绿色建筑与钢结构

       什么是绿色建筑
　　“绿色建筑”是在全世界实现“可持续发展”的背景下提出的，上个世纪60年代意大利建筑师保罗·泰勒瑞提出了“生态建筑”(Arology，Architecture+Ecology)的概念，即绿色建筑前身。绿色建筑现在在国际上仍然缺少一个统一的概念，随着世界环境危机和能源危机的日益加剧，欧美国家提出的“生态建筑”、“节能省地型建筑”和“可持续建筑”，以及日本提出的“环境共生建筑”等都是从不同角度对绿色建筑的阐述。对绿色建筑的提法的共同特点是将建筑与环境紧密联系，突出以下三个方面：对资源和环境的影响和负荷小；能为人类提供健康舒适的生活环境；要求建筑与自然条件相融合。
　　我国对绿色建筑的定义：绿色建筑(Green Buildings)是指在建筑的全寿命期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。(摘自《绿色建筑行动方案》国务院[2013]1号文件及《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006)简言之，绿色建筑就是在全寿命周期内四节一环保，满足使用功能的同时与自然和谐共生。
　　我国绿色建筑评价体系：《绿色建筑评价标准》GB/T 50378—2006，评价体系共由以下六类指标组成：节能和能源利用；节水和水资源利用;节材和材料资源利用;节地和室外环境利用;室内环境质量;运营管理。《标准》适用于住宅建筑(约占我国建筑总面积的2/3)和公共建筑(限于办公建筑、商场建筑和旅馆建筑)，《标准》按满足一般项和优选项的个数将评价结果分为一星、两星、三星3个级别。
　　我国绿色建筑评价体系国家层面激励政策：2012年4月，财政部和住建部印发了《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》(财建167号文)，明确提出了全国绿色建筑发展的主要目标和财政措施。
　　2013年1月国务院办公厅转发了发展改革委、住房城乡建设部《绿色建筑行动方案》(国务院[2013]1号文件转发)，明确提出了全国绿色建筑发展的重要任务和保障措施。我国绿色建筑评价体系-地方标准：目前，全国已有20余个省市编制了地方绿色建筑评价相关的标准。例如上海市工程建设规范《绿色建筑评价标准》(DG/TJ08-2090-2012)
　　国外绿色建筑评价体系：美国能源及环境设计先导计划(LEED，Leadership in Energy & Environmental Design)通过6方面对建筑项目进行绿色评估，包括：可持续的场地设计；有效利用水资源；能源与环境；材料和资源；室内环境质量；革新设计。LEED评价结果的4个等级：合格认证、银奖认证、金奖认证、铂金认证。
　　英国建筑环境评价方法BREEAM评估的内容包括：建筑性能；设计建造；运行管理。评价条目包括：管理——总体的政策和规程；健康和舒适——室内和室外环境；能源——能耗和CO2排放；运输——有关场地规划和运输时的CO2排放；水——消耗和渗漏问题；原材料——原料选择及对环境的作用；土地使用——绿地和褐地使用；地区生态——场地的生态价值；污染——(除CO2外的)空气和水污染。BREEAM评价结果的4个等级：合格、良好、优良、优异。德国可持续建筑评估体系(DGNB，Dentsche Guetesiegel Nachhalteges Bauen)。日本建筑环境效能综合评估系统(CASBEE，Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency )。加拿大绿色建筑挑战计划(GBTool，Green Building Challenge)。
　　绿色建筑关键字
　　一般建筑对人类环境的不利影响。其中之一就是建筑材料对人类环境的影响：原料生产、部品加工—人工建筑材料带来的问题；自然资源破坏严重；传统建筑材料生产耗能大；传统建筑材料生产碳排放大。一般建筑材料对人类环境的不利影响：比如我国2003年的水泥产量为7.4亿吨，而同期世界总产量为16亿吨，我国水泥产量占世界总产量的47%，生产消费1吨水泥=石灰石1吨+水0.6吨+沙子2吨——排放CO21吨。2003年我国消耗：石灰石7.4亿吨、水4.44亿吨、沙子14.8亿吨、排放CO27.4亿吨。
　　我国土木工程的快速发展，是以对资源的极大消耗、对环境和自然景观、生态的破坏为代价而实现的。土木工程的可持续发展已经成为我们不得不面对的问题。常规施工建设对人类环境的不利影响，土木工程建设带来的问题——浪费资源情况比较严重，我国每年建成房屋的95%以上属高能耗建筑，单位建筑面积能耗是气候相近发达国家的3倍；我国钢材利用率仅为65%，而发达国家大多在80%以上。在我国，建筑能耗已接近社会终端总能耗的30%；建筑工程的材料消耗量占全国总消耗量的比例大约为：钢材占25%，木材占40%，水泥占70%；每年新建工程产生垃圾约4000万吨。使用、拆除过程对人类环境的不利影响，使用过程带来的问题：耗能大，碳排放大；采暖制冷、生活垃圾破坏自然和谐。拆除过程带来的问题：大量建筑垃圾；大量粉尘污染环境。
　　土木工程行业资源浪费、破坏环境的有所表现：设计求异，建筑能耗高，如有的工程用钢指标高达712公斤/平方米，创造了世界最高耗钢量的记录，并出现了屋顶结构自重达到活荷载10倍以上、占总荷载70%以上的极不正常现象，为其安全性埋下隐患。为了形成建筑师刻意营造的杂乱无规律的外表图像，次结构的构件和节点都将扭曲，受力最大的部位不得不采用昂贵的Q460、厚度达110毫米的厚钢板，增加了制作和安装的难度，延长了工期，其制作和安装的单位造价上升到了一般大型钢结构建筑的一倍以上。工程总造价高昂。还有的工程设计求异，建筑能耗高，建于8度抗震设防区工程，高度为234米的超高层建筑，建筑方案为高空大悬挑的倾覆性不平衡体型，整体前倾且在高空悬臂外伸75米的建筑造型已无法得到抗震合理的结构体系，用钢指标高达296公斤/平方米，总用钢量14万吨，是世界用钢量最大的单体建筑。造成资金和能源的巨大浪费，并给主楼的抗震设计留下了无法弥补的隐患。
　　规划滞后，大拆大建：城市规划不甚合理，大片的拆建现象比比皆是，官员决策，随意修改城市规划，大拆大建的情况比较突出，很多城市不切实际的兴建大学城、科技开发区和经济技术开发区，造成土地资源的极大浪费。建筑寿命短：建筑寿命短主要有两个方面的原因，其一，建筑质量本身不过关，其二，城市规划变动频繁，2011年3月，南京太平南路一地铁施工点附近的一排梧桐“修整”后留下树干，树身上喷涂了迁移编号。片面追求政绩工程，不合理的城市规划及盲目的旧城改造，导致了环境污染，绿色资源破坏。
　　绿色建筑关键字就是节能、能源利用；节水、水资源利用；节材、优质材料利用；节地、土地资源利用；室内外环境保护及生态环境；绿色施工；运行信息管理、绿色运行管理；可持续建筑。
　　绿色建筑的使命
　　绿色建筑与社会可持续发展的关系，社会可持续发展的根本要求：自然资源的可持续利用，满足社会的长期需要；环境保护符合人类生存的基本条件。实施“四节一环保”是可持续发展的具体化。绿色建筑的要求：绿色建筑以社会可持续发展思想为基础；推行绿色建筑是社会可持续发展思想的继承、创新与具体实施。绿色建筑的内涵：安全性；适用性；经济性；耐久性；四节一环保；绿色施工；使用过程的节能性；拆除可重复利用。绿色建筑行动的实施：实施各阶段有规划、设计、施工、运行使用阶段、维护阶段等。各阶段实施者：注册规划师；注册建筑师；注册结构师；注册设备工程师；注册土木工程师。
　　钢结构建筑的优势
　　有以下几大特点：安全可靠——材质均匀；力学性能清楚；计算及分析规范成熟。抗震性能好——我国70%以上城市在抗震区，地震灾害频发，钢结构建筑具有良好的抗震性能。钢材延性好——能利用钢材塑性变形耗能；钢结构建筑震害少、震害轻。耐久性好——材料性能不因时间长而损伤；正常维护下可以长期使用，不受时间限制。减轻地基受力——钢结构建筑自重较轻，减轻地基受力。增加使用面积、减小建筑总高度——钢材强度大，梁、柱、墙、板等截面小；结构构件轻量化，降低建筑自重。全部工厂制作——质量有保证，部品品质高，安全耐久；节能、节水、环保、减排。安装简单、建设工期短——现场机械化施工，部品工厂化制造，建设工期短。结构和构件轻、运输方便——运输量少、节能，运输过程中对环境污染小。易拆除，部品可重复利用、材料可循环利用等优点。综上所述，钢结构具有轻、快、好、省的优点，目前是绿色建筑最佳的结构形式。
　　推广绿色建筑的建议
　　推广绿色建筑存在的瓶颈：经济瓶颈：增加的费用谁买单？建筑收益谁保证？理念瓶颈：增加人力、财力投入有无必要？科技瓶颈：绿色建筑的科技成果缺乏；研究项目资金谁提供？科技成果谁支持？人才瓶颈：缺少具有绿色建筑的设计和施工技术等方面的人才。
　　发展绿色建筑的建议：发展方向——工业化建造的绿色钢结构建筑，部品制备工厂化；部品和设计标准化；部品制备和现场施工机械化；管理信息化(BIM)。政府支持——向社会宣传；给技术政策；搭研发平台；改善竞争环境；给开发商、设计和施工单位必要的经济激励高校参与：培养人才；完善技术体系。企业——创自己的绿色品牌；提高技术附加值。行业协会——引导产学研合作；引领产业发展。社会——改变观念；适应绿色(建筑)生活方式。（建筑时报）