浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术

2021-11-27陶月平

中国建筑金属结构 2021年6期

陶月平

近年来，房屋建筑通过对环保施工技术、生态设计理念的合理化应用，实现了资源利用率的大幅度提升，能够在满足建筑物日常使用需求的同时，避免资源浪费以及环境污染情况的发生，营造出舒适的工作、生活场景。从实际情况来看，部分房屋建筑在绿色建筑设计规划的过程中，存在设计盲区，导致绿色设计方案不够客观、具体，技术应用成效不高等问题，对房屋建筑结构施工、应用等活动的开展产生了阻碍作用。

1.房屋建筑结构设计原则

房屋建筑结构在设计过程中，为理清设计思路、细化设计方法，设计人员在设计活动开展之前，需要充分掌握节能性原则、舒适性原则、可行性原则，以原则为导向，调整绿色设计思路，优化绿色设计基本方法。

1.1 节能性原则

房屋建筑结构设计的节能性原则，要求设计人员在区域功能规划过程中，以能源的使用方式进行展开，强调新型绿色能源的使用能力。通过这种方式，有效规避房屋建筑运行过程中的能源浪费情况，管控能源使用成本。同时节能性原则还要求设计人员根据绿色建筑所处环境，将环境要素纳入绿色建筑设计工作之中，实现节能设计的优化处理，使得房屋建筑与周围环境有效联动，避免环境污染问题的产生[1]。

1.2 舒适性原则

房屋建筑结构设计的舒适性原则，要求设计人员着眼于房屋建筑的开发定位，为使用人员提供最优化的日常服务，满足对于建筑空间、建筑功能的使用需求。例如设计人员在绿色建筑设计过程中，从采光、温度调控等层面出发，对内部建筑结构做出适当的调整，例如使用新的施工材料，增设保温层等设计方案，认真强化建筑设计的安全属性，使用绿色、环保建筑材料以及施工技术，保证使用人员的健康，消除不健康威胁。

1.3 可行性原则

房屋建筑结构设计的可行性原则，要求设计人员从房屋建筑的使用场景、功能服务等几个角度出发，对绿色建筑设计方案与建筑施工技术进行统筹性分析，通过这种系统化分析工作，设计人员可以在较短的时间内，评估房屋建筑结构设计方案的可操性，例如对设计思路、设计细节等做出相应的调整，通过设计方案的细节调整，使得房屋建筑在绿色建筑施工过程中，施工材料的选用、施工机械的使用、建筑结构细节的管控等工作得以顺利进行[2]。可行性原则能在很大程度上帮助施工单位更加全面地进行资源配置，减少资源浪费情况的发生，从而实现房屋建筑结构施工活动的经济效益，避免额外费用的支出。

2.房屋建筑结构设计基本思路

房屋建筑绿色设计由于涵盖的内容较多，为了减少设计漏洞，避免设计盲区的出现，设计人员需要充分遵循房屋建筑绿色建筑设计的基本原则，将整体绿化效果、采光照明等作为设计重点，开展细致、全面的设计规划。

2.1 做好数据整理与建筑结构规划

房屋建筑绿色建筑设计活动开展之前，为保证建筑结构整体的牢固程度、节能属性，设计人员需要认真做好设计数据的整理与规划工作，用这种方式，为设计人员开展相关活动，提供方向性引导。具体来看，设计人员要进行房屋建筑整体功能的分析，在分析过程中，将绿色建筑的理念融入分析活动之中，在此基础上逐步完成房屋建筑的结构内部布局、配套设施等细化工作。完成上述工作后，设计人员应当充分遵循可行性原则，提前进入施工区域，通过细致的勘察工作，进行建筑设计模型的构建[3]。设计人员通过设计模型，可以进一步强化房屋建筑内部功能设计与外部环境之间的联动关系，发挥房屋建筑绿色建筑的节能、舒适属性。

2.2 明确房屋建筑的功能标准

设计人员在梳理设计思路的过程中，往往需要明确房屋建筑的功能标准，通过功能分区，进行区域性通风、采光等设计方案的制定与调整。房屋建筑主要服务于日常性的办公活动，为商业活动提供相应的硬件支撑，这种明显的服务型功能属性，要求设计人员在绿色建筑设计过程中，注重提升房屋建筑的服务能力，针对使用者的实际情况，对采光、通风等环境进行必要的控制，以此形成舒适的办公环境，为提升办公效率提供支撑。同时出于使用成本的考量，设计人员需要强化节能性设计，减少房屋建筑运行过程中的能量损耗，控制使用成本。

2.3 做好混凝土结构设计工作

混凝土结构设计作为房屋建筑结构设计的主要内容，能够有效改善办公环境，实现建筑结构整体强度的稳步提升。具体来看，在办公楼混凝土设计环节，设计人员需要采取实地勘察以及数据分析的方式，明示施工环境对于混凝土自身材质的影响，对混凝土结构布局进行灵活调整。例如设计人员可以通过计算机技术、大数据技术，对房屋建筑通风情况进行模拟，通过掌握地质、地形等环境特性，对室内建筑结构的布局进行调整[4]。在采光设计环节，设计人员需要坚持绿色设计理念。根据过往经验，采光是房屋建筑主要的能耗组成部分，在设计过程中，设计人员需要充分利用自然光源，通过自然光源的方式，减少采光光源的使用，避免额外电能的使用。在这种思路的指导下，设计人员可以借助模拟设计的方式，对采光设计方案进行反复测试、调整等，借助这种手段，设计人员可以很好地调整建筑内部的结构布局、采光的强烈程度，更好地提升采光成效与节能效果。

3.房屋建筑结构设计基本方法

房屋建筑绿色设计工作的有序开展，要求设计人员在设计思路上，充分吸收过往有益经验，依托现有的施工技术手段，制定可操作的绿色建筑设计方法，实现绿色建筑设计效果与可实现性的兼顾，降低后续施工难度，压缩施工周期，减少施工成本，推动房屋建筑建设活动的有序开展。

3.1 做好房屋建筑节能减排设计

在实际设计过程中，设计人员需要从主动式节能与被动式节能等角度出发，开展系统化的绿色建筑设计工作。在主动节能设计环节，设计人员以能源的合理化使用以及阶梯化利用为主要手段，开展针对性的节能设计，例如采用水泵变频调速技术，在保证房屋建筑日常用水的同时，控制取水过程中的能源损耗。在被动式节能设计过程中，设计人员通过自然光、自然通风等手段，借助自然条件的科学化使用，管控房屋建筑节能减排水平，管控整体资源损耗[5]。

3.2 提升房屋建筑舒适性

房屋建筑在绿色建筑设计过程中，需要从舒适性的角度出发，结合实际情况，借助计算机技术，对设计方案做出科学化模拟，通过模拟来进行房屋建筑结构的优化，通过建筑结构优化，强化建筑物自身的通风、采光能力，从而降低房屋建筑使用过程中空调、采光等资源损耗。同时设计人员还应当做好绿化工作，在建筑物的相关位置，增加绿色植物等，并对绿色植物的数量、品类等作出优化，借助绿色植物，对办公楼区域内温度、湿度等进行调控，从而营造出舒适的居住环境。

3.3 BIM 技术在房屋建筑结构中的应用

BIM 技术在施工阶段中的应用，主要集中于施工过程中工程量、施工环节费用方面。具体来看，对于施工过程中工程量的估算，工作人员可以借助相关终端设备，进入施工现场，通过拍摄照片的方式，将施工工程量直接上传到后台系统中。后台工作人员可以通过后台，实时下载施工现场图片，通过图片与施工模型的对比，对比施工计划进度以及实际施工进度，并根据施工进度偏差，对进款工程计量进行调整[3]。以某市政工程为例，在施工过程中，施工企业采取BIM 技术对某施工环节进行成本管控，通过合理使用BIM技术，准确判定施工进度，并根据施工计划，对施工材料、施工设备进程的时间进行把控，从而管控成本，避免额外费用的产生。在施工项目收支管控环节，成本工作人员可以充分管控前期施工进度关联、工程量清单以及成本数据模型等，在完成相关数据核定的基础上，制定工程预算书，向财务部门进行申报[4]。在BIM 技术的持续下，工作人员的工作效率得到提升，工程进度款申报以及结算工作周期大幅度缩短，大大提升了施工项目成本管理的效率，无形之中，降低了施工项目成本管理的投入。通过BIM技术的有效参与，实现了房屋建筑设计、施工活动的有效性。