绿色建造技术在土木工程结构设计中的应用探讨

绿色建造技术在土木工程结构设计中的应用探讨

陈浩

武汉博宏建设集团有限公司，湖北武汉，430000

摘要：绿色建造技术的广泛应用，在推动建筑行业发展的同时，也助力节能降碳任务的切实落实。从环保材料的精心筛选到高效率施工工艺的巧妙运用，都需深入把握绿色建筑施工技术的核心要点，强化生态环境的保护，并优化资源的利用效率。本文主要探讨了绿色建造技术在土木工程结构设计中的具体应用。

关键词：绿色建造技术；土木工程；结构设计；应用

中图分类号：TU74　文献标志码:A

引言

绿色建造技术能有效节约资源现有资源利用率也得到了提高。提升单位质量体系的价值，符合现代化社会发展的需要，应用及推广的前景巨大。通过采用绿色节能施工技术，可以实现对环境的有效保护，减少有害垃圾与气体的产生，对环境保护起到了至关重要的作用，提高项目质量和建设效率的同时，实现了住建项目的可持续发展。

1绿色建造技术的体系构成

绿色建筑是以节能减排、资源循环利用和环境友好为核心理念的建筑模式，而绿色建筑施工技术是实现绿色建筑建造目标的必要手段。绿色建造技术体系涵盖了从设计、施工到运营维护的建筑全生命周期，其中绿色施工技术和绿色建材技术作为关键分支，对实现建筑项目的环境友好、资源高效利用起着至关重要的作用。首先从绿色施工技术来看，绿色施工技术是指在建筑施工过程中，通过科学管理和技术创新，最大限度地减少对环境的负面影响，节约资源，保护劳动者健康，提高工程质量与施工效率的一系列方法和技术[1]。

2绿色建造技术在土木工程结构设计中的应用

2.1合理规划布局

环保意识和可持续发展的观念已经开始深入人心，并且越来越多的人开始大力提倡绿色建筑的概念，将绿色建筑概念运用到高层建筑中，在这种情况下，建筑行业需要进行一种变革和创新，这也是一种能够使建筑行业实现长期、健康发展的必由之路。合理规划建筑布局，实现建筑物和自然环境和谐共处。设计过程中，要充分考虑自然元素的利用和保护。例如，利用现有的树木和地势。将建筑物与周围的自然景观相融合，创造宜人的生态环境。安排建筑物的朝向和布局时，要强调合理性，最大程度地利用自然光和通风，以减少能源的消耗总量。在施工过程中，还需采取措施保护周围的自然环境。例如，对施工现场的生态环境进行保护。限制施工区域和施工噪音的扩散，减少对生物多样性和野生动物的干扰。充分利用现有的资源，如雨水收集和利用、再生能源的应用等，以实现对自然资源的有效利用。

2.2采光设计

建筑采光设计过程中，需要全面分析用户使用面积。确定了朝向范围后，应尽量扩大采光面积。一是要注意不同时段的露台光采集；另外，有必要将公共照明面积和客户房间内部照明面积结合起来，以增大整个建筑物的采光量。这需要设计师在设计时对建筑空间的结构和使用效率进行反复计算，并通过多种方案进行优化，以确保不同户型和公共空间都能得到最佳的采光量和充分的采光时间。在外立面设计和饰面选材方面，不会对周边环境造成任何光线污染。立面玻璃幕墙采用横向或垂直的遮阳措施，可以降低阳光西晒对室内温度和能耗的影响[2]。

2.3绿色材料选择

建筑设计中应用绿色建筑理念,离不开对绿色材料的选择和应用。这需要设计者全面考虑材料的低污染性、节能性、耐久性和循环利用性等环保相关规范要求,优先选用可再生、低排放、高耐久的绿色材料,减少材料生产和使用过程中对环境产生的影响。在材料选择上,应该优先考虑采用本地化、标准化的材料和构件,减少材料运输过程中的能源消耗和污染排放。同时,还应选用可再生的天然材料,如竹材、木材等,以及可循环利用的建筑材料,如再生混凝土、再生砖等,减少了对原生资源的开采和消耗。可再生材料可以自然恢复或人工再生，如竹木、某些金属等。使用可再生材料不仅能减少对有限资源的消耗，还能降低开采原生材料对环境造成的破坏。可降解材料在使用寿命结束后能够自然分解，不会对环境造成持久性污染。采用高能效材料如高性能保温材料、高效隔热材料等，有利于提高建筑物的能效，减少能源浪费。

2.4模块化与装配式施工

模块化与装配式施工作为现代化的绿色施工方法，它将传统施工现场大量干湿作业转移至工厂环境下进行，通过标准化设计、工业化生产、装配化施工，显著改变了传统建筑行业的生产模式。通过工厂的一体化流水线，大规模生产预制成型的建筑构件，如梁、柱、楼板、墙板、楼梯、卫生间单元等。这些构件在出厂前已完成大部分装饰，质量稳定。预制构件通过专业运输工具运至施工现场，利用大型吊装设备进行快速、精准安装。现场主要进行连接节点的处理、密封防水、管线对接等工作，大大减少了现场浇筑、切割、焊接等湿作业，显著降低了施工现场的能源消耗、噪音、粉尘及废水排放[3]。

2.5外围护结构节能

建筑外围护结构的节能技术关注的是如何通过建筑的外墙、屋顶、地面和窗户等部分的优化设计，以达到降低能耗和提高能效的目的。这些技术包括采用高性能隔热材料减少热损失、设计合理的窗墙比例以优化自然采光，同时减少过度的太阳辐射、应用外遮阳设施控制室内温度和光照强度等。此外，利用反射屋面材料减少太阳热负荷、采用绿色屋顶技术以提高隔热性能和增强建筑的生态效益也是节能技术的重要组成部分。在建筑设计中对建筑外墙进行绿色节能的围护结构设计,是提升建筑保温隔热性能的关键策略,科学设计该部分有助于减少空调系统的依赖,并加强建筑内部的保温效果。绿色建筑的外墙围护可以通过内保温和外保温两种方式来实现,其中内保温是通过在外墙的内侧添加隔热材料,以增强其保温效果,从而降低暖通设备的运行需求。

2.6剪力墙结构设计

剪力墙结构体系具有较强的侧向刚度，能够有效抵抗水平荷载。但是，剪力墙结构平面布置不灵活，间距相对较小，结构自重比较大，在设计时，需要根据剪力墙的空间分布进行优化调整，既能满足侧向刚度需求，又要实现绿色建造效果。剪力墙结构设计应该遵循强墙肢、弱连梁、强剪弱弯等基本原则，严格控制剪压比、轴压比，尽可能提高剪力墙的延性，保证剪力墙结构的安全性和稳定性。进行结构优化时，结构墙布置平面两个方向要均匀，能够保持竖向构件的连续性，具备良好的抗震、抗风性能，最大限度地利用材料的力学性能[4]。

2.7给排水设计

建筑给排水设计是绿色建筑设计中的一个系统性方面，需要对雨水、天然雨水收集系统、建筑区域的绿化等方面进行系统的设计。从屋顶的角度出发，对屋顶的坡度和排水孔进行了合理的控制，使屋顶的积雨呈现出渐进的特点。在降雨较大的情况下，应将排水管网与地下排水系统相结合，以适应雨水较多的情况。在水资源利用方面，配备了风冷热泵热水系统，其可再生能源利用率符合国家有关标准。采用节水型卫生器具，对雨水、空气凝结水等非传统水源进行合理利用，采用节水灌溉措施。

结束语

随着经济的发展和人口的增加，土木工程建设规模不断扩大，对环境的影响也日益严重。为了实现可持续发展，绿色建造技术应运而生，成为土木工程结构设计的重要方向。绿色建造技术强调在土木工程建设过程中，以最小的资源消耗、最低的环境影响为目标，实现经济效益、社会效益和环境效益的协调统一。

参考文献

[1]张小良.绿色建造技术在土木工程结构设计中的应用探讨[J].佛山陶瓷,2022,32(12):116-118.

[2]柯松.绿色建造技术在土木工程结构设计中的应用探讨[J].房地产世界,2022(13):69-71.

[3]常萍,孙双喜,梁卓昕.BIM技术在土木工程结构设计中的应用研究[J].四川建材,2021,47(8):46-47.

[4]李少博,陈佳襄.低碳理念下绿色建筑的节能设计理念与实践策略研究[J].中华民居,2024,17（1）：80-83.