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摘要:随着房屋建筑业蓬勃发展,房屋建筑设计越来越科学合理,但仍然存在一定的问题,那就是房屋建筑业能源的浪费现象较为严重。就社会能源总消耗量来看,建筑的能源消耗量占很大的比重,因此,加强当前房屋建筑设计中的节能环保刻不容缓。如果对房屋建筑设计中的能源消耗问题不加以重视,那么房屋建筑业的发展将受到严重的阻碍,同时也阻碍了社会可持续发展的进程。本文首先介绍了房屋建筑结构设计绿色环保节能的意义,然后对房屋建筑结构设计中绿色节能环保理念的应用方式进行了详细探究。
关键词:房屋建筑;结构设计;环保节能
在社会经济快速发展过程中,能源消耗量不断增加,这也导致能源紧缺问题十分突出,人们越来越重视环保问题。房屋建筑是人们生存和生活的主要场所,具有高能耗、排放及污染严重的特点,因此需要将资源节约和环境友好意识纳入到建筑设计理念中来,在房屋结构设计中引入节能设计,实现能源的充分利用,减少污染,使房屋建筑能够与现代化城市建设理念相符。
1建筑绿色节能设计的基本原则
在针对住宅建筑进行绿色节能设计时,需要遵循几个基本的原则,一是健康舒适,满足用户对于自身居住环境的舒适度需求。建筑设计人员应该对绿色节能材料进行合理选择和使用,在保证住宅基本功能的前提下,提升其舒适度。例如,需要充分考虑住宅的采光、保温、隔热、通风等各方面的需求,创造出一个健康舒适的居住环境;二是和谐发展,绿色节能住宅的本质,就是实现人与自然的和谐发展,因此,在对住宅进行设计规划时,需要充分考虑其对于周边环境的影响,确保自然环境与人文环境的有机融合,实现相互之间的平衡。同时,应该考虑建筑所处区域的人文因素,合理选择住宅结构和施工材料,确保能够更好的融入区域特色;三是合理利用,绿色节能从另一个角度来讲,就是对资源的合理利用。现阶段,我国建筑行业中普遍存在着高能耗低效率的问题,能源和资源的浪费严重,这也是导致环境污染的主要原因。对此,在进行住宅建筑的绿色节能设计时,应该结合具体情况,制定切实有效的方案,实现对资源和能源的充分利用,尤其需要重视一些耗能较大的环节,如供水、取暖等。在此基础上,还应该加大对于新的节能环保技术和绿色能源的开发,考虑建筑材料的重复利用,减少对于自然环境的影响和破坏。
2房屋建筑结构设计中的绿色环保节能实例分析
2.1项目概况
某建筑是一座低能耗建筑,总建筑面积为6106m2,南面3层,北面5层,基地主出入口位于南侧,该建筑主要以研发实验办公为主。
2.2选用绿色高性能混凝土
根据有关资料统计表明,我国每年混凝土的耗用量约为60亿m3,每年水泥的耗用量达到11-15亿吨,每生产1吨水泥,会向大气中排放约1吨的CO2,即每年我国因生产水泥而导致的CO2排放量就达到11-15亿吨,这一数值在我国温室气体排放量总数中占据4-7%的比例。而在生产混凝土时还需要使用到很多材料,包括水、沙石及各种添加剂等,这都会耗用大量的能源,产生大量的污染。为了能够达到节能环保的根本目标,就必须加强对绿色混凝土的探索与研究。在本工程中使用的是高标号的混凝土,然后在其中加入废渣以及外加剂等来替代一部分水泥,而且也可以在配制混凝土的时候,采用一些减水剂来节约一定量的水资源,这样就有效减少了对水资源的利用,更加节能。以上的种种方法都是积极应用绿色混凝土的措施。
2.3用高标号高强度的建筑材料
由于此工程会存在非常大的使用荷载,因此也就会带来很大的底层框架柱负荷。在此状况下,就要合理地选择框架柱混凝土强度等级,经过一系列的分析比较之后,最终选择使用C50混凝土,选用此种高标号混凝土,不仅能够在有效减小构件截面的情况下,保证框架柱的轴压比在规范规定的范围内,而且还能够节省建筑面积,减小柱混凝土的使用量。除此以外,通过对梁柱等不同构件的受力钢筋进行对比研究,最后在梁柱钢筋设计中选择使用HRB500级高强度钢筋,经初步计算,钢筋用量能够节约大概15%。现浇混凝土采用预拌混凝土;建筑砂浆采用预拌砂浆;合理采用高强建筑结构材料(混凝土结构:采用400MPa级及以上受力普通钢筋,竖向承重结构采用C40及以上混凝土;钢结构:采用Q345及以上高强钢材);合理采用高耐久性建筑结构材料,高耐久性混凝土、耐候结构钢或耐候型防腐涂料;采用可再利用材料和可再循环材料;使用以废弃物为原料生产的建筑材料;采用耐久性好、易维护的装饰装修建筑材料(清水混凝土、外立面材料(玻璃幕墙、石材幕墙、金属板幕墙、人造板幕墙)、室内装饰装修材料)。
2.4优化建筑结构整体绿色节能环保设计
绿色节能环保设计能贯彻在建筑结构总体优化中,确定设计方案前,建筑单位应组织考察相关设计人员,深入剖析施工区域气候条件、地质地貌,科学规划建筑外部整体朝向,为房屋建筑营造良好微气候条件,达到绿色节能目的。建筑整体结构绿色节能环保设计主要体现在:①建筑屋顶,根据区域实际环境,可以选择坡度屋顶,在有条件的情况下,可以使用保温隔热型材料,如架空型、高效保温型等。同时可以在屋顶种植相应的植物,不仅增加了房屋结构整体美观价值也保障了绿色环保;②建筑屋面设计,受到区域环境因素的影响,屋面绿色环保设计也有所不同,对于我国气候较寒冷的北方地区,可以选择防水性能好的材料,延长屋面使用寿命,实现真正意义上的节能环保。对于我国气候较温暖的南方地区,可以适当采取一些绿化措施,保护生态环境的同时,促进生物多样化。
2.5创新驱动、提升品质
传统现场施工中,一栋建筑面积15000m2左右,30层楼住宅,从土方开挖、主体、安装、装饰内毛坯外瓷片结束单体交工,通常工期为18个月;简单换算成工厂化生产,年产能15万m3的生产线,15天内可生产完同样建筑面积住宅的构件;2个月内可组装完成。根据万科已有工程实例,采用工业化生产方式可比传统节省工期1/3左右,即6个月。普通3层350m2左右民居,传统建造方式通常需要5个月左右方可交工,工业化方式一般构件生产只需1天,现场拼装只需3d时间(快而居实验楼实例)。高效的生产效率尤其对于抢险工程、灾后重建等特殊需求有着重要的意义。建筑工业化带动设计、施工、建材、化工、机械、电子、装饰等50多个关联产业的近2000种产品技术创新;新技术、新材料、新设备和新工艺大量运用,使隔音、保温、抗震、耐火、防水等性能大大改善,提升建筑安全性、舒适性和耐久性。建筑工业化促进建设标准规范化、流程系统化、技术集成化、部品工业化以及建造集约化。
随着建筑行业的飞速发展,使得建筑工程对环境带来的破坏以及能源消耗问题日益严重,这对人们的居住环境与能源保护产生了不良影响,这使得“绿色建筑”的实现越来越具有紧迫性。所以,在建筑领域的前期工作———建筑结构设计阶段就要做好绿色节能环保工作,要尽可能地研发并选用新型节能设备以及节能材料,不仅要对建筑专业本身进行节能设计,还要对结构专业及各公用专业进行绿色设计,在充分确保建筑工程主体框架质量的同时,采取有效措施使之满足绿色节能环保的要求。目前,“绿色建筑”已成为21世纪建筑发展的主流,越来越受到人们的重视,在此,也呼吁更多的建设单位、设计单位、施工单位共同行动起来,尊重自然、保护生态,共建“绿色建筑”,共建“美好家园”!
参考文献:
[1]王怀.关于房屋建筑设计中节能设计的探讨[J].科技风,2010(13).