绿色工业建筑设计在钢结构设计中的运用

彭梦佳

摘要：本文围绕钢结构设计展开论述，分析绿色建筑设计在此方面的运用情况。绿色建筑设计是新时代可持续发展的必经之路，其能够有效控制资源和能源两个方面，并有效保护自然环境，具有巨大的经济效益与生态效益。文章对绿色建筑设计作以简单分析，指出其多方面的优势。基于此，围绕建筑外部设计与其对自然光与自然风两个方面阐述具体的运用情况。

关键词：绿色工业建筑;建筑設计;钢结构设计;运用

钢结构建筑是绿色建筑的一种体现，其在我国起步较晚，相关设计及材料的使用不够成熟，致使其无法实现经济效益与生态效益最大化。而随着绿色工业建筑的逐步推进，钢结构建筑又迎来良好的发展机遇，设计人员需要依据绿色建筑的设计理念进行设计，将其合理运用至钢结构设计中，充分发挥其经济效益与生态效益。本文就此展开探讨。

一、绿色建筑设计

绿色建筑是基于可持续发展理念与低碳理念所提出的，其注重对建筑整体的设计与材料的优化，运用巧妙的设计，将建筑融入自然，既满足人们的生活需求，又不破坏自然生态平衡，具有十分可观的发展前景[1]。对于此方面钢结构的设计主要包含两个方面，第一，节能材料的使用;第二，环保材料的使用。随着绿色建筑的迅猛发展，钢结构设计中运用了大量的节能环保型材料，并对光能、风能充分利用，在保证建筑基础性能的前提下，减少了能源资源的消耗，提升了建筑整体的舒适度，使得建筑与自然和谐相处，具有很高的经济效益和生态效益。这一设计是未来建筑领域的主旋律，具有巨大的潜在价值。

二、具体运用介绍

绿色建筑设计优势之多，将其合理运用至钢结构设计中，能够大大提升钢结构建筑的整体效益，不仅能够优化现有钢结构建筑的弊端，还能够增强建筑的各方面属性，以下介绍其具体的运用情况。

（一）外部设计

1.外墙设计

钢结构建筑的外部设计中融入绿色理念，既需要保证建筑外部的应有属性，例如，保温性能、防水性能、强度等等，为满足这一系列性能，通常选取一些保温性能较好的板材，同时，在建筑内部运用适量的混凝土。另外，现如今还会选择LBG金属饰面以及一些新型保温砂浆，充分利用新材料的性能，提升建筑整体的性能，而且，还减少施工期间的污染现象，是绿色建筑设计的重要体现。况且，这些材料的使用在一定程度上保障建筑外部的美观性，如图1。此外，通常还会选择加气混凝土，其具备一定的节水性能，减少了施工期间的水资源消耗量，符合绿色施工理念。有时为提升建筑外墙的各方面属性，以及其保温隔噪性能，将保温板材等材料应用于外部，例如，将LBG金属饰面应用于外墙设计，既保证了建筑外墙的性能，又防止低温损害墙体，能够减少外部环境骤变对内部的影响，提升建筑的舒适度。而这些材料属于绿色材料，将其应用于此，是建筑绿色设计的重要体现。

2.顶部设计

钢结构建筑顶部设计依然需要遵循绿色设计理念，运用绿色设计的方式。其与上述建筑外部设计有异曲同工之妙，运用绿色材料，并合理设计，要保证建筑顶部应有的属性，如，强度、保温性、防水性等等，这些均是基础，更是前提，在此基础上利用新能源。这就需要相关设计人员充分了解建筑需求与区域环境实况，做好实地勘察和分析工作，进而设计出绿色建筑。通常情况下，顶部设计选择30毫米的XPS倒置式，其具备一定的隔热性能。而为了将这一性能增强，依据光照特征，在顶部设计种植屋面，其不仅能够增强建筑的保温隔热性能，还增强了其美观性，如图2。在此基础上，设计人员将太阳能吸收装置安装于顶部，一方面能够减少光照过度对顶部板材及防水层的损坏，另一方面能够将光能资源充分利用，符合绿色建筑设计理念。如此及逆行顶部设计，既满足了建筑的保温隔热性能，又充分利用了可再生的清洁能源——光能，而且，种植屋面的设计又为建筑的外观增添一抹绿色，充分体现绿色设计之特点。数据表明，这种设计能够在夏季降低室内温度2-3℃，能够减少空调设备的耗能。

（二）对自然风与自然光的利用设计

钢结构的设计中融入绿色设计，其提倡借助自然、利用自然，达到与自然和谐共处的目的。以自然风的利用为例，通过优化钢结构通风部位的设计，充分利用自然风为室内提供舒适的环境，从而减少空调等通风设备的使用频率，达到节能的目的。在设计过程中需对建筑区域的风速作以考察，评判其前后压差以及放大系数。在此方面国家有明确的标准与要求，在设计过程中需严格遵循相关标准与要求。依据实地考察后，建筑区域自然风的相关数据，结合国家在此方面的规定与要求，合理设计建筑的窗口与通风孔，在此应注意的是要考虑到季节变换带来的影响，即自然通风不能仅满足夏季需求，还要考虑到冬季需求，这就需要处理好窗口与通风口的保温性能，选择强度高、严密性强、节能环保型材料，这样可以有效避免这些部位影响建筑整体保温性能，能够有效减少相关取暖与通风设备的使用[2]。此外，建筑的设计还需要考虑到其采光性能，自然光对建筑内外压差影响巨大，合理的采光设计能够促进建筑内外空气流动，提升其内部舒适度。况且，合理的采光设计能够直接减少建筑内部照明设施的使用，减少相关能源的消耗，提升建筑整体的经济效益。

三、结束语

绿色建筑设计时代发展的必然要求，其能够与自然和谐相处，并满足人们对建筑的基本需求，是未来建筑领域的主要发展趋势。对于钢结构建筑而言，其由于起步较晚，多项技术不够成熟，通过合理的运用绿色设计能够在很大程度上弥补这一系列不足，相关设计人员可将其运用于外部设计，如，外墙设计，顶部设计等等，同时，对自然风与自然光的利用设计，以此提升建筑整体的经济效益与生态效益。

参考文献：

[1]李永康， 白薇. 绿色工业建筑之钢结构单层工业厂房结构设计探析[J]. 建筑结构， 2016（S1）：584-587.

（作者单位：中衡设计集团股份有限公司）