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摘要:随着我国经济水平的不断提高,越来越多的建筑拔地而起,在生态环保理念下,亟需优化绿色建筑结构设计。对此,本文首先对绿色建筑的概念进行了介绍,然后对基于生态环保理念的绿色建筑结构设计要点进行了分析,并结合工程实例,对绿色建筑结构设计方式进行详细探究,以期为类似工程提供借鉴。
关键词:生态环保理念;绿色建筑;结构设计
引言
绿色建筑即生态建筑,它是指在建设过程中,充分利用可再生资源、尽量减少合成材料的使用量、节约资源、保护环境。生态建筑建设中遵循的基本原则是节能、环保、可持续发展,绿色建筑的设计理念是建筑与自然和谐共生。目前大多数绿色建筑主要依靠太阳能达到节能减排的目标。随着国家经济的发展和生态环境问题的突出,人们逐渐认识到了环境保护的重要性。在这样的背景下,生态环保性绿色建筑逐渐受到人们的热捧,并且有着极其广阔的发展前景。但是,我国的绿色建筑事业还处在初步发展阶段,在结构设计方面还存在很多问题,严重制约了我国绿色建筑事业的发展。要实现生态环境保护的目标,发展绿色建筑,必须要做好绿色建筑的结构设计工作。
1生态环保理念背景下绿色工程结构设计的现实意义
现阶段,科学技术水平的不断提升,使得人们对工程结构设计的可持续性应用需求越来越大。然而,实际建筑设计过程,却未将其充分重视起来,这就使其建筑工程项目建设使用的生态环保理念未能发挥出应有的作用价值。此建筑行业发展情况,在很大程度上阻碍了当前经济建设的全面发展步伐。针对这一问题,相关建设人员应加大对建筑设计中绿色工程结构的设计研究力度,即在明确绿色设计理念应用控制要点的情况下,找出高效作用于实践的方法策略。这是实现当前现代化经济建设背景下建筑行业可持续发展目标的重要课题,相关人员应将其作为重点研究对象,以降低经济高速发展给生态环境所带来的污染影响。
2生态环保理念下的绿色建筑结构设计要点
2.1地基基础设计
设计人员在进行地基基础设计时,必须根据建筑所在地勘察的实际情况以及建筑结构的特点,合理的进行地基基础的设计。由于基础在建筑工程总成本中占有较大的比例,所以,设计人员在进行地基基础设计时,必须综合的进行多种方案的对比分析以及论证,尽可能的根基建筑物所在地的实际情况,采用建筑材料消耗量较小的结构设计方案,才能从根本上降低建筑结构设计对生态环境造成的影响。另外,根基建筑结构设计的特点和要求,设计人员应该在满足地基基础强度与建筑物沉降要求的基础上,优先考虑使用天然地基以及预制桩的地基基础设计方式,这样不仅有助于桩基承载力的充分发挥,而且也满足了绿色建筑设计理念的要求。
2.2建筑结构优化设计,降低工程造价
在建筑结构设计中,除了要考虑建筑的美观、耐用外,还要尽可能地降低工程造价,减少建设成本。当然,结构优化的前提是必须要遵循节能环保的原则,在保证建筑质量的同时,尽可能减少建筑的资源消耗。根据某研究结果可知,建筑中能源消耗最大的为热能和电能,其次为水资源。在建筑结构设计中,必须要考虑到建筑的类型,如商业建筑,需要尽可能节约建筑热能和电能,并且要保证建筑的安全性;在民用居住型建筑中,要注意节约水能和热能。除此之外,在建筑结构设计中,还要根据建筑位置、建筑整体刚度要求等等合理布置建筑结构,在设计时反复推敲,考虑到节能、环保、实用性、耐久性等各个方面的因素,在此基础上控制建筑的刚度和稳定性。举例来说,钢结构建筑具有自身重量较轻、地基受力较小、投入成本较低的特点,将这种建筑结构应用于地震灾害频发的地区,具有较强的实用性,因为它的自重很轻,方便拆卸和安装,可以在短期内建成,具有很强的抗震性能。但是,如果将这种结构的建筑应用于台风频发的地区,便失去了优势作用。混凝土结构的建筑自重较重,结构不可拆卸,一旦拆卸不可恢复,抗震性差,投入成本较高,但具有较强的抗寒功能,在工业化城市中,这种建筑是比较普遍的,并且具有较高的安全性能。但是,这种建筑的材料一般是不可重复使用的,在环保方面不具有显著的优势。在结构的优化设计中,可以采用绿色综合分析的方法,在保证建筑安全要求、质量要求的前提下,采取生态环保性能最高的建设方案,减少建设成本,降低建筑能源消耗。在结构优化中,设计人员必须要有勇于创新的精神,要敢于突破传统的局限,设计出新的作品,在满足质量要求的同时,尽量提高建筑通风效果和保暖效果,减少建筑建设成本,降低工程造价。
2.3选择低碳环保的建筑结构形式
结构设计形式选择的是否科学合理是影响绿色建筑结构优化设计目标能否顺利实现的关键。所以,设计人员在选择建筑结构时,必须深入的进行建筑工程使用功能与空间要求的分析和研究,根据分析数据选择轻质且低耗能的结构类型,才能达到节约资源与降低能源消耗的目的。另外,为了设计出形式多样的建筑结构,设计人员可以采取弹性可变的结构设计方式,这种设计方式不仅有助于建筑物使用多样性的提升,而且也有助于工程造价的降低。
2.4大力开发使用钢结构
钢结构因为去自身所具有的对环境影响较小的特点,而被广泛的应用于绿色建筑结构的设计中。就目前而言,由于钢结构具有力学性能突出、抗震性能优良、延性、耐久性好等特点,所以钢结构已经成为了绿色建筑结构类型设计中最重要的原材料之一。由于钢结构自身的刚度相对较大,所以其在实际应用过程中所承受的结构荷载也相对较大。另外,钢结构材料所具有的材料可回收再利用以及性能损耗较小等各方面的特点,也与我国所倡导的绿色建筑结构设计理念紧密的融合在一起。
2.3对建筑进行全寿命评价
由于绿色建筑结构方案设计阶段,是一个系统且综合的过程,因此,设计人员应对设计系统进行优化控制。即通过全面的、综合的评估,来提高节能设计方法应用的科学合理性。(1)列出与绿色建筑全寿命周期相关的各类信息,并根据设计目标要求,确定评价因子。其中使用耗能,作为评价节能建筑的重要评价因子。(2)采集与评价指标相关的数据信息与特征,并对其进行定性与定量分析。而后,就可将其转换为模糊评价向量,以建立评判模糊矩阵。(3)利用德尔菲法、判断矩阵分析法以及专家调查法,来确定评价指标的权重,进而从整体上进行调整,最终形成权重模糊子集。
结束语
综上所述,绿色工程结构设计要想落实生态环保理念,需结合工程项目的设计情况,采用最具效用的设计约束条件,即全寿命周期设计手段,来使节能环保材料的设计使用达到目标价值。事实证明,只有这样,才能将充分体现生态环保理念的绿色工程结构设计,融入绿色工程项目。为此,相关建设人员应将上述分析内容与研究结果,更多地作用于实践,以优化建筑工程建设使用环境的节能减排效果。
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