探析低碳節(jié)能建筑設(shè)計

摘要：低碳節(jié)能是如今和未來建筑設(shè)計發(fā)展中需要運(yùn)用的重要設(shè)計理念，對節(jié)約能耗、打造健康人類舒適生存環(huán)境有著重要的使用價值，同時也是實(shí)現(xiàn)建筑經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展重要對策。因此，建筑領(lǐng)域中運(yùn)用低碳節(jié)能理念尤為重要，以此才能逐步提高適宜人們生活的高質(zhì)量建筑水平。

關(guān)鍵詞：低碳節(jié)能;建筑;消耗;設(shè)計

1.低碳建筑設(shè)計概述

低碳建筑就是把先進(jìn)的建筑節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品等優(yōu)化組合，調(diào)整建筑耗能比例結(jié)構(gòu)，降低對礦物燃料的消耗量和依賴性，達(dá)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源和減排二氧化碳的目的，營建低能耗高舒適的健康環(huán)境?，F(xiàn)有的建筑技術(shù)雖然已經(jīng)融入了部分低碳節(jié)能技術(shù)，利用太陽能使用溫墻保護(hù)等，并完成了部分節(jié)能的指標(biāo)，但是從長遠(yuǎn)的環(huán)境來看，還是有一定的差距。低碳建筑設(shè)計與現(xiàn)有的一般的建筑設(shè)計相比較，主要是引入了低碳設(shè)計理念，對現(xiàn)有的節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行整合、綜合設(shè)計，減少化石能源的使用，提高效能，從而降低二氧化碳的排放量。

2.低碳節(jié)能建筑的設(shè)計原則

2.1可持續(xù)性

對于低碳節(jié)能建筑設(shè)計來說，整個設(shè)計建造使用與廢棄環(huán)節(jié)都要考慮低能耗、低污染與低排放，在考慮建筑的堅固耐久的同時兼顧建筑的易拆除設(shè)計，考慮所用的材料和采用的構(gòu)件在其壽命結(jié)束時能夠再循環(huán)，對于自然資源的節(jié)約和可再生能源利用等方面嚴(yán)格要求，以此體現(xiàn)其可持續(xù)性。

2.2因地制宜

在低碳節(jié)能建筑的設(shè)計中，“適宜技術(shù)”應(yīng)該被大力倡導(dǎo)和使用。所謂“適宜技術(shù)”就是指應(yīng)該因地制宜地使用節(jié)能技術(shù)，因?yàn)榻ㄖδ茉吹南拇嬖诘赜虻牟顒e，不同的氣候帶、地形對建筑耗能有著各異的影響。因此，應(yīng)該根據(jù)不同的地區(qū)特點(diǎn)而采取不同的節(jié)能設(shè)計和能源利用方式。時下，節(jié)能技術(shù)在某些建筑設(shè)計中被盲目的運(yùn)用，仿佛使用的技術(shù)越好，建筑就越低碳、越綠色，使節(jié)能技術(shù)成為建筑的標(biāo)簽和廣告，這樣的方式不僅不能夠得到顯著的節(jié)能效果，反而浪費(fèi)了資源，犧牲了經(jīng)濟(jì)性。所以節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該是強(qiáng)調(diào)其“適宜性”而不是“普遍性”。

2.3主動式與被動式結(jié)合的設(shè)計方法

主動式節(jié)能技術(shù)是通過利用設(shè)備達(dá)到節(jié)能的要求，而被動式節(jié)能技術(shù)則是通過建筑設(shè)計本身，而非利用設(shè)備達(dá)到減少用于建筑照明、采暖及空調(diào)的能耗。主動式節(jié)能設(shè)計依托于高技術(shù)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)建筑的低碳節(jié)能，效果顯著，但設(shè)備成本普遍來說較高，加之在運(yùn)行中還需要維護(hù)與保養(yǎng)，使得建筑的造價增加。被動式節(jié)能設(shè)計則是在建筑方案過程中，充分考慮包括建筑朝向、建筑保溫、建筑體形、建筑遮陽、最佳窗墻比、自然通風(fēng)等因素，在完全不耗費(fèi)其他成本和資源的基礎(chǔ)上使其滿足節(jié)能低碳的要求。被動式設(shè)計經(jīng)濟(jì)節(jié)約，主動式設(shè)計則高效徹底，二者互為補(bǔ)充與平衡，共同使用才能夠在滿足低碳節(jié)能要求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約。

3.低碳節(jié)能設(shè)計理念在建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用

3.1建筑采光低碳節(jié)能設(shè)計

在進(jìn)行建筑設(shè)計時，只有選擇合理的采光角度，才能確保建筑物獲得充足的光和熱。就我國所處的地理位置而言，其位于北半球之上，陽關(guān)照射的角度決定了建筑朝向應(yīng)面南背北。這樣的設(shè)計能夠使建筑夏季所受的熱輻射降低，并增加冬季陽光照射的時間。并且我國大多數(shù)地區(qū)夏季的季風(fēng)走向以東南向?yàn)橹?，采取南向布局有利于夏季放熱以及冬季保溫，這對于降低能耗起著較為明顯的作用。另外，雖然增添綠化設(shè)置能夠有效地改善熱環(huán)境，但在綠化設(shè)計時必須充分考慮采光的要求，盡可能不要遮擋建筑正常的陽光照射角度。以北京奧運(yùn)村微能耗幼兒園為例，其在采光設(shè)計方面運(yùn)用了較為先進(jìn)的日照分析軟件，并以模擬結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行建筑整體布置，該設(shè)計使建筑得到了充分的陽光照射，節(jié)能效果較為明顯。

3.2建筑空間的高效利用

空間的高效利用可以降低總體的面積需求。對大量性的居住建筑而言，注重空間的充分利用，控制住房面積標(biāo)準(zhǔn)，必然降低建造的能耗。少建造也是節(jié)約能源的有效手段。建筑空間再利用是建筑進(jìn)入良性循環(huán)的有效手段，是城市發(fā)展的契機(jī)。戶型設(shè)計中考慮空間的靈活可變性，以及建筑隨著時間的功能變更的可能性，既延長了建筑的使用壽命，又減少了建造量及建筑垃圾的產(chǎn)生，是降低建設(shè)費(fèi)用、節(jié)省能源的途徑。

3.3窗的節(jié)能設(shè)計

窗是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。公共建筑中玻璃幕墻大量采用，可開啟窗扇的減少，在取得獨(dú)特的造型及空間效果的同時帶來了光污染，加大了能耗。因此，在滿足采光的前提下，采用較小的窗墻比，采用中空隔熱玻璃、鋁制窗框及多種遮陽技術(shù)，對降低建筑運(yùn)營中的能耗起到了重要作用。

造型多樣的遮陽設(shè)施設(shè)計在改善建筑熱工性能的同時對立面的可塑性幫助也不小。選擇合理的遮陽方式，可以改善建筑表皮對外部氣候資源的利用，為建筑內(nèi)部空間提供良好的氣候環(huán)境。遮陽的手法有很多種，利用陽臺、外廊等形體的凹凸變化形成的自遮陽、利用植物、建筑物之間相互遮擋遮陽、利用透光材料自遮陽、結(jié)合立面設(shè)計安裝人工遮陽構(gòu)件等，都是設(shè)計中可以考慮的方式。

3.4建筑墻體節(jié)能設(shè)計

建筑墻體節(jié)能設(shè)計是低碳節(jié)能建筑設(shè)計中較為重要的環(huán)節(jié)之一。墻體節(jié)能設(shè)計應(yīng)盡可能選擇新型的節(jié)能材料，如EPS絕熱模塊、加氣混凝土等。同時在比較容易產(chǎn)生熱橋效應(yīng)的位置上，應(yīng)采取苯板保溫處理，以此來降低由熱橋效應(yīng)引起的熱損失。對于外墻飾面可采取淺色系涂料或進(jìn)行植物覆蓋綠化，進(jìn)而降低夏季陽光的熱輻射，減少空調(diào)的使用時間。

3.5屋面的節(jié)能設(shè)計與構(gòu)建立體綠化網(wǎng)絡(luò)體系

蓄水、架空、覆土種植屋面是目前比較常見的屋面的保溫隔熱設(shè)計的方式。屋面綠化與墻體垂直綠化相結(jié)合，在美化建筑、充分利用雨水、遮擋東西向日曬的同時，水分的蒸發(fā)還可以凈化空氣，調(diào)節(jié)屋面及室內(nèi)溫度，緩解城市“熱島效應(yīng)”。

3.6可再生能源利用設(shè)計模式

可再生能源利用設(shè)計模式應(yīng)當(dāng)從材料選擇、運(yùn)輸、產(chǎn)品資源壽命、可回收利用性等多方評價簡單地說.一個綠色的室內(nèi)設(shè)計，材料上應(yīng)該是質(zhì)樸可親的.比如就地取材.用最適合當(dāng)?shù)氐某Ｒ姴牧?，或者用可回收性材料。包括建筑廢棄物的可再生利用、工業(yè)廢渣的可再生利用、廢塑料、生活垃圾、廢玻璃等的再生利用。

3.7太陽能與建筑一體化設(shè)計

太陽能與建筑一體化主要是指將各種太陽能設(shè)備與建筑結(jié)合在一起，使之形成一個有機(jī)的整體，通過太陽能集熱器等設(shè)備，代替建筑原有的屋面保溫層，這樣的設(shè)計不僅能夠消除太陽光熱效應(yīng)對建筑的影響，同時還避免了因重復(fù)投資帶來的成本增加，這種形式將會成為未來低碳節(jié)能型建筑設(shè)計中的主流趨勢。如廣州某高層建筑就是采用的太陽能與建筑一體化設(shè)計，該建筑在投入使用后，通過太陽能熱水補(bǔ)充了建筑15%的能耗，在電能方面每年大約可節(jié)省30%的能耗，節(jié)能效果顯著。

4.案例分析

金水灣項(xiàng)目13棟住宅樓，層高25層。建筑面積17340.00㎡，一類高層居住建筑。本工程由于比較高，采用了手動百葉式外遮陽，阻隔太陽輻射熱和太陽光線通過建筑外圍護(hù)進(jìn)入室內(nèi)。很多傳統(tǒng)的房子一般采用戶內(nèi)遮陽，如常見窗簾等。其實(shí)，外遮陽比內(nèi)遮陽更為的有效，科學(xué)。內(nèi)遮陽，一般都是陽光進(jìn)入室內(nèi)后再進(jìn)行遮光，但在窗簾與玻璃之間已經(jīng)形成了熱島效應(yīng)，熱量已經(jīng)在室內(nèi)輕易擴(kuò)散，所以內(nèi)遮掩只起到了遮陽效果，并沒有隔熱效果。而外遮陽系統(tǒng)就把熱量擋在戶外，不會形成這種熱島效應(yīng)，大大降低本工程室內(nèi)溫度。融合了低碳節(jié)能的政策。

本工程由于位置臨街，為了有良好的隔音隔熱效果，采用了中空玻璃。在設(shè)計的選擇上應(yīng)該把太陽能和是否能隔熱保溫即節(jié)省能源放在重要位置來考慮。

5.結(jié)語

總而言之，我們在設(shè)計低碳節(jié)能建筑時也不應(yīng)為追求高科技而濫用高科技，而是實(shí)實(shí)在在的站在節(jié)能減排的一線，做實(shí)用而環(huán)保的低碳設(shè)計。對新一代建筑師來說，意義在于低碳之行喚起了設(shè)計理念的完善。

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