钢结构建筑中的环保节能设计探讨

时间：2024-05-04

王蕾杨永和(莱芜钢铁集团有限公司山东莱芜 271104)

1 导言

近些年来，我国钢材产量有着非常明显的提高，其中粗钢产量已经连续多年位居世界第一。正是因为钢结构在使用性能上的优越表现，使得整个建筑市场开始全面的关注钢结构住宅的开发与建设。随着环境污染程度的不断加重，节能型、环保型等带有绿色设计理念的各种建筑越来越受到人们的普遍关注，而且其将成为我国以后建筑结构选择的主要模式。基于此，绿色建筑也变成了未来建筑工程的主导设计模式。把绿色建筑设计思想恰当地应用到实际的钢结构施工过程中，能够显著的提高钢结构工程的建设发展。

2 绿色建筑设计的概述

2．1绿色建筑设计理论的内涵。在建筑的设计和施工中运用生态学，进而达到建筑物与环境、人类活动和谐发展的目标就是绿色建筑设计的理论内涵。绿色建筑设计所建设出的建筑物更加符合人类日益增长的物质需要，乃至精神需要，是应时代发展而生，还能有效地降低建筑物对自然环境的破坏作用，实现可持续发展的战略。

2．2绿色建筑设计的特点。绿色建筑设计是以可持续发展为原则，融汇生态学、建筑学、材料学等多种学科，科学合理地对建筑物进行设计，最大限度地保障建筑环境的生态平衡，进而做到无污染、低消耗，使人们能够生活在一个健康的环境中。在绿色建筑设计中因地制宜十分常见，主要是说建筑要与当地的自然环境和社会环境协调一致。所以设计过程中就要以当地的地貌特征为出发点和落脚点，因地制宜地可持续发展。

3 钢结构在节能建筑中应用的特点分析

3．1钢结构在节能建筑中的优势。钢结构作为我国建筑中承重梁柱的重要结构之一，与钢筋混凝土结构相比，具有以下优点:钢结构在设计形式上比较灵活，这也使得大开向和灵活分割在建筑中得以实现;刚结构建筑能够使建筑实现产业化，能够有效的缩短建筑工程的施工周期，相比于其他建筑结构还能够提升室内使用面积，具有良好的经济效益;钢材能够回收再利用，对环境污染比较小，降低社会的总能耗;钢结构的力学性能极强，具有良好的抗震和抗拉伸能力，对于抵御一些自然灾害具有其他建筑结构不可比拟的优势等。

3．2钢结构在节能建筑中的劣势。虽然钢结构建筑相比于其他建筑结构具有较大的优势，但是也不得不重视钢结构的劣势，需要采取相应的措施应对这些问题。首先是钢结构的耐火问题，常温状态下，钢结构是一种性能优异的建筑材料，但是当钢材外界温度超过250℃之后，钢结构的强度降低非常快，当温度超过550℃之后，钢结构的承载力将会严重降低，因而钢结构建筑一旦发生火灾，建筑坍塌和损坏的速度十分快。其次是钢结构的防腐问题，由于钢结构处于露天的环境中，钢材很容易生锈和腐蚀，进而降低钢结构内部的承载力，同时也会影响建筑美观，因而钢材的防腐问题对钢结构建筑的使用寿命影响比较大。最后是钢结构的设计一旦制定出来是不能够轻易变动的，使得钢结构应用的市场风险比较大。

4 绿色建筑设计在钢结构中的应用

4．1防火保护的设计。钢结构虽然有较高的熔点，但在高温情况下，钢结构不可避免的会发生一些五里河化学性质的变化，所以，火灾对钢结构建筑的负面影响远远比想象的要大。当温度达到400度时，钢结构的强度和可承载压力就会降低到平时的二分之一，一旦温度达到600度，那钢结构的内部结构基本遭到完全破坏，失去所有的强度和刚度。所以，在进行钢结构建筑设计时，必须要考虑到火灾情况，对钢结构进行防火保护。

4．2防腐保护的设计。钢结构的防侵蚀一直以来都是建筑行业致力研究的课题。随着建筑使用时间的增加，钢结构不可避免的会暴露于室外，经过风雨等自然力侵蚀必定会发生老化和生锈，不仅建筑的美观度会受到影响，此时钢结构的稳定性和安全性也会大大降低。为了解决这类问题，各种钢结构防腐材料恶化构造材料应运而生。在钢结构表面涂抹防锈、防腐、以及防火蚀涂料是当前钢结构设计中最常见的做法之一。

4．3污染防护的设计。这里的污染指的是噪音污染、光污染等在建筑中较为常见的污染。噪音污染顾名思义就是指建筑中的各种噪音由于建筑结构的隔音效果不好而导致的噪音传播以及建筑结构设计不合理导致的声音立体和围绕效果不佳;光污染主要指的建筑内部结构设计不合理导致光线影响居民的正常生活，除此之外，不合理的设计还会导致热辐射无法有效进入室内。吸声结构和吸声建材是当前建筑结构设计防范噪音污染常用手段之一。窗口使用隔音玻璃、外墙使用混合隔音材料，如砖块、混凝土等，进出口使用隔音门，只有这样才能全面保证建筑的隔音效果。