淺談低碳概念下的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)策略

趙琪（湖南省建筑科學(xué)研究院，湖南 長(zhǎng)沙410000）

淺談低碳概念下的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)策略

趙琪（湖南省建筑科學(xué)研究院，湖南 長(zhǎng)沙410000）

本文從能源、資源、優(yōu)化能源組合等方面闡述了低碳建筑的設(shè)計(jì)理念，簡(jiǎn)要分析了我國(guó)低碳建筑的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，最后就基于低碳理念的建筑設(shè)計(jì)提出了若干應(yīng)對(duì)措施。

低碳概念；建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)對(duì)策略

引言

低碳建筑設(shè)計(jì)不但能夠大幅度的降低建筑的資源和能源消耗，而且能夠有效的降低建筑形成過(guò)程中廢渣、廢氣、廢水的排放量，從而有效的改善我國(guó)的自然生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，在建筑低碳設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分利用各種節(jié)能減排材料和技術(shù)，積極使用綠色環(huán)保建筑材料，能夠確保居民生活環(huán)境的舒適、綠色與健康。鑒于此，建筑設(shè)計(jì)師必須高度重視基于低碳概念的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用，一方面不斷推動(dòng)我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，一方面能夠更好的保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境。

1 低碳建筑的設(shè)計(jì)理念

1.1 節(jié)約能源

在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師常常會(huì)將一些新技術(shù)、新材料、新工藝和節(jié)能設(shè)備運(yùn)用到建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，嚴(yán)格的控制了建筑物的能源消耗。同時(shí)，為了提高建筑物的能源利用率，建筑設(shè)計(jì)師把低碳技術(shù)和自然環(huán)境有效的結(jié)合，也有效的提高了建筑物能源節(jié)約的特性。在低碳建筑設(shè)計(jì)發(fā)展過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師：①應(yīng)該遵循可持續(xù)發(fā)展的原則，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓瘉?lái)合理布置建筑物的形式以及布局；②建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該積極利用節(jié)能環(huán)保材料，積極采用自然通風(fēng)，盡量不使用空調(diào)，如果必須使用空調(diào)，空調(diào)的設(shè)置也要遵循自然通風(fēng)的原則，從而有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目標(biāo)。

1.2 節(jié)約資源

就低碳建筑物而言，建筑設(shè)計(jì)師通過(guò)優(yōu)化建筑空間布局和結(jié)構(gòu)材料，盡可能利用環(huán)保節(jié)能材料（如巖棉保溫板、聚氨酯板以及氬氣中空玻璃等），從而有效的提高建筑物的利用率。同時(shí)，建筑設(shè)計(jì)師還應(yīng)該合理的處理和利用各種資源，例如提高水資源的利用率，提高自然光的利用率等，從而有效的降低或者避免資源浪費(fèi)。另外，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)注重可再生資源的循環(huán)利用，合理使用綠色環(huán)保的建筑材料，確保石灰、木材、油漆以及水泥等建筑材料的安全、無(wú)毒、無(wú)害，從而有效保證人的身體健康。

1.3 優(yōu)化能源組合

優(yōu)化能源組合是指在建筑物產(chǎn)生的過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該科學(xué)合理地采用一些新興能源，盡可能的降低礦產(chǎn)資源的消耗量，從而有效的降低和控制污染物的排放量。同時(shí)，建筑設(shè)計(jì)師還應(yīng)該重視能源優(yōu)化組合，例如利用天然氣改造傳統(tǒng)鍋爐、利用太陽(yáng)能降低大氣污染。

1.4 選擇天然材料

在進(jìn)行低碳建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇天然裝飾以及施工材料。同時(shí)，在施工過(guò)程中，建筑施工人員還應(yīng)必須嚴(yán)格檢查所選材料的質(zhì)量，及時(shí)清除并更換不合格的材料，從而保證居民的身體健康。

1.5 美化環(huán)境

一般情況下，傳統(tǒng)建筑不能科學(xué)合理的融入到自然環(huán)境中，也不能有效的保證居民的身體健康。與傳統(tǒng)建筑相比，低碳建筑設(shè)計(jì)是通過(guò)不同程度的對(duì)自然環(huán)境、人工環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)與布設(shè)，確保內(nèi)、外環(huán)境的相互聯(lián)通，從而提高居住環(huán)境和保證居民身體健康。

2 我國(guó)低碳建筑設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人民的物質(zhì)生活和精神生活水平在不斷提高，人們對(duì)環(huán)保的質(zhì)量和意識(shí)也在逐步提高，尤其是對(duì)于建筑的環(huán)境要求也是越來(lái)越嚴(yán)格。因此，在建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師首先應(yīng)當(dāng)把低碳理念有機(jī)的融入到建筑中，同時(shí)要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的理念，注重環(huán)保材料和能源在建筑物中的利用。從目前來(lái)看，我國(guó)建筑設(shè)計(jì)師往往過(guò)度偏重于建筑物的外在形態(tài)，往往忽略了建筑物的節(jié)能功能，導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要有兩方面：①建筑設(shè)計(jì)師認(rèn)為采用低碳技術(shù)和環(huán)保節(jié)能材料，在一定程度上會(huì)增加建筑投資成本，同時(shí)也會(huì)降低經(jīng)濟(jì)效益；②建筑設(shè)計(jì)師還考慮了房?jī)r(jià)穩(wěn)定性因素，這在一定程度上阻礙了低碳建筑在我國(guó)的發(fā)展進(jìn)程。但是，近些年來(lái)，我國(guó)低碳建筑已經(jīng)取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及生態(tài)效益，鑒于此，建筑設(shè)計(jì)師也開(kāi)始逐漸關(guān)注低碳建筑，并積極地將低碳理念運(yùn)用到建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，并且更加重視效益和能源，通過(guò)積極發(fā)展低碳建筑來(lái)有效的降低傳統(tǒng)建筑中不利因素對(duì)居住環(huán)境和人的身體健康的影響。

3 基于低碳概念的建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)對(duì)策略

3.1 注重建筑的環(huán)境屬性

在低碳建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師首先要充分調(diào)研和掌握建筑物周圍的環(huán)境條件，并科學(xué)合理的對(duì)其進(jìn)行分析和研究。在建筑物周圍環(huán)境的規(guī)劃過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師要應(yīng)當(dāng)遵循可持續(xù)發(fā)展的原則，確保建筑物能夠與周圍環(huán)境有機(jī)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一起來(lái)。同時(shí)，為了保證建筑周圍環(huán)境的建設(shè)質(zhì)量，推動(dòng)低碳建筑的建設(shè)的發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)應(yīng)當(dāng)注重建筑物環(huán)保和節(jié)能作用，從而有效的從根本上改變建筑物周圍環(huán)境。另外，在低碳建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該合理的增加建筑物的綠化面積以及植被數(shù)量，尤其是對(duì)于城市建筑設(shè)計(jì)，必須科學(xué)合理的布置建筑，協(xié)調(diào)好建筑與周圍環(huán)境的關(guān)系，并且重視交通路線，從而促進(jìn)人工環(huán)境和自然環(huán)境的有機(jī)融合，不斷推動(dòng)低碳建筑的發(fā)展與進(jìn)步。

3.2 使用綠色環(huán)保材料

建筑材料、裝修材料、設(shè)備管材的生產(chǎn)以及建筑物的建設(shè)過(guò)程是大量產(chǎn)生能耗和污染的過(guò)程。多數(shù)建筑材料都會(huì)降低居住環(huán)境的質(zhì)量，例如加氣混凝土散發(fā)的氡氣、人造板材釋放的甲醛等。目前，我國(guó)絕大多數(shù)建筑采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但是水泥屬于高能耗、高污染以及高排放的建筑材料，同時(shí)建筑拆除過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生各種難以處理的廢物以及廢渣等，這對(duì)于后期的建筑使用和維護(hù)上造成了很多難題。因此，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)基于低碳理念在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇綠色環(huán)保材料，從而提高環(huán)保材料的利用率，創(chuàng)造更多的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 建筑形式方面（見(jiàn)圖1～2）

基于低碳理念的建筑設(shè)計(jì)要求充分考慮建筑與墻體構(gòu)造形式與太陽(yáng)能利用之間的關(guān)系。墻體保溫性能（如墻體顏色、材料以及構(gòu)造等）直接決定了建筑物的節(jié)能效益，因此，很多國(guó)家建筑非常注重墻體保溫節(jié)能的研究和開(kāi)發(fā)。一般情況下，種植屋面是一種比較常見(jiàn)的屋面保溫隔熱設(shè)計(jì)方式，將屋面綠化（圖1）與墻體垂直綠化（圖2）有效結(jié)合，不僅能夠美化建筑，還能夠充分利用自然資源（如雨水、光能），同時(shí)還能在一定程度上凈化空氣、調(diào)節(jié)空氣溫度和濕度，從而緩解城市的熱島效應(yīng)。此外，門窗是外圍結(jié)構(gòu)中保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)，被廣泛運(yùn)用于公共建筑的玻璃幕墻，取得了獨(dú)特的空間造型和藝術(shù)效果，但是由于開(kāi)啟窗的數(shù)量減少，產(chǎn)生了大量的光污染，能耗不斷增加。因此，在滿足采光需求的條件下，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)合理地采用較小的窗墻比或窗戶傳熱系數(shù)，例如采用中空隔熱玻璃鋁制窗框，以確保能夠有效降低建筑能耗。

圖1 屋面綠化（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

圖2 垂直綠化（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

3.4 綜合利用可再生能源

基于低碳理念的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)重視可再生能源的綜合利用，以進(jìn)一步提升低碳建筑設(shè)計(jì)。尤其是在高度節(jié)能的建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中，科學(xué)優(yōu)化可再生能源利用方式、研發(fā)可再生能源新技術(shù)和新材料就顯得更為重要。一般情況下，不同地區(qū)的建筑的耗能特性也各不相同，因此，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該因地制宜，根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)來(lái)選擇科學(xué)合理的能源利用途徑，例如東北地區(qū)，冬季溫度相對(duì)較低，因而采暖能耗所占的比重也較大，其中對(duì)于碳耗能量的需求最大，此時(shí)設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)重視保溫設(shè)計(jì)功能，并努力探尋新的可再生能源，從而有效的降低建筑碳排量和提高可再生能源的綜合利用效率。在建筑使用壽命期限內(nèi)，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)有限考慮選擇風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芤约昂Ｑ竽艿瓤稍偕沫h(huán)保能源，并對(duì)其加以科學(xué)合理的利用，同時(shí)將可再生的環(huán)保資源全面落實(shí)到建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，從根本上實(shí)現(xiàn)低碳建筑設(shè)計(jì)，全面有效的地保證建筑與周圍環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

4 結(jié)語(yǔ)

基于低碳理念的建筑設(shè)計(jì)是綠色建筑未來(lái)的必然發(fā)展趨勢(shì)。為了滿足我國(guó)對(duì)建筑質(zhì)量要求不斷提高的需求以及符合現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)積極利用技術(shù)、新材料以及新方法，將環(huán)保低碳的設(shè)計(jì)理念融入到建筑中。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)積極發(fā)揮創(chuàng)新能力，以先進(jìn)的理論來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐活動(dòng)，從實(shí)踐活動(dòng)中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)低碳理念進(jìn)行補(bǔ)充和更新，從而不斷完善基于低碳理念的建筑設(shè)計(jì)，使之能夠更好的指導(dǎo)建筑設(shè)計(jì)，降低建筑能耗及其對(duì)環(huán)境的破壞與污染，為人們創(chuàng)造更為舒適、和諧、健康、安全的居住環(huán)境。

[1]劉云勝.高技術(shù)生態(tài)建筑發(fā)展歷程[M]..北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

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TU201.5

A

2095-2066（2016）22-0178-02

2016-7-18

趙 琪（1982-），男，工程師，本科，主要從事建筑設(shè)計(jì)工作。