绿色建筑的结构设计方案

【摘 要】近年来绿色建筑在国内建筑结构设计上得到了蓬勃的发展,倡导绿色建筑的目的在于为人们提供更为健康、适用和高效的空间,实现人与自然的和谐共生,本文首先简单阐述绿色建筑节能设计方案涉及的内容,分析我国发展绿色建筑的紧迫感,接着从笔者的工作经验出发谈了绿色建筑结构设计的总体思路和结构设计方案的设计因子.望能对工程实践起到一定的指导作用.

【关 键 词】绿色建筑；节能；设计方案

一、绿色建筑节能设计方案涉及的内容

随着社会经济的发展,能源的利用越来越多,对环境的污染也越来越严重,从当前我国国情出发提出了节能减排的总体要求,对于建筑这个高耗能的行业更是值得关注,为此从保护环境,节约能源,维持人与自然和谐发展的角度出发,提出发展“节能省地型住宅和公共建筑”的要求,即大力发展绿色建筑,其设计方案中应从节地、节能、节水、节材与保护环境等几个重点内容出发,目的在于保证建筑的可持续发展,倡导具有当代中国特色的、可持续发展的绿色建筑理念.涉及到：建筑体形、建筑物的朝向、建筑物的平面布置、外墙、建筑物的门窗和屋面等每一个建筑结构设计方案.

二、绿色建筑结构“绿色”的总体设计

总体设计绿色建筑的全过程之中,涉及到建筑、土地、活动和生态环境等等的整体布局问题,包括尽量节约和充分利用土地资源、“绿色”组织建筑与施工场地、提高建筑布局的高效率、将对环境的影响降至最小、营造舒适且健康的基地微气侯环境等.

三、优化绿色结构系统的选择与设计

大量的工程实践经验表明,建筑的结构设计对建筑的生态和能源消耗影响重大.事实表明,科学合理的结构设计,建筑的形象能够得到很大的改观,同时建筑全周期成本能够有效的降低,结构的合理化还有效地提升了建筑的稳定性和建筑的使用寿命.从另一个角度思考,建筑的发展离不开建筑结构提升,新的结构的出现与应用让人们对建筑的认识深度有了进一步的加深,笔者认为对于绿色建筑而言,进行结构系统设计的目标在于“长寿、灵活和高效”的结构形态.从目前的技术能力和发展来看可以借助于以下两个方面来实现：一个是对结构方式进行科学合理的选择,总的来说从建筑的使用功能、空间要求来综合考虑科学、合理的选择；另一个是对已经选择的结构形式进行设计上的优化,通过优化使得结构的灵活性和耐久度得到进一步的提升.

1.结构方式的选择

（1）结合使用功能和空间需求选择结构方式.

（2）从节约能源、资源角度选择“轻质低耗能结构”,轻质低耗能结构包括一般的轻质结构：术结构、轻钢结构等,也包括出现的新结构形式,如张力穹窿、张拉膜结构等形式.

（3）基于耐久性和灵活性选择“弹性可变结构”,结构布置灵活的建筑物,可以适应不同功能的变化,从而大大减少了维修和拆建时所消耗的能耗,节约投资成本.罗杰斯曾说过,一座易于改造的建筑才会拥有更长的使用寿命和更高的使用效率.具有弹性可变结构的建筑系统,为以后的设计留有余地,因而这样的结构系统是可持续的,有利于资源高效利用.

2.结构方式的优化设计

对于一个结构构造系统或其构件来说,在理论上存在一个临界点.当设计方案未达到这个临界点时,系统或构件不能发挥其最大效益,导致不经济.而当设计方案超过临界点时,系统就会失效,结构就会坍塌.因此,优化就是寻找这个临界点的一个狭小的区域.主要应注意以下几点：

（1）传力效能——结构轻量化；

（2）提高材料效能；

（3）结构构件的工业化和标准化；

四、绿色建筑的设计方案中的因子分析

从节约资源和能源出发,着力点可以从以下两个方面实施：

（1）大力实施节能的策略

该部分内容包含设计节能和使用节能两个部分内容,前者主要指的是在进行建筑系统的设计上多采用节能设计技术,例如在设计上从节能的角度做好建筑的总体布局、外维护结构、材料选择等等；后者的重点在于在建筑的使用过程中进行有效的能源利用和管理,促使建筑生态化和智能化.

（2）利用自然、可再生能源的技术应用

使用太阳能、风能等自然能源和可再生能源是节能减排的需要,同时新能源的使用能够有效地减轻能源压力,提高能源的利用效率,实践表明,节约能源与有效利用能源的设计,首先应该建立体系化的节能概念,重点应从“设计”和“使用”两个视角全面地控制资源的消耗与污染的排放.

绿色建筑在设计上应该与自然协调共存,这正是“绿色”的内涵所在,具体在实现途径上有以下几个方面：

（1）节能.充分利用自然资源和可再生能源,从具体的设计上看,其设计的内容主要涉及从工程项目的实际场所出发进行设计,充分利用地方气候特征进行建筑设计；

（2）减排.建筑的设计应具有可持续性,应尽可能地减少建筑设计、建设、使用过程对自然的污染,这里包括了新型绿色健康建材的选用、新技术的应用等等.

3.人性化设计

绿色建筑设计中一个重要的方面就是考虑业主的因素,要充分体现人文关怀.

（1）从人体舒适度和人体工程学的角度对建筑设计进行思考,提供高舒适度的居住环境,包括舒适的室内、室外空间和微气候环境.

（2）要充分考虑建筑物的使用人群,有针对性的进行健康方面的设计与引导,确保业主在使用过程中身心愉悦、健康.

（3）设计上要留有进一步调节和变更的空间,千篇一律并非能够满足所有用户对居住环境的需求,为此,我们应在设计上应具有可调节性和可变更性,便于用户来对自己的居住内部环境参数进行调节和控制,体现的正是一个重要的人性化设计.

五、结束语

绿色建筑的结构设计给设计人员提出了更高的要求,在建筑结构方案的设计上一定要从节能、生态、经济等角度优选方案,通过对经济、技术和资源的对比分析,得出最优的绿色建筑结构设计方案.