低碳模式下節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計探究

摘要：我國進入經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型時期，低碳模式成為一種備受青睞的發(fā)展模式，已成為社會發(fā)展的共識。在入低碳經(jīng)濟時代，要求優(yōu)化節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計，降低建筑耗能，更好為資源節(jié)約型社會建設做貢獻。在建筑設計中，注重節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計，在科學與節(jié)能建筑設計框架下，豐富節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計方法，推動節(jié)能建筑更好發(fā)展。筆者在本文中，對低碳模式下節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計做了有益分析，旨在為節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計提供參考。

關(guān)鍵詞：低碳模式；節(jié)能；建筑結(jié)構(gòu)；設計

眾所周知，中國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，消耗了大量的能源資源，對生態(tài)環(huán)境的破壞大，傳統(tǒng)的發(fā)展模式是不可持續(xù)的發(fā)展模式，因此我國提出了經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展戰(zhàn)略[1]。在經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期，在人們環(huán)保意識不斷提高的背景下，節(jié)能建筑成為人們關(guān)注的熱點。在低碳模式下，注重節(jié)能建筑設計成為建筑設計追求的目標，對于緩解能源供應緊張局面、改善生態(tài)環(huán)境均有重要意義。

一、對低碳生態(tài)建筑的簡單介紹

低碳生態(tài)建筑是一個新概念，這種建筑是指與周邊環(huán)境和諧共存、溫室氣體排放量少的一種建筑類型。一個建筑是否為低碳生態(tài)建筑，主要用溫室氣體的排放量作為衡量指標，高溫室氣體排放量的建筑不屬低碳生態(tài)建筑。低碳生態(tài)建筑所要實現(xiàn)的設計目標之一就是降低能耗，通過優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計，盡可能減少溫室氣體排放，改善生態(tài)環(huán)境[2]。

建筑耗能占社會總能耗的占重大，而在低碳模式下，建筑結(jié)構(gòu)設計將更加注重節(jié)能設計，利用各種節(jié)能新技術(shù)，降低建筑能耗，在緩解能源供應緊張局面方面做出應用的貢獻。

低碳節(jié)能生態(tài)建筑的特點主要包括以下幾點：第一，節(jié)能減排體現(xiàn)在建筑全壽命周期內(nèi)，實現(xiàn)對環(huán)境影響的最小化；（2）高效、節(jié)約的設計原則，通過優(yōu)化設計，為居民提供一個舒適的居住空間；（3）煤炭、石油等化石能源的使用率降低最低，加大對地熱、風能和太陽能的使用率，并加強可再生能源的回收與再利用。與傳統(tǒng)建筑相比，節(jié)能建筑能耗降低約70%，真正實現(xiàn)了對周圍環(huán)境影響小、耗能低的設計目標[3]。同時，低碳節(jié)能建筑也是外觀美化、與自然環(huán)境和諧共生的建筑，可使人們感受到自然美。

二、節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計的主要原則

節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)影視外觀美化的建筑，低碳模式下的建筑結(jié)構(gòu)設計原則，包括三點：第一、動態(tài)親民，第二、現(xiàn)代開放，第三、簡潔流暢。節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)的設計中心理念為“低碳、節(jié)能、可再生能源的綜合利用”，以及“優(yōu)化選址、優(yōu)化空間布局”。其中，在空間設計上，應注重空間的流動感。在實際的設計過程中，具體的注意事項兩個方面：

（一）終堅持低碳與節(jié)能理念。在設計過程中，這一理念必須始終堅持，并合理運用建筑節(jié)能技術(shù)，重視建筑節(jié)能，牢固樹立節(jié)能意識。簡單來說，低碳節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計理念就是：“低碳、節(jié)能和技術(shù)”。在節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計時，均要體現(xiàn)出這一設計理念，積極開發(fā)和利用可再生資源，以尊重自然、保護環(huán)境和節(jié)約資源作為設計的出發(fā)點與落腳點，實現(xiàn)建筑與自然環(huán)境和諧共存[4]。

（二）整體性原則。在節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，應遵循整體性設計原則。整體性設計原則要求在設計過程中，充分發(fā)掘本地文化，并根據(jù)建筑類型的不同特點，完善建筑使用功能，提升建筑品質(zhì)，促進設計實現(xiàn)科學化、系統(tǒng)化和邏輯化，提升建筑的整體功能。

三、低碳模式下節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化對策

（一）土方的平衡設計分析

在建筑施工中，土方轉(zhuǎn)移和回填的難度都比較大，如果在合理的運距內(nèi)缺乏土場，則土方易對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響，且土方運輸、處理對能源的消耗也比較大，大幅增加了溫室氣體的排放。因此，在節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計前，需考慮建筑地形、地貌變化與地下室開挖等因素，優(yōu)化土方平衡設計。

（二）優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計

建筑結(jié)構(gòu)設計涉及到方方面面的因素，比如本地盛行風向、氣候條件等，在設計時應充分考慮這些因素，根據(jù)本地的自然環(huán)境條件，優(yōu)化建筑體形、窗墻面積比和朝向設計，實現(xiàn)建筑通風、采光條件的最優(yōu)化。同時，注重建筑總平面布置、太陽輻射與自然通風等因素，降低這些因素對建筑能耗的影響，盡量增加建筑冬季光照時間，提高建筑太陽能的利用率，并避開主導風向，減少場地與建筑物的熱損失；在夏季，充分利用自然風降低建筑溫度，實現(xiàn)降低建筑能耗的目的[4]。通過分析可知，在節(jié)能建筑設計過程中中，需考慮本地盛行風向、光照等因素，提高設計的合理性。

（三）植物景觀設計策略

建筑的植物景觀，在吸收二氧化碳、凈化空氣和減少熱量損失等方面，均發(fā)揮著重要作用。比如植物光合作用可吸收建筑釋放的大量二氧化碳，對于降低局部的熱島效應有重要作用。因此，為了降低建筑能耗，可在建筑周邊營造植物景觀，提高綠化率，充分發(fā)揮景觀植物在節(jié)能減耗中的作用。

另外，建筑植物景觀的作用，還包括降噪、遮陰、涵養(yǎng)水源與除塵等。在建筑植物景觀設計過程中，應遵循常綠與落葉灌木結(jié)合、常綠與落葉喬木結(jié)合的設計原則，增強植物景觀的綠化與降耗效果。

（四）建筑屋面節(jié)能設計策略

建筑屋面節(jié)能設計是節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計的重要內(nèi)容，關(guān)系到建筑的耗能。在建筑屋面節(jié)能設計過程中時，在選擇保溫層用材時，應首選熱導系數(shù)低、密度小材料，并的建筑屋面厚度與重量進行嚴格控制，符合設計規(guī)范[5]。同時，嚴格控制保溫層的吸水率，避免由于保溫層吸水大，降低保溫層的保溫效果。

另外，如果材料吸水率比較高，可在設計時，在吸水材料上設置一排排氣孔，盡量使用性能優(yōu)越的膨脹珍珠巖材料，由于膨脹珍珠巖材料價格低，對環(huán)境污染小，屬于建筑屋面結(jié)果的理想節(jié)能材料。

（五）內(nèi)保溫墻體節(jié)能設計策略

建筑墻體結(jié)構(gòu)是指預制品或現(xiàn)澆混凝土部分，在設計空氣層過程中，可于建筑結(jié)構(gòu)中增設一層空氣隔離層，用于隔熱保溫、減緩熱度流失。同時，在墻體節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)中，增加一層保溫隔熱層，提高墻體保溫效果，在設計中，常見有機材料、無機材料與金屬材料等均為保溫材料。

為了提高保溫墻的實際效果，在設計時應按照設計規(guī)范與建筑實際，合理選擇選擇隔熱材料。其中，保護層的作用是避免保溫層破壞，降低室內(nèi)水蒸汽的出現(xiàn)率，并有效保護材料。而對于建筑飾面層設計來說，為了提高保溫效果，應優(yōu)先選A級無機防火材料，而在飾面層內(nèi)，可使用內(nèi)墻涂料、粘貼瓷磚等材料，以收到理想的保溫效果。

結(jié)語：

在建筑設計中，節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計是重要的內(nèi)容，在低碳經(jīng)濟模式下，優(yōu)化結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設計，對于降低建筑能耗，緩解能源供應緊張局面，具有重要的意義。在本文中，筆者首先指出了低碳生態(tài)建筑的定義、節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計所應遵循的原則，最后從屋面節(jié)能設計、內(nèi)保溫墻節(jié)能設計與建筑植物景觀設計等方面對節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計進行了有益的分析與探索，希望為節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設計提供參考與借鑒。

參考文獻：

[1]王成華.低碳概念下的建筑設計應對策略[J].城市建設理論研究（電子版），2012，23：2234-2235.

[2]吳越，張成林，林偉等.淺談我國低碳策略下的既有建筑再利用設計解析[J].山西建筑，2012，11：124-125.

[3]王紅兵.低碳經(jīng)濟下建筑結(jié)構(gòu)設計教育觀[J].網(wǎng)友世界（云教育），2012，23：245-246.

[4]馬瑩捷.基于自然采光、通風及取暖的低碳建筑設計理念與技術(shù)研究[J].城市建設理論研究（電子版），2012，08：245-246.

[5]李峰.建筑設計中的節(jié)能建筑設計[J].中華建筑（規(guī)劃設計），2015，01（03）：106-108.