低碳环保理念下的高层建筑结构设计分析论文_王瑞娟

低碳环保理念下的高层建筑结构设计分析论文_王瑞娟

北京腾远建筑设计有限公司天津分公司 天津市 300000

摘要:现代高层建筑主体结构多采用钢筋混凝土结构,消耗了大量的水泥,石子等自然资源,在钢筋混凝土拆除的过程中这些材料不可回收且难处理,也给环境造成不小的压力。低碳环保理念下的高层建筑结构设计是对建筑结构设计方案的经济性、实用性、环保性、舒适性进行分析的一个非常重要的环节,一定程度上影响了工程造价,降低了对周围环境的破坏,通过新技术、新产品、新工艺实现了节能减排,可有效促进经济的发展和社会的进步。

关键词:低碳环保理念;高层建筑结构;设计

引言

就目前来看,建筑行业在我国国民经济总体系中占据着重要的地位,同时也使行业中能耗大、污染程度高等问题被逐渐暴露出来。而为更好的适应社会可持续发展需求,促使建筑企业工作人员在同行业竞争者中立于不败之地,相关设计人员更应对针对绿色建筑模式进行深入的研究,并将其贯彻落实到建筑结构的生产过程中去。

1绿色节能理念遵守的规则

1.1建筑设计与周边环境融为一体

绿色建筑的设计要与周围的环境相融合,融入建筑区域的生态系统之中,使所在区域的自然界更加的和谐。在进行建筑设计时,应将周围的环境及人文等因素作为参考因素,这样便于建筑的融合,使建筑能够与周围事物形成动态平衡的模式,从而提高建筑的整体效果。因此建筑设计要多考率一些本地因素,例如:建筑区域的气候、周围资源、本地文化等。在新型绿色节能技术的应用中,要对环境因素的影响做好充足的准备,同时将对环境的影响最小化,使建筑环境不仅健康,而且还低耗。

1.2对建筑周围的环境进行保护与利用

在绿色节能的建筑中,要充分调查建筑所在区域的地形、地貌、水资源、植被情况等自然因素。在建筑过程中,要尽力维护周围的生态平衡与人文等,之后将这些自然条件充分的利用起来,不仅能够节约资源,还能降低对环境的破坏。

1.3使居住环境更加的健康舒适

绿色节能理念应用在建筑中,不仅要为人们提供一个舒适健康的生活环境,还要满足人们对居住环境的物质与精神的需求,改善人们居住的室内外环境,使人们的居住环境更加和谐。另外绿色理念还提倡低污染,它的主要体现方式,通过充分利用自然资源的方式,例如:改变门窗的朝向,提高室内的采光率和通风换气的功能。同时供暖也可采用太阳能等新能源,同时将生活垃圾及污水进行合理的处理。

2低碳环保理念下的高层建筑结构设计要点

2.1选取合适的材料

高层建筑要想有好的结构,或者说,高层建筑的设计者要想设计出美观舒适安全的高层建筑,就必须要选取合适的建筑材料。所谓的合适,是指在低碳环保下,注重材料的强度和弹塑性。如果建筑材料强度和弹塑性达不到要求,这样高层建筑就起不到防震作用,也可能会瞬间倾塌。其次优化外墙技术,外墙是维护结构的主体部分,其耗能较大,占整个建筑能耗的25%左右,高层钢筋混凝土框架结构及剪力墙结构,采用的均为质地较轻,保温隔热较好的材料,但是材料的性质影响了外墙的寿命,传统的外保温材料结构复杂,且抗震效果不好,因此在选择外墙材料时不仅要有保温效果,更要抗震性能强,结构性好的材料,能够承受住外部装置的荷载以及有震动的凿刨装修等。因此,在选取材料的时候一定要注意,确保材料的使用性能满足要求,而且要注重材料的低碳环保性能。

2.2合理利用概念设计

对于结构工程设计师来说,高层建筑结构的概念设计贯穿着整个设计过程中,是整个结构分析和设计的灵魂,根据地震灾害和工程经验等形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑结构的总体布置并确定细部构造的过程。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以高层建筑结构的概念设计是要将整个高层建筑结构设计贯穿于整个建筑设计,建筑方案制定的过程中应当尽量选用规则的平面布置;在场地选择中应当有所避开对抗震不利的地方;建筑结构体系和材料的选择还应当综合考虑结构的承重性及延性,确保结构具有较好的抗震性能,并以概念判断计算结果的合理性并进行必要的调整。

2.3充分利用自然资源

仅仅加强对建筑物的节能设计外,还可以通过对自然资源的充分利用,达到降低能源消耗的目的。就目前而言,风能和太阳能是使用较为广泛的两种自然资源,那么绿色生态建筑设计也可以分别从太阳能和风能着手:

一是利用太阳能。相较于化石能源用之有竭的特性,太阳能资源往往具有可再生的特点,而且方便获取,即太阳能的可利用效率较高,也是绿色建筑设计中的首选能源。在进行绿色建筑设计时,一方面要考虑到建筑设计会受光照强度以及角度的影响,对建筑空间布局进行合理设计,使夏季能够有效降低太阳辐射量,冬季又能有效采暖,达到冬暖夏凉的设计效果,降低启用空调调节室温而消耗的电能。另一方面,安装太阳能热水器,利用光源提供热水资源,避免使用电能或天然气。

二是利用自然风。将自然风利用到绿色建筑中,主要是利用其降温性能,设计过程中,设计人员应根据建筑物的方位,在合适的位置设计多个拔风井,在配以有关通风设备,将拔风井中的自然风引入室内,从而加速空气对流。除此之外,还可以使用采光中庭设计的方法,提高建筑物的热压差以及风压差,使空气流通加速,这样就能有效降低夏季室温,从而有效降低空调开启的能耗。

三是地热能的运用。我国一直以来都是一个资源丰富的国家,这一有利因素很好的促进了我国经济的进步。最近几年来,不断的开发地热资源,也在日常生活中得到了广泛的应用,这样在一定程度上降低了煤、石油等不可再生资源的利用,也减少的一定程度的污染。而这对建筑规划来说也是一个很好的发展路径。在建筑行业里建筑物对地下热水热能也进行了充分的利用,主要在两个方面地热水采暖主要是北方供暖地区直接利用中低温地下热水来为建筑进行采暖,第二是我国的中低温地热水可以直接利用。这以技术被广泛应用在我国的北方地区,可以说为人们的生活带来了很大的便捷,也为社会的高速发展提供了很可靠的方式。可以说在经济上和社会上都是很好的利益收益。如果忽略这一重要的资源,对我国来说,势必会是一大损失。

2.4确保高层建筑结构轴向变形的合理性

随着高层建筑高度的不断增加。在这种趋势下,由于建筑材料的多元化,高层建筑结构轴向变形问题就显得十分突出。因此在如今的超高层建筑中,竖向的荷载大幅度的增加,就会使得高层建筑结构中的中墙柱体在自身徐变发生的过程中随着荷载的不断增加而发生轴向变形,直接影响到高层建筑的稳定性,因此在结构设计和后期施工过程中,应采取有效的措施保证中墙柱的轴向变形控制在合理的范围。

结束语

随着科技水平的快速发展,绿色建筑设计理念也得到了更为广泛的应用,并为降低建筑行业在建设过程中的能耗问题,提升各类资源的利用率发挥出了积极促进的作用。但就目前来看,在绿色建筑设计理念应用过程中依然存在着相关设计人员专业技能有待提升等问题,因此这就需要建筑企业管理部门注重对绿色建筑设计流程及设计目标的管理,始终坚持以人为本的原则,为大众提供更具生态性生活环境。

参考文献:

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论文作者:王瑞娟

论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第13期

论文发表时间:2018/8/21

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