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低碳环保理念下的高层建筑结构设计分析

樊庆玲

哈尔滨工业大学建筑设计研究院

摘要: 随着社会经济体系的不断发展,现代建筑行业也在逐渐的走向越来越高速的发展道路上。对于建筑行业来说,现代的高层建筑,其主体结构大多数都是采用钢筋混凝土的结构来进行建造的。钢筋混凝土,不仅消耗了大量的水泥岩石等自然资源,在钢材的使用上也有大量的损耗,钢筋混凝土的拆除过程中也有一些材料是不可回收的,其一次性使用的程度已经大大超出了在原始估计的情况。这也给环境的保护造成了极大的压力。在低碳环保理念提出的前提下,高层建筑的结构应当针对建筑结构设计方案进行改良。建筑结构的设计应秉持实用性、环保性、舒适性、经济性等多方面原因来对其进行设计。这是一个非常重要的设计环节,其在一定程度上可以影响建筑相关工程的工程造价,以及降低对周围环境的严重破坏。我们完全可以通过在新时代开发出的新技术、新工艺、新产品等多方面因素来进行环境保护和节能减排,只有这样才可以更加有效的促进经济体系的发展和社会在各方面的进步。本篇文章主要对低碳环保理念的前提下,高层建筑结构的设计进行问题阐述和相关问题的部分分析,本篇文章如果能够为相关从业者提供一定程度上的技术支持,那将会是十分有价值的。
关键词: 低碳环保理念;高层建筑结构;设计
DOI:10.12721/ccn.2021.157008
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就目前的全球经济体系环境来看,我国的建筑行业在国民经济体系当中占有着十分重要的地位,这也使得建筑行业在国民生产上备受瞩目。也正是因为这样,建筑行业中的相关能耗较大、污染程度及噪音程度比较高的问题都逐渐的被体现出来。社会的发展不会停下脚步,建筑行业必须要跟上社会发展的脚步,才能够得到可持续性发展,为了能够更好的对社会可需持续发展的需求进行适应,建筑行业从业工作人员必须要在同行业的不断竞争当中逐渐的显现出来,只有利于不败之地,才能将建筑行业的未来发挥的越来越好。相关的设计人员必须要秉持着绿色环保的角度来对建筑进行设计,设计人员应当针对绿色的建筑模式进行更为深入的设计探讨和研究,并将已经可以进行落实和切实使用的绿色环保建筑结构,融入到建筑结构的生产过程当中去。

一、应当遵守绿色节能理念的规则
(一)依山建山,依水建水

不难发现,绿色建筑在设计过程当中,最主要的原则就应该是围绕着周围的环境来进行设计与建造,必须要与周围环境相融合,只有这样才能够融入建筑区域的生态体系当中,使得建筑与自然相融合。同时也会使得该建筑在自然区域变得更加和谐。在对建筑进行设计的过程当中,我们应当对周围的人文环境、人文因素以及周围的自然环境作为参考,这样将会大大有利于建筑的融合。使得建筑与周围的自然生态平衡能够达到一定程度上的和谐,从而对建筑的整体效果以及投入使用以后的建筑变得更加的和谐。因此我们在对建筑进行设计时,应更多的考虑想要建设建筑的本土的本地因素。比如:不同经纬度地区的气候,本地文化以及相关的周围资源都是不相同的建筑,在进行设计时,其建筑区域周边的内容也应该十分缜密的考量。我们必须要考虑周边的环境因素影响,对其环境影响的因素做好充足的准备,并且对环境的影响一定要做到最小。只有这样才能够使得新型的绿色节能的环保技术得到充分的应用与开发。通过以上观点,建造出来的建筑不仅能够满足与自然相融合,还能够达到健康的目的,而且从某种角度上来讲,该种建筑所提供的能耗也将远远低于普通建筑。

(二)应当保护建筑周围的环境

我们必须要把建筑所在的地貌、水资源、植被覆盖情况,以及区域所在的地形融入到绿色节能的建筑设计过程当中,这些自然因素对建筑起到着极大的影响。在建筑设计与施工过程当中,必须要尽力的维护周围的平衡,诸如生态平衡、人文平衡等相关的平衡。当考虑以上条件之后,我们必须要将这些自然的资源与条件进行充分的利用与结合,此种方法不仅能够在极大程度上节约资源,还能够在某种程度上降低对环境的破坏与影响。

(三)营造更加舒适健康的居住环境

在对绿色节能理念的概念进行建筑应用过程当中,我们不但要考虑到,应该为人们提供一个更加舒适与健康的生存生活环境,还应当从各方角度尽可能的满足人们对不同的居住环境的精神需求以及物质需求,我们应当改善人们居住的室内环境以及室外环境,使得人们在不同的居住环境中变得更加的和谐。与此同时,绿色的建筑节能环保理念,还应当提倡低污染的思路,此种思路的主要体现方式自然是要充分对自然资源进行利用。比如:我们可以通过改变门和窗的朝向来提高室内的阳光进入率及采光率,对其通风进行影响,改造其通风与换气的功能。与此同时,我们对供暖技术也可以采用太阳能等新型的方式来进行能源的再次回收与利用,同时也可以将生活的垃圾以及生活的污水进行合理的处理与排放。

二、低碳环保理念下的高层建筑结构设计要点
(一)材料的选择要科学合理

合理是指在低碳环保下注重材料的强度和弹性。如果建筑材料的强度和弹塑性不能满足要求,高层建筑就不能抗震,可能会瞬间倒塌。其次,外墙工艺优化。高层钢筋混凝土框架结构和剪力墙结构采用轻质材料,保温性能好,但材料的性能影响外墙的使用寿命。传统外墙保温材料结构复杂,抗震效果差。因此,在选择材料时,必须注意确保材料的性能符合要求,注意材料的低碳环保性能。

(二)合理利用概念设计
根据地震灾害形成的基本设计原则和设计思路,结合工程经验,确定建筑结构总体布局和细部构造。因此,高层建筑结构概念设计是将整个高层建筑结构设计贯穿于整个建筑设计之中,在建筑方案制定过程中应尽量选择规则的平面布置;选址时应避开抗震不利的地方;在选择建筑结构体系和材料时,还应综合考虑结构的承载力和延性,以确保结构具有良好的抗震性能,并通过概念判断计算结果的合理性,进行必要的调整。

(三)充分利用自然资源
目前,风能和太阳能是两种广泛使用的自然资源,因此绿色生态建筑设计也可以分别从太阳能和风能入手: 一种是利用太阳能。与化石能源的枯竭相比,太阳能资源往往是可再生的,容易获得,即太阳能具有更高的利用效率,也是绿色建筑设计的首选能源。在绿色建筑设计中,一方面要考虑到建筑设计会受到光照强度和角度的影响,对建筑空间布局进行合理的设计,使夏季能有效减少太阳辐射,冬季能有效实现供暖,从而达到冬暖夏凉的设计效果,减少使用空调调节室温所消耗的电能。

(四)确保高层建筑结构轴向变形的合理性
由于建筑材料的多样化,高层建筑结构的轴向变形问题非常突出。因此,在当今的超高层建筑中,竖向荷载大大增加,这将导致高层建筑结构中的中墙柱随着荷载的增加而轴向变形,直接影响高层建筑的稳定性。因此,在结构设计和后期施工过程中,应采取有效措施,确保中间墙柱的轴向变形控制在合理范围内。

三、结束语
随着科学技术的快速发展,绿色建筑设计理念得到了广泛的应用,对降低施工过程中的能耗,提高各种资源的利用率起到了积极的作用。然而,目前绿色建筑设计理念的应用还存在一些问题,如需要提高相关设计师的专业技能。因此,建筑企业管理部门应重视绿色建筑设计过程和设计目标的管理,始终坚持以人为本的原则,为公众提供更加生态的生活环境。

参考文献:
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