关于绿色建筑结构设计的重点研究论文_陈丽婷

关于绿色建筑结构设计的重点研究论文_陈丽婷

浙江省工业设计研究院 浙江杭州 310000

摘要:当前生态理念下建筑结构设计过程中逐渐融入绿色环保思想,在建筑结构设计时应当合理选材,对建筑结构进行优化设计,降低建筑成本和提升施工质量。本文先对绿色建筑结构设计要点进行分析,并在此基础上就如何优化设计,谈下一个人的观点与认识,以供参考。

关键词:生态理念;建筑结构;优化设计;研究

基于生态理念的建筑结构设计过程中,应当严格遵循节能、环保以及可持续理念,设计时应当本着人与自然和谐共生的基本原理。目前国内为数不少的建筑项目融入了绿色建筑理念,利用太阳能、风能以及地热能等节能减排,其中体现出环保节能思想观念。建筑结构设计过程中,涉及到很多方面的内容和影响因素,在现代绿色建筑结构优化设计过程中应当全面贯彻和落实生态理念,从以下环节着手。

一、减少建筑施工能耗

当前建筑结构设计过程中,既要重点考虑工程项目美观度及其服役寿命,又要综合考虑项目施工建设造价等问题。在绿色建筑结构优化设计时应当以节能环保为本,不仅要确保工程项目施工质量,而且还要有效减少能耗。建筑工程项目施工建设以及结构设计过程中的能耗,集中表现在热能、电能和水资源等能源的使用和节约上。在绿色建筑结构优化设计时,需全面考虑和认真分析项目,力求节能降耗。以商业建筑为例,在结构设计时有效节约热能以及电能;民用建筑结构设计时,尽可能节约热能、水能。按照工程项目建筑施工技术和质量要求,科学合理地对建筑结构进行设计。在建筑结构设计时,应当将生态理念融入其中。通过先进设计方法和理念的应用,满足刚性需求,确保绿色建筑结构的自身稳定性。以建筑钢结构设计为例,实践中应当充分体现出其重量轻、成本低以及地基受力小等优势。该种建筑结构方便安装和拆卸,施工工期相对较短,可有效满足救灾以及应急需求。再以混凝土建筑结构为例,在设计过程中应当考虑其高成本、重量大以及不可拆卸等劣势,同时还要对其抗强风以及抗寒等优势进行综合考虑。建筑结构安全性非常高,可在现代工业化以及城市化建设进行中有效应用。为了能够体现绿色生态建筑的优势,应当采取绿色技术手段进行综合分析。同时,还要结合工程项目要求,优化设计生态环保型建筑方案,既可以降低工程施工建设成本,又可以减少工程建设过程中的能耗。

二、绿色建筑结构设计过程中的合理选材

绿色建筑结构选材是设计的重点,建筑材料关系着能耗以及建筑结构的服役期限。在绿色建筑结构设计选材过程中,应当根据拟建工程所在地的气候环境、建筑类型选择合适的材料,以此来有效提高建筑工程施工质量和节能降耗。首先,在建筑结构设计选材过程中应当本着就近选材的基本原则。近年来随着社会经济的快速发展,国内建材市场生产厂家遍及各地,建材市场可谓鱼龙混杂。在建筑材料采购过程中,部分采购人员难免会为了价格优势而舍近求远。在远距离采购建筑材料时,虽然可以采购到价格相对低廉的材料,但是却要远距离进行运输,后期换货以及退货操作比较复杂,大大提高了运输成本,甚至拖延工期。该种情况下,由于工程施工建设进度会受到严重影响,因此经济损失不可估量,这不符合绿色建筑理念的要求。在建筑结构设计选材过程中,应当避免现场搅拌混凝土方式,施工方便但现场会遭到破坏;搅拌环节耗能较大,而且会产生粉尘,造成环境污染。在施工工序设计时,应当以预拌材料为首选,在工地周边采购预拌材料,并且根据工况条件以及施工进度合理安排材料进场时间和顺序。不仅可以有效解决施工现场搅拌材料造成的空气、水污染问题,而且还可以有效避免非专业搅拌造成的材料浪费。

三、以维护结构设计为例分析绿色建筑结构设计要点

1、采用自然通风方式实现节能降耗

当建筑结构室外风速相对较低,而且空气压力差相对较小时,单纯依靠外围护结构中的门窗洞口难以实现自然通风。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对此,应当在建筑外围护结构上适当增设可形成温度梯度构造措施,向室内“吸”空气,从而实现内外自然通风效果。实践中常用的附加措施有通风塔、拔风井以及中庭和天窗等。比如,英国剑桥爱奥尼克电信总部,即为能源高效利用的绿色建筑物,其通过烟囱效应自然通风,并且利用可开式窗户进行自然通风,而非能耗高以及密闭性较强的空调通风模式,使得建筑室内空间更加的宜人。

2、建筑空间与建筑外围结构有机融合在一起

将建筑空间与外围护结构融合的设计理念和模式,实际上就是将建筑外围护结构与室内庭院进行直接结合,并且在入口大厅位置设计一个温室形式的包裹式庭院。从实践来看,该种结构设计模式可以使空间功能编的更加的明确和清晰,同时外围护结构也会因此而更加的整体性。从实践来看,因其结合方式较之于上述模式更加的封闭,所以其保温效果相比之下更加的突出。以某公司大楼为例,其建筑结构设计时外层玻璃幕墙下为大型室内空间,在建筑进深中占将近半数的距离;同时,办公区域、中庭二者之间为开场式的走廊,并且利用上升暖空气形成的组群效应提高办公室空间的通风效果。中庭将外部空气吸入底部,然后自隔层楼板以下位置的敞开空间进入室内,然后由顶部设置的建筑结构排出。即,中庭玻璃采用的是薄木条进行支撑,其结构大且弯,玻璃固定成一个密封的单元,其外层覆盖放射率相对较低的绿色环保材料,可以有效实现夏季热量降低之效果。同时中庭大面积空间可以用于花园建设,这样有利于降低室内空气温度,并且增加其压力梯度差;采用玻璃幕墙可以有效降低能耗,提高建筑结构的绿色环保性。

3、建筑结构外循环通风系统设计

建筑结构通风系统可以采用外循环模式,具体而言就是利用机械设备辅助送风以及自动开窗通风,利用自然风来调节室内的环境以及温湿度。外循环通风模式多见于夏热冬冷以及温和气候的地带的建筑设计,其构造多见于外层幕墙为单层玻璃,考虑透光以及风道外壁的形成,通常在外层幕墙设计进出风口。这种类型的风口主要有两种,一是可自由开闭的风口,二是一直打开的风口。在此情况下,内层幕墙作为室内外环境的分界线,炎热季节可以起到很好的隔离热量的效果,而且寒冷的冬季可以减少室内温度消耗。内外层幕墙之间的风道相对较宽,一般在1米上下。以某建筑结构为例,其采用的是双层幕墙体系,其中塔楼设计成圆柱形状,共计30层。同时,幕墙体系外为单层玻璃,内侧为隔热玻璃,阳光可被最大量吸收,并且降低楼体内热损失;玻璃空间宽度为50厘米,可用于微热缓冲。建筑结构室内外换气过程中,各单元外层玻璃风口一直处于开启状态,通过加热内部空气形成温度梯度,这有利于热压通风稳定性的保持。

结束语

综上所述,现阶段绿色建筑结构设计工作并非一蹴而就的,其具有系统性和综合性特点,而且对绿色节能环保技术的要求非常的高,结构设计效果直接关系着建筑物的生态效果及其服役期限。为此,实践中应当加强思想重视,结合具体的建筑工程项目施工技术要求,综合权衡现有的条件,优化设计建筑结构,以此来体现和实现绿色生态建筑理念。

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[5]陈晓晴.BIM技术在钢结构设计中的应用及子结构分析方法研究[D].天津大学,2016.

论文作者:陈丽婷

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/29

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