化，人们在被恶劣的环境摧残得快体无完肤时，这才逐渐意识到环境对于人类的重要性，开始对低碳生活充满了向往。国家在发展战略上也开始强调低碳环保的重要性，因为只有践行低碳环保的发展理念，我国的经济才能得到进一步的发展，于是国家在各领域推广低碳发展理念，在高层建筑领域，高层建筑结构设计的核心已经发生转变，结构设计开始以低碳环保理念为根本进行进一步改进。

1 低碳环保理念下的绿色高层建筑结构设计内容

1.1 绿色高层建筑结构设计

社会经济的快速发展使人们的生活水平质量得到大幅提高，根据我国国情，国家在近几年开始大力向全国人民推广低碳生活的理念，随着人们对低碳生活的深入了解，生态环境问题得到人们高度重视，绿色高层建筑结构设计是在高层建筑结构设计的相关标准和规范下，推出的更具实用性与先进性的设计理念，是一种更科学的建筑结构设计，大大提升了建筑整体的使用性能，在进行绿色高层建筑结构设计时，要始终遵循高层结构设计经济性和可行性的原则进行设计，保证建筑本身的功能性以及实用性，在结构设计过程中根据实际情况及时修改，确保工程的整体完成水平。

1.2 绿色高层建筑结构设计优化重要性

绿色高层建筑结构设计对施工技术与施工材料都提出了较高标准，绿色高层建筑结构设计的成本相对与传统设计更高，在结构的设计过程中，在满足基本结构建造要求的基础上，尽可能减少使用会对环境造成污染的材料，优化结构设计，提高高层建筑用料的合理性，能够有效提升各类资源的使用效率。

1.3 结构体系、结构构件优化设计

结构优化是建立在能够保证建筑结构的安全性和持久性的前提下，对于结构设计的改革，设计人员需要严格按照建筑结构设计的规则进行设计，根据不同的建筑形体进行不同的结构的设计，根据高层建筑的功能以及特点，进行绿色结构设计的替换，高层建筑的外部结构，也要在节约资源的前提下合理利用资源，由于高层建筑中混凝土结构的竖向构件和水平构件需要进行优化，才能达到高强度的使用要求，因此，在设计高层混凝土的结构时，要进行材料的合理运用，如粘结预应力梁、无黏结预应力混凝土楼板、现浇混凝土空心楼板等，在低碳环保理念下实现更环保的结构设计。

2 低碳环保理念下高层建筑的结构设计要点

2.1 对建筑材料进行合理选择

选材是建筑的根本，好的材料能够打造坚实的地基，高层建筑才会有所保障。合适的建筑材料是指在低碳环保理念下，强度和弹塑性能够满足建筑需求的材料，高层建筑材料的强度和弹塑性起到防震作用，因此选材不可马虎，否则不能起到解决高层建筑防风抗震这一最核心问题的作用。高层建筑的外部构造是建筑的重要部分，外壳耗能大，是整个建筑耗能的四分之一，采用钢筋混凝土和剪力墙的高层结构设计，采用质地很轻且隔热效果好的材料，但抗震效果并不理想，传统材料的性质很可能会影响外墙寿命，所以，在选材时要同时考虑抗震能力与保温隔热效果，选用既能够承受住外部装饰等的配置，又具有较好的抗震效果与保温隔热作用的材料，建筑材料一定要满足高层建筑的性能需求，在此基础上尽可能做到低碳环保。

2.2 选择合适的建筑形体

大多数的高层建筑采用形体较小的建筑结构，有效地节约了土地资源，增加了建筑的有效面积，能够降低内部各类管道的使用成本，减轻建筑内部各类设施的运作压力，节省了经济输出，外表多为光滑流畅的结构设计，能够降低整体及局部的风压体型系数，因此高层的建筑形体设计多运用小巧光滑等特点。

2.3 对自然资源进行充分应用

太阳能是可再生资源，是大自然赐予我们的宝物，在低碳环保理念的实践中太阳能占据着举足轻重的地位，对太阳能的开发与利用还在不断地深入，相应技术在不断地创新与发展，因为这是为数不多的清洁能源，对环境没有任何污染。高层建筑中的太阳能热水器设计构造较为复杂，但随着楼层的升高，太阳能也能得到充分地利用，不仅是在向居民提供热水方面，对于其他与光能、热能有关的高层建筑结构设计中也有不同的用处。

3 低碳环保理念下的高层建筑结构设计理念

3.1 高层建筑结构设计的经济性、可行性与安全性

高层建筑的出现是出于人们的需要，因此，建筑的实施要考虑其经济性与可行性，对高层建筑进行设计，是因为要考虑土地等资源有效利用与节约，越来越多的高层建筑成为人们的避风港，那么其中的安全性最为人们所关心，高层的结构设计需要让人们感到舒适，发挥其经济能力，并且要让建筑工程师认为切实可行，高楼大厦的广泛启用为人们提供了便利，也提高了对于建筑结构设计与施工的难度，低碳环保的理念下，我们对于高层建筑的结构设计理念又提出了新要求，为满足新时代的需要，这更需要顶尖的技术人员进行精密的设计与指导。

3.2 合理利用概念设计

概念设计是对结构分析与设计整体把握，是高层建筑结构分析与设计的灵魂所在，在对抗震能力进行全面测评以及工程师的结构设计后，进行科学的有效的整体布置，形成系统的设计方案，对结构进行准确地敲定。在建筑方案的制定初期，可以运用于平面布置阶段，避开不利于抗震的位置，在选取材料的过程中，对建筑结构的承重能力进行反复确认，确保其抗震性能在建筑标准范围内，通过概念设计的具体分析，做出适当调整与改进。

3.3 充分实现高层建筑的结构延性设计

高层建筑的延性是抗震能力的决定因素，高层建筑的延性主要从材料、构件、结构三个方面体现出来，高层的钢结构塑性极好，无论是水平方向上还是竖直方向，都有着非常好的抗风抗震能力，与钢筋混凝土不同，属于一种极好的结构延性体系，符合高层建筑安全性的结构标准，目前，由于高层的钢结构性能较好，造价也比较高，因此在高层建筑中没有得到广泛应用。人们对于高层建筑的需求每日剧增，国家对建筑行业也提出了更高的标准与要求，使得建筑行业的技术人员正在全力寻找延性好，造价相对较低且符合环保标准的建筑材料，想办法通过改善传统的结构设计提高高层建筑的抗震能力，否则很难保证高层建筑的安全性。

4 结语

综上所述，高层建筑不仅可以有效节约土地资源，还可以对其他资源尽可能地进行节约。绿色建筑结构设计是大势所趋，高层建筑结构的设计过程应该遵循低碳环保理念，在高层建筑的质量有所保证的前提下，积极应用新型技术与新型材料，充分在基础结构优化、结构构件优化、结构体系优化方面进行反复考量，提高结构设计的实用性和可行性，减少不必要的资源浪费以及对环境造成的破坏，使高层建筑充分发挥其功能性与环保性，实现结构设计的进一步突破。