绿色节能理念下的建筑结构设计探讨

李芳

（泰安市建筑设计院有限责任公司，山东泰安 271000）

在环境污染日益严重的背景下，环保问题受到了越来越多关注，并成为贯穿于各行业发展的主题。建筑行业在很长一段时间内贴有高耗能、高污染等标签，影响了建筑行业的可持续发展。新时期的建筑设计要响应国家绿色环保发展的理念，将绿色节能技术切实应用到设计的各环节当中，优化结构设计思路与内容，确保可以有效缩减建筑能耗，增强建筑工程建设的生态效益与社会效果。

1 绿色节能理念在建筑结构设计中的融入意义

随着生态理念的广泛普及，推进建筑行业的生态建设进程就必须要坚定不移地贯彻环保节能理念，将绿色意识从理论到技术结合到建筑结构设计工作当中，尽可能降低建筑工程建设的能耗，增加工程建设的生态效益与社会效益。比如，在设计钢筋混凝土结构期间，如果可以采取新型的建材，那么可以在保证结构设计质量的同时，减少混凝土使用量；在设计钢结构期间，如果可以对不同钢结构组件之间的衔接关系进行优化设计，那么同样可以缩减钢筋使用量。从这个角度来讲，建筑设计工作中融合绿色节能理念不仅符合时代要求，更是增加建筑环保性和节能性的必然选择。

2 绿色节能理念在建筑结构设计中的融入原则

2.1 节约原则

建筑结构涉及比较广的面，但是在贯彻与应用绿色节能理念期间必须要坚定不移地遵从节约这一基本设计原则，即从各种建筑结构材料的运用，或者建筑结构的外观造型及立面的确定等，都要进行优化思考，保证可以最大限度节省建材资源。在设计实践中，我们一方面要注意结构设计中生态环保特点的凸显，如要确保建筑结构设计质量的基础上尽可能提高结构空间的使用效率，另一方面也要遵从能耗控制这一基本结构设计理念，尽可能降低减少建筑能耗，提高其生态环保价值。简言之，在建筑结构设计中有效融入绿色节能理念期间，设计人员需要切实坚持贯彻节约原则，从环保、建材选择以及能耗控制几个方面出发来科学设计建筑结构，力求最大限度提高建筑结构能耗量，增加结构设计生态效益。

2.2 人本原则

所谓的人文，主要是指以人为本，这是建筑结构设计中贯彻绿色节能理念的核心原则，同时也是提高建筑结构设计合理性与有效性的关键条件。在开展绿色节能建筑结构设计实践中，设计人员需要将人本原则贯穿于建筑结构设计的始终，力求可以持续改进与优化建筑的居住环境氛围，为创造出和谐自然的生活环境而加强细节环节的完善。因此，在建筑结构设计中，我们要把绿色节能理念融合进来的同时贯彻好人本原则，如要仔细考虑居住者的使用需求等，继而保证后期建筑项目完成后可以体现出绿色和生态特征，并为人们创造一个安全、舒适的生存环境，最终可以更好地增强建筑结构设计效果。

2.3 舒适原则

在现代建筑结构设计中，绿色节能理念融入的另一个具体体现就是考虑建筑的舒适性问题。舒适是建筑设计的属性要求，所以设计人员需要切实遵从舒适原则开展结构设计工作，力求可以为居住者创设一个和谐、舒适的生存空间，满足他们的基本生活习惯和个性化生活需求。

3 绿色节能理念在建筑结构设计中的融入策略

3.1 优选建筑结构类型

在建筑结构设计中，一般会涉及比较多的结构类型，且不同类型的建筑结构本身的使用条件与特征等各不相同，所以在实际的建筑结构设计中渗透绿色节能理念期间要注意首先优化选择建筑结构的具体类型，保证可以最大限度提高建筑结构的环保节能价值。在现阶段的建筑结构设计中，主要涉及如下4 种结构类型，具体的应用条件与优势如下：①混合结构体系。该种建筑结构形式更加适用于6 层及以下建筑，本身结构的整体性与横向刚度比较好，但是平面布置灵活性比较差；②框架结构体系。该种建筑结构主要适用于15 层以下建筑工程当中，可以实现利用建筑框架结构共同承受水平和竖向的荷载，本身的结构空间布设方式更加灵活；③剪力墙结构体系。该种建筑结构体系同样可以借助纵横方向上设置的剪力墙来共同承受水平和竖向荷载，并且这些剪力墙可以用作围护墙或分隔墙来使用。剪力墙结构本身的侧向刚度比较大，可以有效抵抗侧向位移。但是该种建筑结构形式本身具有比较小的剪力墙间距，且平面布设方式不够灵活，所以不适宜应用于公共类大型建筑的结构设计中；④“框-剪”结构体系。相比较于其他建筑结构设计，框-剪结构体系可以实现进一步的优化，同时避免了框架建筑结构及剪力墙建筑结构当中的各种细节不足，不仅可以灵活布置建筑平面，同样可以创造很大的建筑空间，相应的侧向刚度也比较大。该种结构体系形式多用于10~20 层的建筑结构设计中。在实际的建筑结构设计过程中，需要注意结合绿色节能设计要求以及现阶段建筑工程建设实际情况，灵活地选择适宜的结构体系，保证可以为后续结构设计中绿色节能理念的融入夯实基础。

3.2 优选建筑结构材料

结构材料的选择是我们建筑结构设计当中重要内容，是落实绿色节能的主要环节，也会对最终的建筑结构的使用性能与质量等产生极大影响，所以在开展建筑结构设计中融入绿色节能理念时必须要合理选择建筑结构的材料。首先，结构设计人员必须要搞清楚各类建筑结构材料和结构设计工作之间的相关联系，并在此基础上优选适宜的建筑结构材料。比如，在选择砂浆和混凝土期间，要尽可能以附近地区的混凝土搅拌站为主，避免因为现场生产混凝土造成过大的噪声污染或灰尘污染问题，同时也可以避免因为场地过远增加建材运输的成本；在选择钢材或钢筋等结构材料期间，要注意合理地选择强度比较高的钢材，并且要尽可能地在相应的工厂中进行预制生产。在各种预制构件生产完毕后可以将它们运输到施工现场进行吊装作业，这样可以有效提升各类建筑结构材料循环使用的能力。此外，在选择水暖电、建筑门窗与水泥等材料的时候，也要结合实际项目的需要优先选择耐用性强、环保无污染以及可维护性强的建筑结构材料，保证可以最大限度增加建筑结构的生态环保价值，这也是贯彻绿色节能理念的重要体现。

3.3 创新运用再生能源

在设计建筑结构期间，如果可以高效利用一些再生能源，那么可以进一步降低建筑能耗，减少环境污染，提高生态效益。比如，可以结合实际的建筑结构设计现况与需求等，灵活地应用新风系统、地源热泵、太阳能等多样化的再生能源使用技术与方法来提高建筑的节能价值。比如，地源热泵本身在建筑结构设计中的合理应用可以显著降低空调系统本身运作的成本，同时可以实现减少污染物排放的目标，具体涉及合理选择一些耐久性比较好的地埋管材料，保证地源热泵可以始终保持良好的运行性能。又如，在建筑结构设计中应用新风系统之后，可以实现持续性向室内输送新风的目标，同时可以对建筑空间当中的雾霾颗粒进行有效过滤，避免室内空间出现阴冷或干燥等问题，这样可以更好地提升建筑室内空间居住的适宜性。

3.4 优化设计建筑结构

为了切实完成建筑结构设计中节能、绿色思想的融合，还要注意结合建筑工程结构体系的类型以及实际需求等来优化不同建筑位置的结构设计工作，具体的要点如下：

（1）外墙结构优化设计。作为建筑结构设计的模块之一，建筑外墙部分本身是建筑室内外热量交换的一个重要媒介，所以外墙设计优化是关系到节能问题的关键。在过去的建筑设计工作中，外墙结构本身的节能效果比较差，并且在保温性、降噪性以及隔热性等方面都有进一步提升的空间。因此，基于绿色节能理念在结构设计中的融入，可以有效结合多重生态效能实现目标，尽量增强建筑外墙结构的保温隔热性能和降噪性能等。比如，在外墙结构设计期间可以有效地应用加气混凝土自保温系统，并且对建筑外墙主体结构进行保温隔热处理，如可以借助胶粉聚苯颗粒等一些新型建材等来提升建筑外墙整体的保温隔热性，这样可以全面增强建筑外墙结构本身的节能效果。

（2）屋顶结构优化设计。以往建筑屋顶结构设计中更多地考虑结构外形设计，却容易忽略结构本身的节能效果，这使得整体屋顶结构的保温隔热性能不好。在绿色节能理念下，建筑屋顶结构设计中要更多地应用一些现代化的节能材料，并建立有效的内循环系统来改善建筑屋顶结构本身的节能效果。比如，可以在屋顶结构设计中采取铺设预制板块，或者借助纤维织物层来构成屋顶保温层等结构设计方式，提升建筑屋顶本身的保温隔热性能。

（3）门窗结构优化设计。门窗也是影响建筑能耗与环保性的重要部件，所以必须要做好门窗结构的绿色节能设计工作。比如，可以结合建筑工程所在区域以及建筑工程项目的实际情况，对门窗结构的面积比与朝向等进行合理设计，保证可以最大限度提升建筑门窗结构的节能性。此外，不同地域下的门窗结构设计规范和要求存在一定差异性，所以设计人员必须要本着因地制宜的原则，结合建筑所处区域的实际环境条件来对窗墙面积比进行优化设计，保证可以使其保持最佳的节能效果。此外，还要注意灵活应用一些新型的窗户玻璃材料，如热折射玻璃、双面夹层玻璃、吸热玻璃等等。

总之，绿色节能理念是可持续发展战略下建筑结构设计中必须要遵从的一个核心设计理念，会对建筑节能降耗性能产生极大影响。在实际的建筑结构设计中应用绿色节能理念期间，可以从优选建筑结构类型和建筑结构材料，创新运用再生能源出发，注重重点优化设计建筑窗户、屋顶与外墙等关键结构，保证最大限度增强建筑结构的保温节能效果。