文/劉育平、王樂 陜西省建筑設計研究院有限責任公司 陜西西安 710018

綠色建筑的結構優(yōu)化設計探析

文/劉育平、王樂 陜西省建筑設計研究院有限責任公司 陜西西安 710018

隨著科技的發(fā)展和社會的進步，各行業(yè)也在帶動下穩(wěn)定向前發(fā)展。人們的觀念也在不斷更新，并逐漸認識到了可持續(xù)發(fā)展的重要性，并將這種觀念融入到生活和工作中。建筑行業(yè)作為領頭領域，近年來發(fā)展迅速，更多的新型建筑工程理念與建筑形式不斷涌現(xiàn)出來，綠色建筑就是其中一種，更好的將可持續(xù)發(fā)展的觀念融入其中。綠色建筑具有降低建筑對環(huán)境的負荷，節(jié)約資源和能源，為人們提供舒適性良好、健康、安全的生活環(huán)境，與自然環(huán)境和諧相處并可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)點，符合當前社會發(fā)展需求，也正因這些優(yōu)勢，使綠色建筑已經(jīng)成為社會各界關注的焦點。本文對綠色建筑的作用做了簡單闡述，在綜合性能考慮下，對綠色建筑設計提出了優(yōu)化對策。

綠色建筑；結構優(yōu)化設計；綜合性能；策略

近年來，隨著能源匱乏情況的逐漸加深，人們越來越意識到綠色環(huán)保的重要性，可持續(xù)發(fā)展理論也逐漸在各行業(yè)中應用。建筑行業(yè)是領頭行業(yè)，在經(jīng)濟帶動下發(fā)展顯著，基于環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展理論，綠色建筑應運而生。綠色建筑具有自然和諧、保護環(huán)境、節(jié)約資源等優(yōu)點，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑，因此，綠色建筑行業(yè)得到快速的發(fā)展。綠色建筑在設計的過程中，不僅僅應該考慮自身的經(jīng)濟、美觀以及適用等特性，更應該從資源、環(huán)境等綜合性能方面進行考慮，以此實現(xiàn)對綠色建筑的優(yōu)化設計。

一、結構優(yōu)化設計在綠色建筑中的作用

1.從綠色建筑造價方面分析

眾所周知，綠色建筑與一般建筑相比建設成本略高。根據(jù)研究統(tǒng)計一星、二星級綠色建筑每平方米要增加50至100元左右，三星級綠色建筑要增加200元左右。從工程造價方面分析，建筑設計階段的結構設計就決定了整個建安造價的40%到60%以上[1］。同時，和發(fā)達國家相比，我國的建筑平均用鋼量大大高于他們。與社會平均水平相比，經(jīng)過結構優(yōu)化的住宅和公建的鋼筋混凝土工程項目，一般每平方米工程造價可以節(jié)省60到170元，鋼結構或城市綜合體潛力更大。由此可見，在節(jié)省建設資金方面，綠色建筑的關鍵環(huán)節(jié)是綠色建筑設計，綠色建筑設計的關鍵環(huán)節(jié)是結構優(yōu)化設計。所以，結構優(yōu)化設計是實現(xiàn)綠色建筑的重要途徑。

2.從節(jié)約資源，保護環(huán)境、減少污染方面分析

目前，鋼筋混凝土結構依然是我國建筑工程中的主導結構[2］。我國的絕大部分建筑采用的是現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結構，大量的使用水泥、砂石、鋼筋。其中水泥不僅消耗了大量的能源還造成了大量的污染，因此迫切的需要減少材料的用量，降低資源消耗，減少鋼材、水泥的消耗，減少生產(chǎn)過程中的碳和其他污染物的排放，減小對環(huán)境的影響。而結構優(yōu)化設計在降低建筑中鋼筋、混凝土消耗具有關鍵作用。

二、綜合性能分析下的綠色建筑優(yōu)化設計策略

1.綠色建筑地域性空間組織模式設計優(yōu)化

綠色建筑的建筑設計應該在傳統(tǒng)建筑設計的基礎上加上相關的參數(shù)，例如地域、氣候、技術、文化以及環(huán)境等，綠色建筑地域空間組織模式設計的優(yōu)化原則是依賴于自然界的生長規(guī)律，將地域元素增加到建筑設計中，重視人在綠色建筑中的空間感受，其設計優(yōu)化主要表現(xiàn)為：從設計手法、視覺形態(tài)、空間布局關系等方面進行優(yōu)化，提取地域建筑形態(tài)特征，再結合建筑地域的技術水平、文化程度、經(jīng)濟發(fā)展狀況等條件，進行調查、研究以及轉換等，以實現(xiàn)控制設計形態(tài)、優(yōu)化綠色建筑的效果。同時，綠色建筑的生態(tài)系統(tǒng)是一個由人類、地質、大氣環(huán)境、土壤等組成的復雜體系，通過考慮綠色建筑的綜合性能，保證綠色建筑能夠體現(xiàn)整個地域的風貌以及價值體系，并根據(jù)地域環(huán)境的實際變化，真正的達成和地域環(huán)境系統(tǒng)和諧相處的優(yōu)化設計目標。

2.綠色建筑設計流程的優(yōu)化

綠色建筑設計流程的優(yōu)化應該以《綠色建筑評價標準》為準則，對現(xiàn)有的綠色建筑流程進行優(yōu)化設計：其一，優(yōu)化設計團隊。綠色建筑項目的設計團隊應該根據(jù)綠色建筑的目標為基礎，配備相應的設計團隊和人員，并分配相應的職責，其中包括工程造價師、環(huán)境評估人員、專項技術廠家、綠色建筑咨詢工程師、建筑設計師、室內設計工程師、景觀設計工程師等；其二，優(yōu)化決策設計。組建專門的綠色設計團隊召開綠色建筑啟動會，例如綠色建筑可行性分析研討會，分析綠色建筑場地的技術、設施、交通、資源等；其三，初步設計優(yōu)化。初步設計優(yōu)化的流程為：召開綠色建筑方案設計研討會，下發(fā)綠色建筑方案設計要求，制定綠色建筑設計方案、審核綠色建筑設計指標、確定綠色建筑設計方案；其四，擴充設計優(yōu)化。擴充設計優(yōu)化的流程表現(xiàn)為：召開技術深化落實設計研討會、進行綠色建筑擴充設計、審核擴充設計圖紙、模擬設計圖紙（包括建筑綜合能耗、室內自然通風、室內采光等）；其五，施工圖設計優(yōu)化。施工圖設計優(yōu)化的流程主要表現(xiàn)為：深化綠色建筑施工圖紙設計、完成綠色建筑施工圖紙設計、審核施工圖紙（當存在參數(shù)變化時，應該根據(jù)計算機模擬進行校對、審核、會簽）、完成施工圖紙設計。

3.綠色建筑設計方案評價指標優(yōu)化

目前，建筑整體環(huán)境性能的綜合評價體系，通常包含了空氣質量、水、材料、能源等指標要求，但是這些評價體系的內容、運行方式、結構以及表達結果和綠色建筑的決策模式存在一定的差異，并不能滿足設計師對綠色建筑優(yōu)化設計的需求，通過采用 Ecotect軟件對綠色建筑的環(huán)境進行分析，通過歸納總結能夠獲得綠色建筑綜合性能評價指標，并且各項綜合性能評價指標都是相互獨立的，能夠從不同的角度反映綠色建筑的綜合性能，根據(jù)綠色建筑項目的功能要求對指標設置權重，采用相關系數(shù)法、專家打分法、AHP法等常用定權方法確定評價指標的權重，通過利用 Ecotect模擬分析方案性能，再通過TOPSIS算法對獲得的結果進行綜合分析，能夠獲得最優(yōu)化評價指標以及Ecotect-TOPSIS 方案決策模型，例如對綠色建筑光環(huán)境指標的分析。

結語：

總之，綠色建筑是我國未來建筑發(fā)展的方向，是實現(xiàn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。要想真正實現(xiàn)綠色設計，就要采取合理有效方法，對綠色建筑的綜合性能指標進行分析，確定優(yōu)化方案，使建筑結構更加科學合理，從而使綠色建筑工程能夠得到更好使用，帶動建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

[1］呂賽男.基于全生命周期成本的綠色建筑節(jié)能設計優(yōu)化研究[D］.南京林業(yè)大學，2012.