綠色建筑結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)淺析

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摘要本文總結(jié)了在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段與結(jié)構(gòu)相關(guān)的綠色建筑評(píng)價(jià)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(gè)方面；綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)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(jì)等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞綠色建筑;評(píng)價(jià)指標(biāo);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

我國(guó)自２００５年國(guó)務(wù)院（國(guó)發(fā)［２００５］２１號(hào)）［１］和建設(shè)部（建科［２００５］９８號(hào)）［２］提出資源節(jié)約的目標(biāo)和要求后，開(kāi)展綠色標(biāo)準(zhǔn)化研究。通過(guò)借鑒國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源建設(shè)等實(shí)際情況，先后頒布實(shí)施２００６版、２０１４版、２０１９版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》［３］、２０１０版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑綠色設(shè)計(jì)規(guī)范》［４］，北京、江蘇、吉林、山東等省市先后頒布不同時(shí)期地方標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》［５］，指導(dǎo)我國(guó)的綠色規(guī)劃與建設(shè)有序進(jìn)行，保證綠色施工和綠色運(yùn)營(yíng)順利的展開(kāi)。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可知，截至２０１７年底，全國(guó)范圍內(nèi)總計(jì)審批通過(guò)的綠色建筑標(biāo)識(shí)過(guò)萬(wàn)個(gè)，總計(jì)建筑面積超１０億ｍ２。新時(shí)代新形勢(shì)下，人們的消費(fèi)模式發(fā)生改變，節(jié)能意識(shí)不斷的提高，綠色發(fā)展理念是非常重要的，為人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

１綠色建筑評(píng)價(jià)體系

綠色建筑闡述了全新的內(nèi)涵，在滿(mǎn)足傳統(tǒng)建筑功能性、經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，追求在全壽命周期的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)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(yùn)行環(huán)節(jié)的污染和廢棄物的排放，營(yíng)造出健康、舒適、和諧、安全的生存空間，達(dá)到人與自然和諧共處的效果。根據(jù)目前我國(guó)的綠色建筑評(píng)價(jià)體系，其需要滿(mǎn)足節(jié)地、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保等方面的要求。評(píng)價(jià)指標(biāo)可分為五類(lèi)：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(gè)等級(jí)：基本級(jí)、一星級(jí)、二星級(jí)、三星級(jí)［３］。在綠色建筑滿(mǎn)足所有控制項(xiàng)的指標(biāo)后，即符合基本級(jí)的要求，三星級(jí)是最高級(jí)，得分值最高，同樣要求也最為嚴(yán)格。目前，我國(guó)大部分省市開(kāi)始執(zhí)行綠色建筑施工圖技術(shù)審查的要求，有力推進(jìn)了綠色建筑發(fā)展，綠色建筑由引領(lǐng)性向強(qiáng)制性方向轉(zhuǎn)變。綠色建筑評(píng)價(jià)通常都是在建筑工程全部施工完成后開(kāi)展的，參照國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)材料和清單等方面展開(kāi)審查，根據(jù)各項(xiàng)合格的性能指標(biāo)累計(jì)的評(píng)分值確定綠色建筑達(dá)到的星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

２結(jié)構(gòu)相關(guān)的綠色建筑評(píng)價(jià)

綠色建筑需要對(duì)整個(gè)建筑的全壽命周期進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，包含材料生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、拆建等，每一個(gè)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)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(jì)環(huán)節(jié)，進(jìn)行綠色建筑評(píng)價(jià)應(yīng)該遵循《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》ＧＢ／Ｔ５０３７８－２０１９［３］的要求，結(jié)合相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

２．１安全耐久（見(jiàn)表１）

２．２資源節(jié)約（見(jiàn)表２）

２．３提高與創(chuàng)新（見(jiàn)表３）

３綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)內(nèi)容

綠色建筑評(píng)價(jià)體系提供了完備的指標(biāo)要求，可以在建筑設(shè)計(jì)階段作為基本框架，指導(dǎo)和貫穿綠色設(shè)計(jì)全過(guò)程。結(jié)構(gòu)對(duì)建筑的生態(tài)和能源消耗影響大，在設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)工程師掌握綠色建筑專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容，深刻理解綠色設(shè)計(jì)內(nèi)涵，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具備安全性、科學(xué)性、合理性，滿(mǎn)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(jì)

主體結(jié)構(gòu)方案應(yīng)從抗震概念設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)的抗震性和安全性。選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，盡可能采用對(duì)抗震有利的場(chǎng)地，避免采用對(duì)抗震不利的場(chǎng)地，同時(shí)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(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)不規(guī)則的建筑采取加強(qiáng)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(jí)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(duì)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(jì)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(duì)建筑使用空間和功能改造的需求。例如，采用大開(kāi)間、大進(jìn)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(shí)造成的破壞，延長(zhǎng)建筑使用壽命。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載取值可適當(dāng)提高，以滿(mǎn)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(lì)采用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的材料，其占比應(yīng)超過(guò)６０％［３］，有利于減少建材跨地區(qū)運(yùn)輸產(chǎn)生的碳排放、降低環(huán)境污染，減少運(yùn)輸過(guò)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(chǎng)作業(yè)量，從而降低噪音強(qiáng)度。選擇耐久性好的材料。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，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(guò)提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，增加鋼筋保護(hù)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(jì)時(shí)，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(shí)采取噴涂表面防護(hù)層等防腐蝕措施。合理選用高強(qiáng)度材料，促進(jìn)結(jié)構(gòu)向輕量高強(qiáng)方向發(fā)展。例如，可以采用強(qiáng)度不小于４００ＭＰａ級(jí)的高強(qiáng)度受力鋼筋，采用強(qiáng)度不小于Ｃ５０的高強(qiáng)度混凝土，采用強(qiáng)度不小于Ｑ３４５的高強(qiáng)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(shí)措施，實(shí)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(wèn)題，還能夠產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)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(guò)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(chǎng)澆筑混凝土還會(huì)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(diǎn)，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(wèn)題發(fā)生。

３．３工業(yè)化一體化設(shè)計(jì)

推動(dòng)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(jìn)鋼結(jié)構(gòu)、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，到２０２６年，我國(guó)裝配式建筑預(yù)計(jì)占比達(dá)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(dá)到３５％［３］。在建筑工程的各個(gè)區(qū)域內(nèi)，采用土建與裝修一體化設(shè)計(jì)的方式，在設(shè)計(jì)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(jì)與建造，有利于提高構(gòu)件工廠(chǎng)化生產(chǎn)的范圍，保證材料產(chǎn)品質(zhì)量，減少施工現(xiàn)場(chǎng)人員和機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)約時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本，減小社會(huì)影響和污染排放，有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

３．４綠色創(chuàng)新設(shè)計(jì)

綠色創(chuàng)新設(shè)計(jì)以先進(jìn)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(duì)建筑整個(gè)壽命周期內(nèi)進(jìn)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(shí)現(xiàn)各個(gè)部分相互配合，提升設(shè)計(jì)水平及管理效果，保證現(xiàn)場(chǎng)施工順利的進(jìn)行。提倡在節(jié)約資源、環(huán)境保護(hù)、安全健康、歷史傳承等方面進(jìn)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(yǔ)

綠色建筑是現(xiàn)代社會(huì)全面快速發(fā)展之下逐步形成的理念，是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，保證在全壽命周期內(nèi)達(dá)到健康、環(huán)保、舒適、安全、高效的要求，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處，為人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)相關(guān)的綠色建筑評(píng)價(jià)主要體現(xiàn)在安全耐久、資源節(jié)約、提高創(chuàng)新三個(gè)方面，涉及節(jié)地、節(jié)材、保護(hù)環(huán)境等內(nèi)容。科學(xué)合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在保證結(jié)構(gòu)的安全可靠的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑的綠色性能。綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)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(jì)等方面。

作者:程宏光 單位:軍事科學(xué)院國(guó)防工程研究院