生态环保理念下的绿色建筑结构设计探究

生态环保理念下的绿色建筑结构设计探究

关智艺

佛山市顺德建筑设计院股份有限公司  广东省佛山市  528300

摘要：社会经济的发展，促进了我国建筑行业的发展，绿色建筑工程建设越来越受到重视。传统建筑施工中，巨大能源消耗严重浪费资源，且对环境造成污染。侧重节能环保的建筑施工理念，旨在利用可再生能源、保护环境，维持生态平衡的绿色建筑，符合可持续发展战略目标。文章首先分析绿色建筑理念在结构设计中的体现，其次探讨生态环保理念下的绿色建筑结构设计路径，从而推动建筑施工环保性、可持续性发展，也能够积极应对全球能源危机，助力建筑行业健康发展。

关键词：生态环保理念；建筑结构；设计

引言

随着城市化进程的加速，城市土地资源日益紧张，高层建筑成为解决人口密集居住问题的有效途径。同时，人们对居住环境的品质要求也越来越高，住户不仅关注室内的舒适度，还对建筑的能源消耗、环境影响等方面提出了更高的要求。绿色住宅建筑强调在建筑的全生命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间。其发展趋势表现为采用更加先进的节能技术、绿色材料，以及智能化的管理系统，以实现建筑与自然的和谐共生。

1绿色建筑理念在结构设计中的体现

在绿色住宅建筑中，节能材料的应用越来越普遍。例如，使用加气混凝土、保温隔热性能良好的新型墙体材料等。这些材料的密度、强度等性能与传统材料有所不同，在结构设计中需要充分考虑其对整体结构受力的影响。节能材料的应用可能会改变结构的自重和刚度分布，从而影响结构的抗震性能和稳定性。另外，为了实现自然采光和通风的最大化，结构布局需要进行相应的优化。例如，减少结构构件对采光面的遮挡，可能需要采用较薄的结构梁或特殊的结构形式。在通风设计方面，合理设置通风管道和开口，可能需要在结构中预留孔洞或采用特殊的结构构件来保证通风效果。同时，自然采光和通风的要求也可能会影响结构的抗风性能，需要在设计中进行综合考虑。

2生态环保理念下的绿色建筑结构设计路径分析

2.1绿色建筑采光布置

实现节能减排、提高居住品质的绿色建筑采光布置。首先，施工人员应该选择低反射率的材料，避免光线传输中的损失，且能够在炎热季节遮挡部分太阳辐射热，降低空调使用频率。随着科学技术水平的提升，绿色建筑中普遍采用自洁功能的玻璃材料，能够自主分解附着在结构表面的污渍，确保玻璃材料更加干净，从而提高绿色建筑采光效果。同时，根据外界光线强度、温度以及内部人员活动等的智能遮阳系统，作为绿色建筑采光布置的关键要素，综合各个要素自动调整设施的开合程度，达到准确遮阳的效果。施工人员连同建筑智能化系统进行作业，实时采集并传输各项运行参数，经由先进控制算法推动遮阳系统按照既定阈值节能运行，避免人工干预，高效管理。随着绿色建筑长时间使用，具有远程监控、故障诊断作用的智能遮阳系统，能够迅速找出结构运营中存在的问题，及时通知相关人员妥善应对，确保系统始终保持安全运行状态。最后，在绿色建筑采光布置之前，最关键的就是光环境模拟与优化。施工人员利用专业光环境模拟软件全面评估建筑采光性能，集中各个时间节点、天气环境等，精准预测室内光线分布情况。整合模拟结果，优化调整窗户部位、大小、形状等，切实可行的采光布置方案更能够确保室内光线舒适、均匀。

2.2加强抗震设计

设定合理的抗震性能目标是抗震设计的首要任务。建筑的重要性、使用功能以及所在地的地震危险性等因素都应被充分考虑。对于住宅建筑，需要根据其使用功能和人员密集程度确定相应的抗震要求。合理的抗震性能目标不仅明确了结构在不同地震水准下的损坏程度，还对变形控制提出了具体要求。这意味着在设计阶段，工程师就能预估建筑在地震中的表现，从而采取针对性的措施，确保其在地震中的安全性和可用性。抗震构造措施的强化是提升建筑抗震能力的重要手段。梁柱节点作为框架结构中力的传递枢纽，其承载能力和抗震性能直接影响着整个结构的稳定性。通过增加节点区的箍筋数量、优化钢筋布置等方式，可以显著提高梁柱节点的抗剪能力，避免节点在地震作用下过早被破坏。剪力墙边缘构件在剪力墙结构中起着关键的约束作用，加强其配筋和构造要求，能够增强剪力墙的延性和耗能能力，使结构在地震中更好地吸收和消耗能量。此外，箍筋加密区范围的扩大和纵筋配筋率的提高，也有助于增加结构的整体性和抗震能力，防止结构在地震作用下发生脆性破坏。

2.3自然通风与节能施工

在绿色建筑结构中，自然通风与节能施工作为必不可少的部分。其中，以穿堂风为主，能够利用室内与室外温度差，通过流动的空气确保室内环境更加洁净，提升居住空间舒适性、健康性。施工人员在穿堂风节能施工过程中，前期必须与设计师深度沟通，根据建筑布局、朝向等将主要房间与公共空间等结构主体，更好朝向主导风向，才能够形成穿堂风；确定绿色建筑窗户开口部位与门洞大小等，为室内外空气充分流动奠定坚实基础。对于穿堂风流通形式来讲，主要以窗户剖面开口形式息息相关，必须要求施工人员根据实际情况开展自然通风设计与建设。施工单位需选择多名专业人员，组建成专门的施工团队，完全落实设计放线细节，确定建筑开口的正确位置，保持良好的气密性。窗户、门洞等作业时必须选择高质量的密封施工材料，降低漏风几率。除此之外，为达到良好的自然通风效果，施工团队还需要以建筑外围护结构为主，提高保温性能，避免较大温差带来严重的热量传递损失。通过穿堂风施工措施，一方面能够营造良好的室内环境，控制建筑能源消耗。另一方面也能够避免空调、暖气设备同步运行，符合节能减排的施工标准。

2.4绿色屋顶的防水与承重设计

绿色屋顶的优点众多，如出色的保温隔热性能和有效的雨水收集功能，然而这些优势的背后是对结构防水和承重能力的严峻考验。首先，防水是绿色屋顶设计的核心问题之一。要选择合适的防水材料，并设计科学合理的防水构造，以应对雨水的渗透和长期的气候侵蚀。稍有疏忽，就可能导致屋顶渗漏，这样不仅影响建筑的使用功能，还可能损害结构的安全性。其次，承重设计至关重要。种植土的厚度和植物的重量会给屋顶结构施加较大的荷载。如果在设计时没有充分考虑这一因素，结构可能会因超载而发生破坏，严重影响建筑物的整体安全性。因此，在设计绿色屋顶时，必须依据准确的荷载计算，合理确定屋顶结构的形式和构件尺寸，确保其能够安全承载种植层和植物的重量。

结语

随着世界范围内的可持续发展以及人们对环境保护的重视，绿色建筑结构设计已成为建筑行业发展的重要方向。文章从生态环保理念出发，针对我国城市建设的现实需要，对绿色建筑结构设计原理、关键技术和实施途径进行了论述。研究表明，将可再生能源、节能技术与可再生的建材结合，以及对其进行合理的构造设计，可有效减少建筑寿命期的二氧化碳排放量和能源消费，达到经济、环保和社会的多目标。未来，随着绿色建筑技术的不断创新与发展，绿色建筑必将在更大范围内推广，并逐渐成为建筑行业发展的主流方向，推动实现人与自然的和谐共生和社会的可持续发展目标。

参考文献

[1]任臣罡.绿色建筑结构设计的理念与实践[J].佛山陶瓷,2024,34(10):159-161.

[2]杨希温,邹永柱.绿色建筑的结构设计特点及施工措施分析[J].科学技术创新,2024,(17):193-196.

[3]冯文翔.BIM技术在绿色建筑结构设计中的应用与研究[J].佛山陶瓷,2024,34(07):104-106.