绿色建筑结构的优化设计研究

葛　军，宋丽芳



绿色建筑结构的优化设计研究

葛军1，宋丽芳2

（1.弘宇建筑设计有限公司安徽分公司，安徽合肥230000；2.安徽同济建设集团有限责任公司，安徽合肥230000）

随着经济的高速发展与人民生活水平的日益提升，建筑行业呈现出了喜人的发展态势。近年来，我国城市化与工业化进程持续推进，社会对能源的需求量愈来愈大，为了实现节约能源、响应国家“节能减排”发展战略的目的，建筑行业有必要推广绿色建筑技术的应用。结合工作经验与相关理论知识，在本文中研究了绿色建筑结构的优化设计，供有关人员参考借鉴。

绿色建筑；优化设计；研究

引言

现阶段，世界各国都爆发了严重程度不等的能源危机，我国作为一个制造业与人口大国，对于能源的需求量十分巨大。目前，国内的能源危机已经非常严重。在过去很长一段时间内，建筑行业是一个高消耗的行业，一个稍上规模的建筑项目会消耗大量的能源。近年来，随着科学技术的日益进步，绿色建筑技术引起了人们的广泛关注与讨论，大量事实表明，在建筑项目中应用绿色施工技术能够收到良好的节能效果。

1　绿色建筑设计策略

通常情况下，建筑行业将建筑设计与室内环境、场地与绿色规划、节材与节水等施工内容称作绿色建筑设计。在建筑施工工程中，为了最大程度实现节能减排的目的，施工人员需要做好规划工作，需要确保未来建筑物围护结构热工设计合格、建筑物室内有充足的光照。遮阳设施是现代建筑物必不可少的配置，建筑物的遮阳设施应当采用节能环保型材料 （见图1）。除此之外，施工人员应当确保建筑物室内环境舒适、卧室隔音效果良好，能够为住户提供良好的居住体验。

图1　节能环保型遮阳设施示意图

为了保障住户的居住质量，施工人员必须要做好建筑物的防水以及排水设计工作，在实际施工过程中选用新型环保型材料，材料必须由有资质、有信誉生产厂家提供。在排水管道布置完毕后，需要检测室内有害气体含量，如果检测仪器显示室内甲醛超标，则必须采取合理的除甲醛措施，从而保障住户的生命财产安全。为了确保绿色建筑施工工程的质量可靠，住户应当聘请专业能力高、责任心强的施工团队负责施工工作［1］。

2　我国绿色建筑结构优化设计的缺陷

2.1结构体系优化

（1）混凝土体系缺陷。就目前状况而言，部分施工单位未控制混凝土结构施工的质量，导致施工过程中混凝土的大量浪费，混凝土成品强度低、使用寿命短等现象，造成了经济损失并危害建筑物的安全。某些建筑的楼板采用钢筋混凝土浇筑，该类楼板在使用过程中比较容易出现裂缝，进而有可能造成楼板垮塌事故。在露天混凝土浇筑项目中，混凝土的硬化时间会受到一定的影响，在浇筑混凝土的过程中如果没有考虑环境因素对混凝土硬结的影响，则极有可能致使新旧混凝土无法良好连接，从而大幅降低混凝土块的质量。

（2）砌体体系缺陷。由于受教育程度不高、缺乏对房屋建筑结构学与绿色建筑施工知识的了解等因素的影响，大部分农民在建造房屋时不遵循基本建筑施工原则，出于所谓的增固房屋的目的，在混凝土中大量投放钢筋，不计成本地增设构造柱以及圈梁。部分家庭为了追求楼板的坚固而不断提升楼板的厚度，这些都是不明智、不科学的做法。

农村家庭在未考虑地基与墙体承重能力的情况下肆意增加房屋的自重，可能引起恒荷载传递不均等现象。如果房屋自重过大，则地基可能因不堪重负而塌陷。现阶段，农村地区许多房屋建在松软的田地上，而大部分农民为节约建设成本，通常不会采用钢板桩地基，从而为房屋安全埋下了隐患。

2.2结构构件优化

（1）构件使用不规范。通过调查走访，发现部分施工单位在施工过程中将一些作用较小甚至不具备附加功能的构件装饰在房屋上，而一些具备导风、遮阳、载物等功能的工业预制构件却较少被使用，如此非但难以确保建筑功能的完整性，同时还会增加大量不必要的生产成本，与绿色建筑施工理念相悖。

（2）混凝土等材料使用不合理。混凝土是现代建筑工程中使用量最大的材料之一，然而部分施工单位不重视混凝土中钢筋的配置量设计。需要特别指出的是，混凝土中钢筋配置量设计工作具有较高难度，钢筋量多并不意味着混凝土的强度也能成正比例上升，钢筋量超标会造成不必要的浪费。混凝土中钢筋含量过少则必然会导致混凝土强度不够，抗震与抗压性能较弱［2］。

3　绿色建筑优化的发展趋势

3.1绿色建筑的局部性以及整体性优化

应当做好绿色建筑的整体性优化工作，即对建筑物的每一个子系统进行合理的优化。地基是建筑物的重要构成成分，是维系建筑安全的主要因素之一，所以必须要做好地基基础的选择优化工作。当前，建筑物地基种类较多，不同类型建筑物需要搭配不同的地基，在地基基础的选择上应当慎之又慎，通过充分合理的论证与讨论以确定地基方案。

结构体系的选择工作同样重。施工人员需要根据目标建筑物的柱网大小、层数、高度以及平立面等特征选择结构体系。绿色优化设计的初衷便是赋予建筑物环保的功能，因此除了需要考虑材料的实用性外，还需要照顾到材料的节能能力。一般情况下，为了控制生产成本，可以优先选择本地材料，杜绝使用无附加功能以及会对环境会产生污染的构件。

3.2绿色建筑阶段性与寿命的优化

阶段性寿命优化设计是建筑整体寿命优化的关键环节。在建筑工程的使用年限内，对建筑物开展阶段性的优化工作，注意把控每一个阶段优化过程的质量，进而最大程度地提升建筑的总体寿命。

3.3保持建筑优化与建筑结构优化的一致性

上文提及到，部分建筑物表面装饰了大量无用构件，不仅浪费了建筑物的空间，同时还增加了不少的建筑成本。在绿色建筑技术普及的今天，施工单位应当追求建筑物造型的简约大方，确保建筑物表面与内部无大量装饰构件。部分住户为了凸显建筑物的个性特征，在建筑屋顶设立大型钢球等构件，如此可能对建筑物造成不良影响。为了最大程度地确保建筑物刚心、重心以及质心三者正确交叠，应当避免在屋顶等部位设置大型异型构件，从而确保建筑物的安全［3］。

3.4绿色建筑主体上方结构优化

在绿色建筑上方结构优化过程中，需要科学地设置剪力墙，确保剪力墙墙体的质量均匀分布。在剪力墙整体质量均匀分布的情况下，楼层整体结构重心将和楼层中平面刚度中心点重合，如此建筑物的稳固性将大大地被提升，在地震频发区的房屋建筑施工中应用以上优化方法具有重要的意义。

4　如何提高优化工作的质量

4.1提升施工人员的综合素质

无论是各种工作，在其中发挥最关键作用的因素是 “人才”，绿色建筑优化工作自然也不例外。鉴于部分施工人员综合素质较低、难以胜任优化工作的现状，认为施工单位必须要采取有效措施以扩充施工人员的理论知识储备、强化施工人员的专业技能。可以采取定期举办行业专家讲座以及组织专业技能培训活动的方式来提升施工人员的综合素质，从而使其更加适应新时期绿色建筑优化施工工作的各类要求。

4.2制定相关制度标准

施工单位应当组织专家尽快制定绿色建筑优化施工标准，明确规定施工人员在实际工作过程中“能做什么与不能做什么”。为了最大程度地激发施工人员的工作积极性，应当设立合理的薪资分层制度，将施工人员的工作业绩、工作量以及工作态度等因素纳入薪水考核体系的评判范围内。制定严厉的奖罚机制，表彰在绿色建筑优化施工工作中作出贡献的人员，同时处分有渎职行为的人员［4］。

5　结语

新形势下绿色建筑结构优化设计与施工工作具有重要的意义，同时也具备较高的难度，为此，施工单位应当制定各类优化施工标准、及时指正住户的错误建筑理念，在工程中推广应用节能型材料，如此方能最大程度地促进建筑行业的可持续性发展。

［1］胡天水.房屋结构设计中的建筑结构设计优化［J］.中华民居（下旬刊），2013（04）.

［2］邵 帅，张广泰.预应力砌体结构研究现状分析［J］.四川建筑科学研究，2013（02）.

［3］叶 嘉，余 琦.绿色建筑评价标准有效性的实施分析［J］.北京规划建设，2011（03）.

［4］汪四新，屈 娜.某保障性住房绿色建筑结构设计与评价［J］.建筑技术，2011（01）.

2016-3-8

TU201

A

2095-2066（2016）11-0089-02