钢结构在绿色建筑设计中的应用与发展--中国期刊网

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钢结构在绿色建筑设计中的应用与发展

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：崔冬

[导读] 摘要：从20世纪80年代至今，我国建筑行业发生了深刻变化，建筑模式逐渐由传统过渡为现代模式。

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        摘要：从20世纪80年代至今，我国建筑行业发生了深刻变化，建筑模式逐渐由传统过渡为现代模式。且随着低碳经济和可持续发展理念的全面实施，建筑行业内绿色建筑设计成为主要发展方向。2017年初，国家相关部门在《促进建筑业持续健康发展》的声明中，对建筑的重要性进行了有效明确。作为天然式的结构，相较于传统钢筋混凝土结构，钢结构优势明显，且由于钢结构能够快速与标准化、模块化、信息化以及工厂化等发展要求相适应，同时能够顺应现代“创新、绿色、开方、协调、共享”的发展理念，是推动国家建筑绿色环保与可持续发展的动力源泉。
        关键词：钢结构；绿色；建筑；设计
        引言
        钢结构在建筑设计中的应用非常的广泛，常见于建筑的主体结构或者建筑中某些大跨度的构件中。相比于其他结构，钢结构具有匀质、高强、施工速度快、抗震性好、回收率高等优点，更加适用于绿色建筑设计中，以便在同样的结构跨度之下，增强建筑的安全性，节省更多的材料，实现资源的可循环利用。具体而言，通过下列案例可以对钢结构在绿色建筑设计中应用与发展窥探一二。
        1绿色钢结构建筑体系
        绿色钢结构体系通常是由不同类型的钢结构材料组成的，在新世纪科学水平不断发展的推动下，建筑领域的钢结构组成模式已经发生了翻天覆地的变化，和传统的钢结构体系对比，可以发现绿色钢结构体系具有显著的结构和技术优势，具体主要体现在以下几点：绿色建筑设计体系能够对建筑的建设起到全面优化的作用，进而显著地降低施工工程的工程量，节省建筑工程的投资成本，并且还能够有效地提高建筑工程的施工效率和建设质量；绿色钢结构采用的建设材料的稳定性相比传统建筑具有更大的优势，能够显著地提高建筑工程的质量，从根本上保证了建筑工程的安全性，还可以延长建筑工程的使用寿命；与常规的传统建筑结构相比较，绿色钢结构的使用密度大大地降低，降低了建筑工程的施工成本，减少了施工企业的人工、材料和机械台班投入的比例，实现了良好的经济效益；④绿色钢结构建筑体系具有良好的环保效益，不仅能够实现对钢结构的合理使用，还能够优化钢结构组成体系，进一步降低建筑工程投资成本，兼顾环保效益和经济效益。
        2绿色钢结构体系的应用
        2.1绿色钢结构建筑体系在住宅建筑中的应用
        由于自身结构的特殊性，绿色钢结构体系非常适用于住宅建筑的建设当中，主要是由于钢结构建筑模式具有良好的稳定性和安全性，通过使用钢结构体系，能够有效地解决钢梁强度不足的缺陷。此外，由于绿色钢结构建筑体系采用的是钢化的建筑材料，能够从根本上解决传统建筑工程不能克服的钢梁强度不足以及建筑钢梁外露等缺陷，在绿色钢结构建筑体系中使用空中灌注混凝土的建设模式能够极大地增强住宅建筑的承重能力，这样能够间接地减少住宅建筑的施工成本。
        2.2绿色钢结构建筑体系在商业建筑中的应用
        在商业建筑的施工建设过程中，应用绿色钢结构建筑体系能有效提升商业建筑工程的性能质量。商业建筑的施工建设与普通民用建筑存在明显差别，在应用绿色钢结构建筑体系的过程中，也存在一定的区别。在实际应用过程中，可通过模块化绿色钢结构建筑体系，达到商业建筑工程的施工建设目标。如在方形钢制小型商业建筑中，可利用轻钢结构或薄壁型钢，降低造价，还能起到防火的作用。

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在利用绿色钢结构建筑体系进行建筑施工建设的过程中，须对各种预制钢结构构件的质量进行严格把关，从设计到生产，每一道工序都必须严格监督审查，确保每一件产品质量都能达到施工建设要求，从而有效提高建筑工程的施工质量，优化施工进程，减少施工成本，推进我国建筑行业的发展进步。
        2.3绿色钢结构在建筑工程中的应用，具有建设工期优势
        该形式下工程项目整体施工作业可在3～5d内完成对一个楼层的建设，不仅施工作业速度快，而且整个施工作业符合负荷模块化和标准化要求。这种现代化施工方式直接省去了振捣环节，不但形成了对施工成本的有效节省，且在极大程度上缩短了工程整体建设周期，有助于建筑企业整体经济效益的有效提升。该建设形式在具体施工中的优势主要表现在钢筋桁架楼板的应用减少现场70%左右的钢筋绑扎工作量，在施工作业期间，施工人员得到了彻底解放，机械式作业模式为施工质量提供了可靠保障，改善并提升了施工整体经济效益和社会效益，成为我国当前阶段衡量建筑绿色性、节能性、环保性的重要指标。除此之外，绿色钢结构中钢筋混凝土束组合结构体系的应用，提高了工程机构的防火性能和防腐性能。具体表现如下：一般绿色建筑设计以轻质防火板作为工程项目的内部结构，在防火保温板外层进行防火板的敷设，能够从根本上实现防火的目的；“防腐层+防火CCA板外墙装饰面+防火保温隔热层+外墙涂料”共同组成结构外部维护体系。防火系统在外部的结构中的有效建立，实现了某种程度上的防火目的；项目的钢结构建筑，在框架内外拥有双层以上的保温隔热防火保护，并且将岩棉板安装于保温隔热较为薄弱的外墙，避免出现“冷桥”现象，实现对能源的有效节约，形成对当地环境的有效保护，顺应国家当前可持续发展趋势，从真正意义上实现建筑节能。
        3绿色钢结构建筑的发展前景
        中建作为首个绿色钢结构建筑的建设集团，其代表北方大区公寓楼已正式使用。《“十三五”节能减排综合工作方案》中，建筑节能为重点节能领域，要求推广节能绿色建材、和钢结构建筑。众所周知，钢材属于可回收利用资源，这极大的符合绿色建筑设计的要求，钢结构必定会成为生态文明建设的首选载体之一。我国在当今这一快速发展时期，一线城市的发展突飞猛进，高层、超高层建筑叠叠耸立，地铁、地下停车场的修建更是让人们在日常的高质量生活得到保障。作为这些大城市，它们的国土资源从另一个角度看已经用之枯竭，这问题已引起了建设人员的高度重视。只有充分利用我国现存资源、与生态自然和谐共生，才能达到我国均衡快速的发展。绿色钢结构建筑对于地形条件的限制并不大，钢结构建筑的修建在一定程度上可更好地与自然环境融合到一起，钢结构自身的优势让其可以在潮湿、寒冷、多震等环境艰难地区得用之所长。将绿色钢结构建筑（GS-Building）和模块生态房屋（ME-House）结合到一起的“绿科技”是人们在未来建筑发展道路上的必行路径，其凭借着“四节一环”（即节能、节地、节水、节材、环保）的强大优势，有望解决我国人口资源配置问题，提高人们的生活、生产水平。绿色钢结构建筑必将在此后的建筑历史的发展潮流中风起云涌，建设生态文明城镇，构建可循环型建筑工业体系必将在绿色钢结构建筑这一新导向下方兴未艾。
        结束语
        综上所述，绿色钢结构技术应用与实践，在进一步提高和改善建筑整体功能的同时，通过对相关配置条件的有效满足，使得建筑外观效果有所提升。与此同时，钢结构设计需将各个建筑空间内不同节点的功能性纳入设计考虑范围之内，并围绕此展开全面改进与优化，进而从根本上促使绿色钢结构技术实践效果的有效提升。
        参考文献：
        [1]潘德要.绿色钢结构建筑体系研究与应用[J].住宅与房地产，2019（36）：94.
        [2]柴志成.雄安新区钢结构集成建筑体系应用及优化改进措施[J].施工技术，2018，47（12）：115-117+134.
        [3]李进军.绿色钢结构建筑体系及实践分析[J].节能，2019，38（8）：25-26.