建筑結構設計中綠色節(jié)能環(huán)保理念的運用

程 靜 君

(山西省交通科學研究院,山西 太原 030000)

近年來，建筑業(yè)資源浪費問題日益嚴峻，逐漸成為人們關注的焦點。為緩解建筑物耗能高、對環(huán)境污染嚴重這一現(xiàn)象，需要從綠色節(jié)能環(huán)保理念出發(fā)，不斷優(yōu)化建筑結構設計，以此合理設計與規(guī)劃，改善資源利用問題。綠色節(jié)能環(huán)保理念注重低消耗，強調(diào)舒適、健康、安全的生活空間[1]。為實現(xiàn)建筑工程的經(jīng)濟效益、社會效益及生態(tài)效益，就必須運用綠色節(jié)能環(huán)保理念進行建筑結構設計。本文對建筑結構設計中綠色節(jié)能環(huán)保理念的運用進行了簡要分析，以期促使建筑工程綠色節(jié)能環(huán)保效果的實現(xiàn)。

1 建筑結構設計中綠色節(jié)能環(huán)保的問題

1.1 傳統(tǒng)建筑措施的運用不科學

綠色節(jié)能環(huán)保強調(diào)的是建筑遮陽、自然通風，人們的生活水平提高，審美理念也逐漸提升，但卻忽視了傳統(tǒng)建筑措施的運用，一定程度上對綠色節(jié)能環(huán)保效果產(chǎn)生影響。實際中，綠色節(jié)能環(huán)保相關的高科技得到注重，又忽視了低成本的綠色節(jié)能環(huán)保技術，如此一來，建筑工程的造價變得十分昂貴，綠色節(jié)能環(huán)保效果卻未達到最佳[2]。一味的追求建筑設計的理想化，無法滿足建筑設計的常規(guī)標準，若不能權衡傳統(tǒng)綠色節(jié)能環(huán)保措施與高科技綠色節(jié)能環(huán)保措施之間的關系，必會嚴重影響整體建筑的綠色節(jié)能環(huán)保效果。

1.2 綠色節(jié)能環(huán)保的重視度不夠

建筑設計要達到最佳的綠色節(jié)能環(huán)保效果，需要具備良好的通風效果。設計人員為追求結構安全、實用面積和美觀時尚，往往會忽略建筑的品質、性能及環(huán)保因素，最后在審查時才會發(fā)覺建筑的設計無法達到標準需求，但此時已經(jīng)確定了設計方案，只能對施工設計圖進行微調(diào)，同時為了爭取工期，也會簡略的進行設計和計算，這就導致成型的建筑工程難以實現(xiàn)預期的綠色節(jié)能環(huán)保效果。

1.3 綠色節(jié)能環(huán)保的意識和技術不足

缺乏綠色節(jié)能環(huán)保意識，也就談不上綠色節(jié)能環(huán)保技術的應用，在建筑設計過程中，設計師不能盲目套用標準圖進行方案設計，必須結合實際情況，對建筑的周邊環(huán)境進行分析，并運用綠色節(jié)能環(huán)保技術進行建筑設計，以此達到綠色節(jié)能環(huán)保的效果。然而，部分建筑設計師缺乏綠色節(jié)能環(huán)保理念，很難實現(xiàn)建筑設計的綠色節(jié)能環(huán)保效果。

2 綠色節(jié)能環(huán)保理念的基本原則

2.1 建筑設計與周邊環(huán)境

建筑是自然生態(tài)系統(tǒng)的組成部分，與其他事物有著相互影響制約的關系。進行建筑設計，需要考慮建筑工程與人文環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的融合性，只有雙方之間的關系達到平衡，才能達到建筑的整體性要求[3]。所以，建筑設計需要注重當?shù)丨h(huán)境以及建筑材料和資源的應用，同時還要與地域特色和自然氣候相融合。應用綠色節(jié)能環(huán)保的新型技術，需要關注建筑設計時所受的環(huán)境影響，并對環(huán)境影響進行有效控制，以此營造健康、舒適、低耗的建筑空間。

2.2 能源節(jié)約

利用太陽光、地熱等自然資源進行建筑設計，只是能源節(jié)約的基本要求，此外還要對建筑材料進行合理選擇。高效環(huán)保的材料是實現(xiàn)能源節(jié)約的重要條件，利用新型技術進行建筑設計，可以依據(jù)無污染、無公害的環(huán)保特點達到建材節(jié)約的目的。在建筑結構設計之余，充分對資源進行分配和利用，盡量減少水資源、電力資源的使用，即可實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 綠色建筑選材

建筑材料的選擇是建筑結構設計的重要部分，一般選擇適宜的地方化材料最佳。建筑設計時，切勿盲目追求“高大尚”，應當結合實際情況對成本進行控制，綜合建筑的各項功能進行工程設計，合理選擇綠色建材，最大限度的確保建筑節(jié)能的可行性及適應性[4]。比如目前流行的裝配式結構，建造時間短，建筑垃圾少，工業(yè)化程度高，大大的節(jié)約了人力和時間(見圖1)。

3 綠色節(jié)能環(huán)保理念的應用途徑

3.1 利用可再生能源，加強資源節(jié)約

綠色節(jié)能環(huán)保理念逐漸運用于建筑結構中，尤其對可再生能源的利用率越來越高。比如：在建筑結構設計過程中，由于太陽能的輻射比較大，特別在夏季太陽光充足，因此在建筑結構的南側陽臺安裝太陽能熱水真空管，或者在建筑結構的屋頂安裝太陽能熱水器，從而保證居民的地板采暖和洗浴熱水利用，節(jié)省了煤炭等不可再生資源的利用。除此之外，在建筑結構施工設計中通過建筑材料合理的選取，結構構件合理的布局，在保證建筑結構安全的前提下，減小結構構件尺寸和數(shù)量，減輕建筑物自重，可以有效節(jié)約建筑材料，減小基礎面積。起到節(jié)約資源的作用，同時也體現(xiàn)了綠色節(jié)能環(huán)保理念。

3.2 將綠色節(jié)能環(huán)保理念融入建筑結構屋頂設計中

需要在建筑結構屋頂設計期間既要加強其對太陽光的利用，又要確保建筑結構屋頂?shù)耐L效果。即在屋頂采用定制光伏光玻組件，由于光伏發(fā)電的透光效果好，屋頂采光范圍廣，因此光照性好，居民照明用電時間少，因此耗能將減少。同時屋頂?shù)耐L效果良好，比如在夏季，屋頂通風閥門打開，太陽光通過光伏玻璃產(chǎn)生熱能，使得通道處的空氣被加熱，形成熱壓通風后加強了室內(nèi)外空氣的交換，室內(nèi)空氣流動性好，則減少了空調(diào)的使用量。當然，在冬季將通風閥門關閉，空氣對流少，而太陽光將屋頂加熱，提高建筑結構室內(nèi)的溫度。

3.3 整體綠色節(jié)能環(huán)保的設計

運用綠色節(jié)能環(huán)保理念，就必須將其貫徹在建筑結構的總體優(yōu)化之中，確定方案之前，應當進行實地考察，全面了解施工區(qū)域的地質地貌、氣候條件，對建筑外部整體朝向進行科學規(guī)劃，維護房屋建筑的微氣候條件，以此實現(xiàn)綠色節(jié)能的最終目標。整體綠色節(jié)能環(huán)保的設計主要包括：1)建筑屋頂：一般首選坡度屋頂，這樣可以提升屋面溫度，同時也可以使用架空型、高效保溫型等保溫隔熱型材料；屋頂種植植物，一方面可以增加房屋結構的整體美觀性，一方面可以保障建筑的綠色環(huán)保。2)建筑屋面設計：屋面綠色環(huán)保設計與建筑屋頂有所不同，我國北方地區(qū)的氣候寒冷，首選保溫性能好的材料進行施工，具有延長屋面使用壽命的作用；南方地區(qū)的氣候溫暖，設置一些綠化措施，不僅可以保護生態(tài)環(huán)境，還能保障生物的多樣化。

3.4 建筑結構的細節(jié)設計

建筑結構的細節(jié)設計主要為門窗設計與墻體設計。

1)墻體設計：以墻體隔熱和保溫設計為重點；墻體隔熱設計中，隔熱材料的選擇必須慎重，為保障節(jié)能環(huán)保，需要選用高質量的隔熱材料，具體可采取空氣層隔熱法進行隔熱環(huán)保結構的設計，其以空氣為基礎，利用降低傳熱的原理實現(xiàn)綠色節(jié)能的作用，該方式具有造價成本低、節(jié)能效果好等優(yōu)點。保溫設計中，防水層的節(jié)能環(huán)保十分重要，選用合格的保溫材料，對房屋細節(jié)結構進行防護，可有效避免自然環(huán)境損害墻體；內(nèi)部保溫環(huán)保的設計也非常重要，加入合適的保溫材料，可以避免降水對房屋建筑的損害。

2)門窗設計：門窗是散熱的重要渠道，也是綠色節(jié)能環(huán)保設計的影響因素，對門窗和墻體面積的比例進行計算，合理設置門窗的位置，同時加入節(jié)能玻璃，亦能起到良好的隔熱、保溫效果。

總而言之，需要將綠色節(jié)能環(huán)保理念融入到建筑結構設計之中，通過綠色節(jié)能環(huán)保理念的運用，對整體建筑的結構設計進行優(yōu)化，進一步實現(xiàn)環(huán)境保護、資源節(jié)約、生態(tài)平衡等諸多目標，以此達到人類、建筑與自然三者的和諧共生。