2018绿色商业建筑结构设计与研究
【摘要】随着经济的发展，建筑耗能成为我国的重要耗能大户，所以绿色建筑是人类对自身所处的环境存在的危机作出的积极反应，绿色建筑体现了建筑、自然和人的高层次的协调，代表了未来建筑发展的方向之一。本文主要从绿色商业建筑结构设计与研究进行探讨。http://
Abstract: With the development of economy, the energy consumption of construction has become China's important energy consumption. So the green building is the positive response to the exisiging crisis of human environment. The green building reflects the high level of coordination among building, nature and man, represents the one of building’s future development direction. This article mainly discusses green business structure design research
【关键词】商业建筑 结构设计绿色设计
Key Words: business construction, structure design, green design
中图分类号：TU318 文献标示码：A文章编号：
前言
新世纪的开始，绿色消费已经席卷全球，它正在从世界先进工业国家走向发展中国家。绿色建筑近年来在我国开始蓬勃发展。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节能、节地、节水、节材、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的空间，与自然和谐共生的建筑。
一、结构方案优化设计
1、绿色建筑的结构体系选型
我国的建筑结构体系， 从承重构件材料的类型来划分， 主要分为木结构， 砌体结构， 钢结构， 钢筋混凝土结构等 4个主要结构体系。
木结构取材直接且可循环再生，建造施工的安装和拆除简易快捷，节约能源， 对环境无污染和破坏；真正可以使建筑感到 “与自然环境亲和， 做到人及建筑与环境的和谐共处、 永续发展。 ” 从结构设计的角度分析， 木结构的自重轻， 抗震性能较好， 民谚所说的 “晃而不散，摇而不倒”“墙倒柱立屋不塌”，是舒适性和安全性相结合的结构体系。 然而我国的国情是地少人多， 森林覆盖率底，木资源不够丰富。目前木结构的房屋建筑最高只能盖到 3-4 层，并且大多局限使用在别墅房屋、 民俗场馆等建筑内。以我国有限的土地资源不可能大规模的发展别墅建筑， 也不能适应密集的城市人口发展， 所以木结构的应用是非常有限的。
砌体结构主要指的是砌块砌体结构， 并不包含粘土砖砌体结构。从绿色建筑国家标准到地方标准，都制定了禁止使用粘土砖的相关条文， 这是与我国的耕地保护政策是一致的。 由于砌块材料主要是利用砖渣， 工业废渣或矿渣制成， 节约资源和废物重复利用，因此砌块砌体结构是值得提倡的绿色建筑结构体系。钢结构亦属于绿色建筑结构体系。 钢结构尤其是轻钢结构，其自重轻，抗震性能好， 主要结构材料均属可再生重复利用的材料，大量的构件系工厂化生产能保证工程质量， 施工周期短且环境污染较少，是典型的绿色建筑。
我国目前的钢结构设计主要用于大型公共建筑和超高层办公建筑，而钢结构住宅较少。 这是由于钢结构住宅的造价相对于砌体结构和钢筋混凝土结构还比较高的因素。但是从长远来看， 钢结构住宅无疑是住宅产业化和发展的主要方向，亦是未来中国绿色建筑的主要结构体系。
钢筋混凝土结构现阶段仍然是我国建筑的主导结构体系，虽然在国外已有专家明确提出钢筋混凝土结构的建筑为非绿色建筑。这是结构设计在我国绿色建筑应用中首当其冲的大问题。钢筋混凝土结构建筑使用大量的水泥， 砂， 石等材料， 产生的粉尘和二氧化碳直接影响环境和气候，拆除钢筋混凝土建筑后的废弃物大部分亦无法回收重新利用。当钢筋混凝土结构体系作为目前我国绿色建筑的主要结构体系时，结构设计工程师所要考虑和解决的主要问题就是如何减少和降低其对环境影响； 如何提高混凝土耐久性， 延长混凝土建筑物使用寿命。所以为减少使用混凝土的用量， 采用高性能混凝土、高强钢筋、 轻质填充墙以减小结构构件尺寸和减少建筑物自重； 对结构体系进行优化设计， 多种结构方案比较做到经济合理；采用大开间空心楼盖结构或大跨度预应力结构等新型结构形式。
目前，商业建筑一般采用钢筋混凝土结构，所以节能、环保成为重要的问题。
2、使用绿色高性能混凝土
利用可再生能源和材料据有关资料推算 ,全世界每年混凝土的总生产量超 过60亿m 3 ,每立方米混凝土中水泥的含量大约在10%左右, 这样每年生产混凝土所用的水泥就达 10 亿t―1 5亿t左右。每生产1t水泥约向大气排放1tCO 2 , 则每年生产混凝土所用水泥向大气排放10亿t―15亿t左右CO 2 ,这个数字约占全球温室气体排放量的 4%―7% 左右。其次,生产混凝土还要消耗大量的砂、砾石和碎石,同时还需要大量水。可见发展绿色混凝土的必要性。
一般可选用高标号混凝土,同时要求掺加高效外加剂、矿物细掺料来替代水泥等原材料。利用粉煤灰、矿渣及其他工业废料来替代搅拌混凝土中水泥等骨料。可利用丰富的可再生水资源储备,采用再生工业水、再生雨水回收水用于养护混凝土、冲洗混凝土运输车和混凝土搅拌,配和优化混凝土骨料级配,使用超塑化剂 、 减水剂等添加剂,节约城市饮用水等淡水的使用。
二、商业建筑各部位的绿色构造设计
建筑围护结构主要由墙、屋顶和门窗构成。建筑物的能耗主要取决于围护结构的热传导和冷风渗透，住宅围护结构的散热量要占采暖热耗的1／3以上。如果建筑围护结构具有良好的保温隔热性能，便可减少室内、室外的热量交换，从而减少所需要提供的采暖和制冷能量。在选择维护结构节能材料时，应考虑材料的使用寿命，如屋顶或外墙采用泡沫玻璃、无机保温砂浆等无机类保温隔热材料，外墙直接使用自保温砌块，可与建筑物同生命周期。炎热地区使用浅色饰面，减少太阳辐射吸收热量。
1、外墙的建筑节能设计
外墙的面积是建筑围护结构的主体，因而外墙体的保温设计相当重要，采用新的节能墙体材料。墙体节能是采用高效保温隔热材料附着或填入墙体内，以提高墙体的热阻。复合墙体越来越成为当代节能墙体的主流，其一般做法是用砖或钢筋混凝土作承重墙并与绝热材料复合。某些单一材料墙体也可以起减少能耗的作用。
2、窗的节能设计
窗在建筑中的主要作用是采光、通风，同时也起围护作用。窗既是耗热构件，设计合理也可成为得热构件，因此，建筑节能中要设法减少窗耗热和提高窗得热。
窗大小与空调负荷关系甚大，窗墙比宜适当控制。在窗墙比的选择上。应区别不同的朝向。对南向窗，在选择合适玻璃层数及采取有效措施减少热耗的前提下可适当增加窗面积，充分利用太阳辐射热；而对其他朝向的窗，应在满足居室采光环境质量要求的条件下适当减少开窗面积以降低热耗。辐射热；而对其他朝向的窗，应在满足居室采光环境质量要求的条件下适当减少开窗面积以降低热耗。
3、屋顶绿色设计
绿色屋面不仅能美化城市，还能净化空气、吸尘隔音、保温隔热和减缓城市热导效应。有研究显示，在炎热的夏季，屋顶有植被的大楼比没有植被的大楼温度低2℃―3℃。商业建筑拥有较大面积屋面，设计中综合考虑，屋面以绿化、休闲和停车相结合，在充分利用建筑空间的前提下，最大限度实现屋面绿色设计。
屋顶采用简式轻型的绿化：以草坪为主，配置多种地被和花灌木等植物。用不同品种的植物配置出图案，结合步道砖铺装出图案。屋面隔热层采用250厚挤塑聚苯乙烯板，导热系数 0.03 W/(m 2?K)，再加上500 mm厚的种植层，屋面传热系数为0.511 W/(m 2?K) ≤ 0.55W/(m 2?K) 。为此，结构设计中屋顶每平方米恒载重量增加约为50 kg，水饱和状态也不超过100kg 。经过结构计算分析，采用绿色屋面比采用普通屋面结构造价增加 20% 左右，基础部分造价增加 3% 左右 , 钢筋混凝土梁柱造价增加 1% 左右，综合算出整个工程综合造价增加2%~3% 左右。
4、细部构造
建筑物凹凸拐角处及交接节点等容易产生冷桥，造成能耗加大，甚至引起结露、透露现象。针对这一点，我们在设计中通过调整结构构件布置、完善建筑作法来避免。此外，对于过梁，圈梁、嵌入墙体的梁端部、梁垫等与外界接触部位。采用外包珍珠岩或抹保温砂浆等作法来改善。
结语
总之，“绿色建筑”、“节能建筑”成为建筑设计的重点，因此，在绿色商业建筑设计中，加强对绿色建筑设计理念探讨，重点研究绿色建筑的设计过程及方法。参考文献
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