綠色建筑結(jié)構(gòu)評價與設(shè)計淺析

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摘要本文總結(jié)了在規(guī)劃設(shè)計階段與結(jié)構(gòu)相關(guān)的綠色建筑評價指標(biāo)，主要體現(xiàn)在安全耐久、資源節(jié)約和提高創(chuàng)新三個方面；綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點關(guān)注主體結(jié)構(gòu)、材料選取、工業(yè)化一體化以及綠色創(chuàng)新設(shè)計等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞綠色建筑;評價指標(biāo);結(jié)構(gòu)設(shè)計

我國自２００５年國務(wù)院（國發(fā)［２００５］２１號）［１］和建設(shè)部（建科［２００５］９８號）［２］提出資源節(jié)約的目標(biāo)和要求后，開展綠色標(biāo)準(zhǔn)化研究。通過借鑒國際先進經(jīng)驗，結(jié)合我國經(jīng)濟發(fā)展和資源建設(shè)等實際情況，先后頒布實施２００６版、２０１４版、２０１９版國家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》［３］、２０１０版國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑綠色設(shè)計規(guī)范》［４］，北京、江蘇、吉林、山東等省市先后頒布不同時期地方標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》［５］，指導(dǎo)我國的綠色規(guī)劃與建設(shè)有序進行，保證綠色施工和綠色運營順利的展開。經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可知，截至２０１７年底，全國范圍內(nèi)總計審批通過的綠色建筑標(biāo)識過萬個，總計建筑面積超１０億ｍ２。新時代新形勢下，人們的消費模式發(fā)生改變，節(jié)能意識不斷的提高，綠色發(fā)展理念是非常重要的，為人類社會可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

１綠色建筑評價體系

綠色建筑闡述了全新的內(nèi)涵，在滿足傳統(tǒng)建筑功能性、經(jīng)濟性的基礎(chǔ)上，追求在全壽命周期的時間內(nèi)，通過采取因地制宜的措施，采用綠色環(huán)保材料以及創(chuàng)新技術(shù)措施，減少建筑運行環(huán)節(jié)的污染和廢棄物的排放，營造出健康、舒適、和諧、安全的生存空間，達到人與自然和諧共處的效果。根據(jù)目前我國的綠色建筑評價體系，其需要滿足節(jié)地、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保等方面的要求。評價指標(biāo)可分為五類：安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約、環(huán)境宜居。此外，綠色建筑提倡創(chuàng)新發(fā)展，應(yīng)用新材料、新工藝、新技術(shù)。綠色建筑劃分為四個等級：基本級、一星級、二星級、三星級［３］。在綠色建筑滿足所有控制項的指標(biāo)后，即符合基本級的要求，三星級是最高級，得分值最高，同樣要求也最為嚴(yán)格。目前，我國大部分省市開始執(zhí)行綠色建筑施工圖技術(shù)審查的要求，有力推進了綠色建筑發(fā)展，綠色建筑由引領(lǐng)性向強制性方向轉(zhuǎn)變。綠色建筑評價通常都是在建筑工程全部施工完成后開展的，參照國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對綠色建筑評價標(biāo)識材料和清單等方面展開審查，根據(jù)各項合格的性能指標(biāo)累計的評分值確定綠色建筑達到的星級標(biāo)準(zhǔn)。

２結(jié)構(gòu)相關(guān)的綠色建筑評價

綠色建筑需要對整個建筑的全壽命周期進行綜合性評價，包含材料生產(chǎn)、設(shè)計、施工、運維、拆建等，每一個環(huán)節(jié)的評價標(biāo)準(zhǔn)和要求都是不同的，使用的指標(biāo)也不同。在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，進行綠色建筑評價應(yīng)該遵循《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》ＧＢ／Ｔ５０３７８－２０１９［３］的要求，結(jié)合相關(guān)指標(biāo)進行評價。

２．１安全耐久（見表１）

２．２資源節(jié)約（見表２）

２．３提高與創(chuàng)新（見表３）

３綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點內(nèi)容

綠色建筑評價體系提供了完備的指標(biāo)要求，可以在建筑設(shè)計階段作為基本框架，指導(dǎo)和貫穿綠色設(shè)計全過程。結(jié)構(gòu)對建筑的生態(tài)和能源消耗影響大，在設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)工程師掌握綠色建筑專項設(shè)計內(nèi)容，深刻理解綠色設(shè)計內(nèi)涵，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計具備安全性、科學(xué)性、合理性，滿足綠色技術(shù)指標(biāo)要求，減少全壽命周期內(nèi)能耗，提升綠色建筑效果。

３．１主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

主體結(jié)構(gòu)方案應(yīng)從抗震概念設(shè)計的角度出發(fā)，采用基于性能的抗震設(shè)計，重視結(jié)構(gòu)的抗震性和安全性。選擇建筑場地時，盡可能采用對抗震有利的場地，避免采用對抗震不利的場地，同時避免滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地帶；明確建筑形體，保證規(guī)則性，按照國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，對不規(guī)則的建筑采取加強措施；不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案。根據(jù)綠色建筑星級確定需要提高的抗震性能指標(biāo)要求，優(yōu)先采用減震隔震技術(shù)，減少主體結(jié)構(gòu)對地震力的反應(yīng)，既可以保證建筑安全耐久，又可以減少資源消耗。結(jié)構(gòu)布置方案應(yīng)有利于提升建筑的適變性，可以較靈活地配合建筑平面布置的變化，設(shè)計中充分利用建筑方案和結(jié)構(gòu)布置的潛力，適應(yīng)后期業(yè)主對建筑使用空間和功能改造的需求。例如，采用大開間、大進深結(jié)構(gòu)布置方案，靈活布置內(nèi)隔墻等措施，減少使用空間重新布置時造成的破壞，延長建筑使用壽命。結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載取值可適當(dāng)提高，以滿足后期建筑使用功能變化的要求。

３．２結(jié)構(gòu)材料選取

鼓勵采用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的材料，其占比應(yīng)超過６０％［３］，有利于減少建材跨地區(qū)運輸產(chǎn)生的碳排放、降低環(huán)境污染，減少運輸過程中燃油消耗和建材損傷。采用預(yù)拌混凝土和預(yù)拌砂漿作為材料供應(yīng)，以減少現(xiàn)場作業(yè)量，從而降低噪音強度。選擇耐久性好的材料。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境，控制混凝土的水膠比、氯離子及堿含量，通過提高混凝土強度等級，增加鋼筋保護層厚度、加入耐久性摻合料等方法提高材料耐久性；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境，選擇高耐腐蝕性能的鋼材，并在施工后及時采取噴涂表面防護層等防腐蝕措施。合理選用高強度材料，促進結(jié)構(gòu)向輕量高強方向發(fā)展。例如，可以采用強度不小于４００ＭＰａ級的高強度受力鋼筋，采用強度不小于Ｃ５０的高強度混凝土，采用強度不小于Ｑ３４５的高強度鋼材。選用可循環(huán)再利用的材料，是綠色發(fā)展理念有利的落實措施，實現(xiàn)材料的反復(fù)使用，提高材料利用率，可以節(jié)約資源，降低能源損耗，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染等問題，還能夠產(chǎn)生較高的經(jīng)濟價值與社會效益。例如，在鋼結(jié)構(gòu)建筑工程中，鋼材回收率是非常高的，超過８０％。在現(xiàn)澆混凝土建筑工程中，混凝土是主要材料，其回收率較低，現(xiàn)場澆筑混凝土還會產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，所以在條件允許的情況下，應(yīng)盡量減少使用。基于此，以傳統(tǒng)建筑工程和傳統(tǒng)建筑材料為出發(fā)點，研發(fā)新工藝、新技術(shù)，提高材料利用率，避免嚴(yán)重的環(huán)境污染問題發(fā)生。

３．３工業(yè)化一體化設(shè)計

推動建造方式創(chuàng)新，采用標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化建造的結(jié)構(gòu)形式，積極推進鋼結(jié)構(gòu)、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，到２０２６年，我國裝配式建筑預(yù)計占比達到３０％。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，地上結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件應(yīng)用混凝土體積占比應(yīng)最少達到３５％［３］。在建筑工程的各個區(qū)域內(nèi)，采用土建與裝修一體化設(shè)計的方式，在設(shè)計圖紙中體現(xiàn)并預(yù)設(shè)裝修環(huán)節(jié)需要的孔洞、配件等。工業(yè)化一體化設(shè)計與建造，有利于提高構(gòu)件工廠化生產(chǎn)的范圍，保證材料產(chǎn)品質(zhì)量，減少施工現(xiàn)場人員和機械的運轉(zhuǎn)，節(jié)約時間和經(jīng)濟成本，減小社會影響和污染排放，有利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念，促進建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

３．４綠色創(chuàng)新設(shè)計

綠色創(chuàng)新設(shè)計以先進科學(xué)技術(shù)作為依托，比如應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)，即ＢＩＭ技術(shù)，對建筑整個壽命周期內(nèi)進行全面的監(jiān)控和管理。ＢＩＭ技術(shù)具備可視化、三維建模等功能，有利于實現(xiàn)各個部分相互配合，提升設(shè)計水平及管理效果，保證現(xiàn)場施工順利的進行。提倡在節(jié)約資源、環(huán)境保護、安全健康、歷史傳承等方面進行創(chuàng)新發(fā)展，應(yīng)用新材料、新工藝與新技術(shù)，并有明顯效益，以此提高綠色建筑技術(shù)水平。

４結(jié)語

綠色建筑是現(xiàn)代社會全面快速發(fā)展之下逐步形成的理念，是科技進步的產(chǎn)物，保證在全壽命周期內(nèi)達到健康、環(huán)保、舒適、安全、高效的要求，實現(xiàn)人與自然和諧共處，為人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。在規(guī)劃設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)相關(guān)的綠色建筑評價主要體現(xiàn)在安全耐久、資源節(jié)約、提高創(chuàng)新三個方面，涉及節(jié)地、節(jié)材、保護環(huán)境等內(nèi)容。科學(xué)合理進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，在保證結(jié)構(gòu)的安全可靠的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)建筑的綠色性能。綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)重點關(guān)注主體結(jié)構(gòu)、材料選取、工業(yè)化一體化以及綠色創(chuàng)新設(shè)計等方面。

作者:程宏光 單位:軍事科學(xué)院國防工程研究院