辦公樓綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

包仁越

摘 要：隨著城市化建設(shè)的進(jìn)行和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的推進(jìn)，建筑的規(guī)模也不斷擴(kuò)大，而傳統(tǒng)的建筑工程進(jìn)行的時(shí)候，消耗很多的能源、產(chǎn)生污染。隨著節(jié)能環(huán)保觀念深入人心，綠色建筑的理念被提出。文章就辦公樓的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了探討，根據(jù)工作心得對(duì)辦公樓綠色建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，希望能給相關(guān)工作人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：辦公樓；綠色建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 前言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市先污染后治理的問(wèn)題開(kāi)始擺在我們面前。國(guó)家越來(lái)越重視環(huán)境的保護(hù)工作，為降低能源消耗，減少污染物的排放，走出一條適合我們國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展的道路，大力推廣綠色建筑理念。綠色建筑設(shè)計(jì)理念給我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求。

2 綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

2.1 綠色建筑設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)體系

根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）綠色建筑共分三個(gè)等級(jí)；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系共有七項(xiàng)以及一項(xiàng)加分項(xiàng)，其中與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作最為密切的為節(jié)材與材料資源利用。綠色建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作必須要服從整體的綠色建筑設(shè)計(jì)；而整體綠色建筑設(shè)計(jì)需要依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》建立一個(gè)完善的體系，這樣才能夠給綠色建筑的各專業(yè)設(shè)計(jì)提供具體的工作方向以及目標(biāo)。我們可以認(rèn)為一個(gè)項(xiàng)目的綠色建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系相當(dāng)于該項(xiàng)目的靈魂和骨架。

2.2 協(xié)調(diào)性的原則

建筑設(shè)計(jì)最終的目的是要能夠和周圍的生態(tài)環(huán)境，社會(huì)環(huán)境相協(xié)調(diào)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作應(yīng)該在對(duì)工程地質(zhì)、水文環(huán)境、氣候等前期條件充分調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)類型、建筑選材等的適用協(xié)調(diào)性提出合理建議。綠色建筑從本質(zhì)上的一個(gè)重要屬性是節(jié)能環(huán)保?！稑?biāo)準(zhǔn)》中對(duì)選用本地生產(chǎn)的建筑材料的要求即是因地制宜，環(huán)保節(jié)約的一個(gè)很好的體現(xiàn)。

2.3 適度的原則

城市進(jìn)行辦公樓的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要遵守適度的原則，也就是說(shuō)結(jié)構(gòu)體系要比較合理而且能夠達(dá)到一定的經(jīng)濟(jì)效益。在綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中我們更要考慮經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能為了綠色建筑設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)，不能生搬硬套鋼結(jié)構(gòu)或者是裝配式建筑設(shè)計(jì)，否則反而會(huì)加大建筑的成本，造成嚴(yán)重的資源和資金浪費(fèi)現(xiàn)象，不利于節(jié)能，就更不要說(shuō)是綠色建筑了。

3 辦公樓綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體措施

從目前現(xiàn)狀來(lái)講，建筑業(yè)占比最大的住宅建筑從結(jié)構(gòu)形式上基本以鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)為主，其綠建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空間比較狹窄——裝配式的住宅尚未全面推廣，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度更多的也只能從高強(qiáng)度高耐久性材料的選擇上進(jìn)行工作。對(duì)比而言，辦公樓的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)者來(lái)講應(yīng)該是更值得探討的。

3.1 結(jié)構(gòu)體系的合理選擇

在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作之前，辦公樓綠色建筑設(shè)計(jì)先要進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系的選擇。結(jié)構(gòu)的體系做為建筑的骨架，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重中之重，也是做好綠色建筑的一個(gè)重要前提。辦公樓結(jié)構(gòu)幾乎可以使用大部分形式的結(jié)構(gòu)體系，所以做為設(shè)計(jì)者來(lái)講更要精心的調(diào)研對(duì)比，本著因地制宜合理適用的原則來(lái)選著合理的結(jié)構(gòu)體系。在方案階段或是已有建筑條件基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)力求的規(guī)則性，傳力的直接連續(xù)性?？茖W(xué)合理的選型能提高建筑物的壽命，同時(shí)也減少企業(yè)的開(kāi)支，降低消耗。所以，合理綠色的結(jié)構(gòu)選型是辦公樓綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

3.2 合理推廣的鋼結(jié)構(gòu)

在國(guó)內(nèi)外諸多辦公樓項(xiàng)目中，鋼結(jié)構(gòu)有著成熟而廣泛的應(yīng)用。對(duì)比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要有：成品化高、輕量節(jié)材，而且建筑整體重量的減輕，有利于基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；塑性高、延性好、強(qiáng)度高，抗震性能良好震害??；易于改造，靈活性強(qiáng)，減少改造的二次投資；施工周期短，節(jié)約投資成本和對(duì)環(huán)境的影響；安裝拆除簡(jiǎn)單，能夠多次利用，運(yùn)輸與安裝過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)污染極小，非常符合綠色的建筑設(shè)計(jì)理念。不過(guò)，鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)為耐火性與耐腐蝕性差在高溫環(huán)境或海邊等腐蝕環(huán)境的使用中，鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)成本及使用周期也是我們要綜合考慮的因素，不應(yīng)盲目使用以免造成不合理浪費(fèi)。因此，在辦公樓的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)該經(jīng)綜合對(duì)比分析后合理的推廣鋼結(jié)構(gòu)。

3.3 注重結(jié)構(gòu)的耐久性

綠色建筑的耐久性決定了建筑物的生命周期，建筑的合理的耐久性可以極大的減少社會(huì)資源的浪費(fèi)。雖然我們多數(shù)結(jié)構(gòu)工程師的日常工作是計(jì)算分析，但是對(duì)于結(jié)構(gòu)耐久性的研究與推廣工作卻責(zé)無(wú)旁貸。結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于辦公樓耐久性的理解可以分為兩個(gè)部分——耐久性與可變性。結(jié)構(gòu)的耐久性即根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》，推廣使用高耐久性混凝土以及耐候鋼、耐候性防腐材料?？勺冃允侵笜I(yè)主單位由于招商、多次出租等原因?qū)ǔ傻慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)，造成很多不必要的浪費(fèi)。由此，筆者建議可以適當(dāng)加強(qiáng)豎向構(gòu)件及基礎(chǔ)的安全度，既為改造留下一定空間，也不失為合理的安全儲(chǔ)備。建筑的水平結(jié)構(gòu)單元要易于替代，這樣結(jié)構(gòu)更易于改造與維修，不讓建筑物的功能喪失，有效提高建筑的使用壽命，減少維修的次數(shù)，資源利用更為高效。

3.4 高強(qiáng)度材料的應(yīng)用

現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了很多新材料，在建材領(lǐng)域也有了很多高強(qiáng)度建筑材料。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若能充分利用高強(qiáng)度材料可以很好的節(jié)約資源，所以在綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要充分注重高強(qiáng)建材的使用。以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為例，設(shè)計(jì)者應(yīng)注重高強(qiáng)度鋼筋、高強(qiáng)度混凝土以及高耐久性混凝土的應(yīng)用。同時(shí)，在高性能材料的使用上，我們同樣不能盲目。

3.5 結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)的是減少設(shè)計(jì)過(guò)程中不必要浪費(fèi)，符合節(jié)材環(huán)保；值得注意的是，作為結(jié)構(gòu)工程師，不應(yīng)打規(guī)范擦邊球去進(jìn)行優(yōu)化，一定要在合理的范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化，保證結(jié)構(gòu)的安全度以及適當(dāng)?shù)娜哂喽龋龅骄脑O(shè)計(jì)。以鋼筋混凝土為例，辦公樓可選的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，其優(yōu)化空間相比與普通住宅結(jié)構(gòu)的照本宣科不同，需要我們以計(jì)算機(jī)模型作為輔助在前期進(jìn)行大量的比對(duì)分析，得出不同形式的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，擇優(yōu)而選；在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)優(yōu)化與高強(qiáng)混凝土并用的方式，減少混凝土用量，精心設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)自重，減少基礎(chǔ)消耗；在構(gòu)件設(shè)計(jì)過(guò)程中，加強(qiáng)重要傳力部位及重要節(jié)點(diǎn)部位，對(duì)于普通構(gòu)件嚴(yán)格按照規(guī)范參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4 新技術(shù)在綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

4.1 裝配式建筑

裝配式建筑有著節(jié)能、環(huán)保、工廠化程度高、現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)率低等優(yōu)點(diǎn)，完全符合綠色建筑的要求。隨著《裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的發(fā)布以及施工技術(shù)的不斷成熟，在國(guó)家的大力推廣下，裝配式建筑必然是未來(lái)綠色建筑的主力軍。

4.2 BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以反應(yīng)建筑的全生命周期，可以有效的整合設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)全過(guò)程的工作；綠色建筑的設(shè)計(jì)的意義在于其節(jié)能環(huán)保降耗，本質(zhì)上也全生命周期的設(shè)計(jì)；BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以很好的對(duì)綠色建筑的設(shè)計(jì)、改造以及運(yùn)營(yíng)提供全周期的完整精確的信息數(shù)據(jù)支持。所以，BIM技術(shù)的運(yùn)用和綠色建筑的發(fā)展有著天然的相輔相成的促進(jìn)作用。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)文章的分析，我們知道，綠色建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作比重輕而任務(wù)繁雜。建筑工程消耗很多的材料，通過(guò)建筑工程中進(jìn)行綠色建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠從很大程度上節(jié)約資源，有效保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)建筑和生態(tài)系統(tǒng)的統(tǒng)一發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 50378-2014.綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] DGJ 08-2143-2014.公共建筑綠色設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].