新时期绿色建筑结构优化设计策略的实践探讨

王文华

江西省城建设计研究院有限公司 江西南昌 330000

1 绿色建筑的概念与特点

1.1 绿色建筑的定义

绿色建筑是指在建筑的整个生命周期中，最大限度地实现节能、节地、节水、节材、环保，为人们提供健康舒适的生活空间，与自然和谐共处的建筑。与其他建筑方式不同，绿色建筑应注重审美和谐、系统综合性、节能环保、健康等方面的协调，同时注重建筑的安全性和经济性。

1.2 绿色建筑的应用现状

（1）绿色建筑产业不受重视。绿色建筑作为建筑业中的一个新兴产业，受到商业利润低、发展难度大的影响。因此，很多开发商有意回避，选择相对稳定的开发模式或利润率较大的应用建材。因此，绿色建筑产业的市场价值并不高。

（2）国家政策支持力度不够。国家政策的支持是绿色建筑产业发展的重要基础。然而，目前绿色建筑产业缺乏这样的政策支持。进而影响绿色建筑的发展，绿色产业缺乏完善的保障体系，没有法律保障其稳定发展，这是其发展道路上的十几大障碍[1]。

2 绿色高层建筑的结构设计具体思路

2.1 绿色建筑中的结构选型

结构选型是绿色建筑的关键，能有效地保证建筑与自然的共生和建筑的可持续性。在结构选型方面，应结合空间要求和实用功能选择结构形式。例如，从建筑结构耐久性的角度，可选择灵活的可变结构，以适应建筑中不同功能的变化，从而降低建筑成本，增强建筑结构的可持续发展。

2.2 绿色建筑结构设计的协调要求

在绿色建筑的结构设计中，应注意与自然的协调与共生。在结构设计中，应注意节能减排的效果。从建筑的实际情况出发，充分考虑了当地的自然条件和结构特点。加强新技术、新材料和节能减排方案的选择。同时，绿色建筑的结构设计也要注重人与人的协调，充分体现人与自然的双重和谐[2]。

2.3 绿色建筑结构设计中的材料选择

在绿色建筑结构设计中，应充分研究建筑材料的综合性能。绿色建材的选择直接影响到建筑本身的绿色程度。钢结构是一种很好的替代材料。该钢具有良好的抗震性能、延性和耐久性。同时，钢的重量较轻。降低各种成本和地基应力符合绿色建材的特点，如节能减排、降低成本、减少环境污染等，是绿色建筑的良好建筑材料。

3 绿色建筑结构优化设计要点

3.1 绿色建筑结构阶段性优化设计及寿命优化设计

根据不同的地理环境，在建设项目的使用寿命期内，在各个阶段进行相关的方案优化。在各个阶段，对建设项目的特点进行了调查，并根据实际结果确定了优化方案，从而科学地优化了项目的总体寿命[3]。

3.2 保持绿色建筑优化与结构优化协调

在结构设计中，要保证建筑物的整体结构与整体平面紧密配合，使建筑物美观，达到结构的合理效果。建筑形式要简单，装饰构件要少。对于单纯追求符号效果和建立异形构件，尽量不要设计。整体结构应保证重心、刚度和质心正确重合，避免扭转。

4 实例分析

某地区一单体建筑，为大型的商场，地上3 层为商业用房，地下2 层为车库、人防和设备用房，屋面为绿化。该项目地处繁华地段，要求结构设计安全可靠、经济合理并充分考虑环保因素。

4.1 结构方案优化设计

（1）结构方案的确定。一般来说，在经济许可的基础上，选择更大的柱网和空间更具人性化和适用性。对于垂直构件，芯管和周围垂直构件的数量可以同时调整。在功能经济条件下，尽量减少材料消耗。对水平构件采用预应力技术或空间结构，可达到降低层高、混凝土用量和钢材用量的目的，同时有利于使用阶段的空调节省能源。

（2）采用绿色高性能混凝土。本工程采用优质混凝土、水泥等原材料，需要用高效外加剂和细矿物外加剂替代。搅拌混凝土时，用粉煤灰、矿渣等工业废料代替水泥等骨料。利用丰富的再生水资源养护混凝土，优化混凝土骨料级配，采用高效减水剂等外加剂。

（3）高强度、高标号材料的选用。本项目建筑功能为大型综合超市，一层框架柱荷载大，荷载面积大。将柱混凝土与各种标号进行比较。最后，选择了高标号C45混凝土。这不仅减小了构件的尺寸，扩大了建筑面积，而且还减少了柱的混凝土总量。

4.2 屋顶绿色设计

本项目屋顶采用简式轻型的绿化：以草坪为主，配置多种地被和花灌木等植物。用不同品种的植物配置出图案，结合步道砖铺装出图案。屋面隔热层采用250厚挤塑聚苯乙烯板，导热系数0．03W/（m2·K），再加上500mm厚的种植层。因此，在结构设计中，每平方米屋面恒载增加约50kg，含水饱和度不大于100kg。通过结构计算和分析，绿色屋顶的造价提高了20%左右，基础造价提高了3%左右，钢筋混凝土梁柱的造价提高了1%左右。整个项目的综合成本增加了约2%-3%。

4.3 细部构造

建筑物凹凸拐角处及交接节点等容易产生冷桥，造成能耗加大，甚至引起结露、透露现象。针对这一点，我们在设计中通过调整结构构件布置、完善建筑作法来避免。此外，对于过梁、圈梁、嵌入墙体的梁端部、梁垫等与外界接触部位，采用外包珍珠岩或抹保温砂浆等作法来改善。

4.4 土建施工和装修

本工程采用土建与装饰工程一体化设计与施工。通过在建筑构件上预先均匀预留孔洞，在修补面上预埋固定装置，避免了在装饰施工中对现有结构构件钻孔穿孔，既提高了结构安全性，又减少了噪声和施工浪费。

5 结语

总之，在建筑行业实施绿色建筑结构设计是响应国家“节能减排，促进经济健康稳定发展”的战略实施，对于社会的可持续发展具有重要的意义。因此，在绿色建筑结构设计中，从节能、生态、经济等角度加大建筑结构优化设计，制定合理的绿色建筑结构设计方案，从而使绿色建筑得到更好使用。