钢结构建筑中的环保节能设计分析

谭庆锋(上海宝冶集团有限公司，上海 200941)

随着世界污染加重，人们对环境保护越来越重视，形成了绿色建筑设计的概念，而钢结构作为环保材料对于缓解因建筑造成的污染有着重要作用，而且我国钢材的产量以及质量都有着不同程度上的提高，钢材行业水平也有着明显的发展，有能力满足建筑的钢材需要，并能够实际运用到城市建设中。

1 钢结构建筑的优势

1.1 钢结构减少环境污染

随着时代发展，对建筑材料的要求越来越高，原有的建筑材料，像是石灰、水泥、石砖等在使用过程中，不可避免的会产生大量的粉尘以及相关的建筑废料，不仅仅会造成环境污染，而且会对工人的身体健康造成威胁，每年都会有部分工人因常年在工地施工而患病，影响身体健康，而钢材的引入恰好弥补了这一不足之处，减少了粉尘的产生，钢材也可以进行回收利用，对环境污染影响较小，能够最大程度上减少了废料的产生，实现了建筑材料的循环利用，有利于资源的可持续发展。钢材料主要是由碳素钢、合成钢等化学物质过程构成，对环境影响较少，而且生产过程制作周期短，制作简便，废气产生量较少，损耗资源也较少，所以钢材制作过程对环境影响较小，适宜大规模推广[1,2]。

1.2 钢结构的节能设计

首先，钢材在设计方面灵活多样，可以根据设计对钢材进行切割，从实际生活中，增加室内的使用面积，减少经济损耗，满足设计的个性化需求，最大程度上减少能耗，减少资源的浪费，同时钢结构建筑能够实现产业化设计，能够减少建筑工期，从而减少人力、财力的损耗，实现节能化设计。其次，钢结构工作可靠性高，具有极好的抗震性与抗拉伸性，能够有效抵抗自然灾害对于人们生命健康的威胁。综上所述，在当代建筑活动中，钢结构建筑具有节能环保的特点，符合我国保护环境的基本国策，符合时代发展的大趋势，所以，钢结构建筑在生活中得到了大力推广。

2 钢结构建筑面临的问题

2.1 钢结构耐腐蚀性差

在实际建设活动中，建筑物免不了风吹日晒，遭受风雨侵袭，而这种情景显然不适合运用钢结构建筑，钢材耐腐蚀性较差，在长期的露天环境中，很容易导致钢材的腐朽，从而导致钢材的承重力降低，影响钢结构建筑的使用寿命，造成不必要的经济损失，这就需要对钢材进行特殊的处理，例如，除锈或者涂料，但是会加大建筑成本，所以，在建筑表层并不适合运用钢材料[3-5]。

2.2 钢结构耐热不耐火

钢结构作为一种优质的节能材料，在保护环境，节约能源方面有重要作用，但是钢结构存在的缺点也限制了钢结构住宅的发展。钢结构在常温下，密封性好、结构可靠性高，但是在高温下，尤其是在温度超过150℃的情况下，钢材性质极易发生变化，熔点较高，承载能力和结构可靠性都会有不同程度的下降，并且随着温度的不断升高，持续下降，所以当发生火灾时，钢结构建筑在高温下极易发生坍塌，钢材会发生不同程度上的扭曲，从而发生断裂，造成人员伤亡，所以在钢结构建筑中一定要涂抹防火层，并且做好防火设施，做好消防演练活动，与此同时也会加大建设成本，但是总体成本与其他建筑相比还是有较大优势，并且在常温环境下，还是一种相当优质的节能材料。

2.3 对钢结构建筑认识不足

钢结构建筑是时代发展的产物，虽然钢结构建筑与传统建筑相比存在一定的优势，但是用户与开发商对钢结构建筑认识不足，导致钢结构建筑发展陷入瓶颈。首先在传统观念中，总是认为钢材价值较高，从而认为钢结构住宅建造成本较高，导致预售成本较高，使得更多的人选择混凝土建筑，选择钢结构建筑欲望较低；其次，部分人认为钢结构建筑对技术、设备等方面的要求较高，与之相反的是，钢结构建筑操作简单，设计施工便利[6,7]，对技术的要求主要集中在节能环保方面，对建设要求相对较低。最后，也是最重要的，缺少相关的技术人才，在错误观念的引导下，招募的工人大多缺少实际的建筑经验，技术门槛不高，缺少必要的专业技能，对钢结构建设过程中的专业性、技术型认识不到位，缺少对其重要性的认识，不能合理有效地进行实践操作活动，所以这就要求对相关工作人员进行职业技能培训，充分掌握相关知识技能，并且充分认识钢结构建筑行业的重要性，能够以最大的激情投入到钢结构建设活动之中去。钢结构建筑的发展止步不前与民众观念的落后有很大关系，所以，这就要求整个建筑行业的观念的改善和进步，从根本上上改变传统观念，同时要加大宣传力度，加大民众对钢结构建筑的了解[8-10]。

3 钢结构建筑的环保节能设计

3.1 使用热阻断技术

钢结构建筑在节能环保方面发挥了重要作用，主要是因为引入了热阻断技术，合理分配热能，热阻断技术主要原理是截断或者阻止热能向钢材的传输，使得钢材温度不超过临界温度，可以克服钢材耐热不耐火的缺点，阻滞了热量，避免火灾发生，达到了保护钢材的目的，同时在热学上实现了节能减排，阻断外部热能向内部传输，将热能合理分配，将热能的利用率最大化。热阻断技术在钢结构建筑中的应用广泛，例如在钢材结构上设置小孔，排放热量，经过研究显示，这种方式具有极佳的节能减排效果，或者在钢材表面设置保温材料、具有阻断功能的金属片等，热能经过保温材料和金属片吸收后，到达钢材的热能就会大大减少，会起到极佳的保温效果，对节能减排也有很好的效果，但是对保温材料要求严格，必须具有极好的保温以及电阻功能。这两种方式都是采用了热阻断原理，在保护钢结构建筑的同时，合理分配热能，起到节能作用。

3.2 防污染设计

在传统的结构建筑中，由于使用传统的混凝土、石灰等材料，或者是构造角度问题，会导致建筑结构的隔音效果不好，从而导致噪声污染，而钢结构建筑就会有效解决噪声污染问题。钢结构建筑建造过程中，由于钢材的特殊性，在声音传播过程中，会极大削弱声音，而且钢结构建筑特殊的建设角度，也会使得声音大大减弱，钢结构建筑在表层会使用隔音玻璃，内部也多使用隔音材料，所以在钢结构建筑中，噪声污染的影响几乎微乎其微。现在，随着时代发展，高层建筑越来越常见，伴随着楼层的增高，随之出现的是因阳光照射在外墙玻璃上而导致的光污染，而光污染出现的主要原因是建筑内部设计不合理，没有充分考虑光线与外墙玻璃之间的角度，从而对居民的生产生活造成极大的不便利，而钢结构建筑的防污染设计有效解决了这个问题。钢结构建筑根据绿色建筑设计原理，设计了钢结构玻璃幕墙，钢结构玻璃幕墙是使用钢材制作玻璃，并加入了防光材料，有效阻止了光线的直射，并且钢结构的融合，使其具有极强的抗震性，极大程度上减少了建筑物的重量，同时具有极强的环保节能效果，减少了城市废料以及光污染的产生。所以，钢结构建筑在保护环境、节能减排方面具有重要作用，能够有效解决光污染和噪声污染的影响，并且实现钢材建筑材料与现代科学技术的融合，促进了我国环保节能事业的发展。

3.3 使用节能型材料

在钢结构建筑建设过程中，由于钢材制作简便、施工日期短，使得钢结构建筑住宅形式灵活，可以根据现实需要进行设计，所以在实际施工过程中，多使用节能型材料，例如节能板、复合型楼板等，材质轻、污染低，在促进节能环保方面具有极大的优势，最大程度上减少建筑污染，同时也可以减少建筑物的质量，能够实现对建筑面积的有效分割，扩大使用面积，获得一定的经济效益。所以，钢结构建筑事业的发展能够推动我国环保节能事业的发展，钢结构建筑在建设过程中与多项环保技术相融合，在促进科学技术发展的同时，实现了节能减排。

4 结语

随着我国建筑事业的发展，我国钢材产量明显提高，钢结构建筑事业也得到了一定程度上的发展，各地都开展了钢结构建筑的开发与研究工作，尤其是在钢结构建设环保节能方面，钢结构建筑在环保节能以及可持续发展方面的巨大贡献，是传统的建筑行业不能比拟的，所以国家进行大力的资金与技术支持，大力发展钢结构建筑，在未来将会实现钢结构建筑与智能化等新科技产品的融合，实现钢结构建筑事业的新发展。