低碳概念下的礦山礦山建筑設(shè)計符合環(huán)保發(fā)展設(shè)計分析

吳廣惠

（靖遠煤業(yè)工程勘察設(shè)計有限公司，甘肅 白銀 730913）

低碳概念實際上要求在生產(chǎn)生活中能夠盡可能使用可再生能源，減少對不可再生資源的依賴，同時應(yīng)積極合理應(yīng)用清潔能源，以此減少對環(huán)境的污染，總體而言屬于較為全新的生活理念。實現(xiàn)煤礦行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，積極將礦山建筑設(shè)計與低碳概念融合是建筑企業(yè)面對的重要問題。為此，在建設(shè)設(shè)計中對低碳理念合理運用、積極應(yīng)對，還需建筑企業(yè)能夠結(jié)合實際發(fā)展需求以及現(xiàn)狀探討科學的應(yīng)用策略，保證礦山建筑設(shè)計的合理可行性。

1 低碳設(shè)計的概念以及原則

（1）低碳礦山建筑設(shè)計基本概念。在礦山行業(yè)良好健康發(fā)展中，利用新技術(shù)、新工藝，通過不斷創(chuàng)新及轉(zhuǎn)型等方法，可有效實現(xiàn)礦山產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。低碳設(shè)計能有效的減少能源消耗實現(xiàn)節(jié)能減排的效果。所謂低碳設(shè)計是在礦山建筑設(shè)計中綜合考慮建筑建設(shè)需求與標準多方面因素并將先進的節(jié)能減排技術(shù)以及綠色環(huán)保施工材料、設(shè)備、施工技術(shù)等合理應(yīng)用，從而減少對能源資源的損耗，并在降低建筑三廢排放量的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護[1]。這就要求礦山建筑設(shè)計專業(yè)人員在設(shè)計工作中不僅需要考慮建筑立面形式以及基本使用功能等，還需要充分考慮設(shè)計中建筑節(jié)能減耗的作用以及效果，不斷設(shè)計并建設(shè)出高收益、低能耗的綠色礦山工程。

（2）低碳概念下礦山礦山建筑設(shè)計原則。①與整體設(shè)計相協(xié)調(diào)的原則。低碳概念下對礦山建筑進行設(shè)計時，應(yīng)對當?shù)靥厣幕瘍?nèi)涵進行分析研究，在掌握文化特色的基礎(chǔ)上了解不同建筑類型的特點，并在設(shè)計中融入當?shù)匚幕卣饕约敖ㄖ攸c。與此同時選擇應(yīng)用與建筑相符的新型能源材料或節(jié)能技術(shù)等，在滿足建筑建設(shè)的美感，融合綠色低碳環(huán)保的建設(shè)要求下，對礦山工程應(yīng)具備的功能以及發(fā)揮的作用不斷完善，提升礦山建筑設(shè)計品質(zhì)，保障礦山建筑設(shè)計建設(shè)質(zhì)量。②節(jié)約能源資源消耗。節(jié)約資源能源的消耗是礦山礦山建筑設(shè)計對低碳理念應(yīng)用融合的重要體現(xiàn)，而這也是低碳概念下礦山建筑設(shè)計應(yīng)遵循的另一原則。因此在設(shè)計過程中應(yīng)能綜合多種技術(shù)最大程度減少礦山工程對環(huán)境的影響和污染，同時通過設(shè)計對多種資源能源等進行綜合，遵循節(jié)能低碳的原則提升資源利用效率，以此達到低碳環(huán)保要求。在礦山行業(yè)，這顯得尤為重要。③安全舒適。礦山行業(yè)，安全是非常重要的命題，不容疏忽。在低碳概念下礦山礦山建筑設(shè)計不僅需要提升對資源能源的利用率，減少環(huán)境污染等，更應(yīng)在低碳設(shè)計中堅持建筑安全舒適的基本原則，將建筑質(zhì)量安全以及安逸舒適作為礦山建筑設(shè)計的主要標準。

2 低碳概念下礦山建筑設(shè)計面臨的問題分析

（1）礦山建筑設(shè)計中綠色環(huán)保材料的應(yīng)用效果偏低。造成綠色環(huán)保材料應(yīng)用效率偏低的重要原因則是進行礦山工程設(shè)計的工作人員自身素質(zhì)較低，設(shè)計水平不足，在設(shè)計實踐過程中對低碳理念的踐行和應(yīng)用不到位等[2]。主要體現(xiàn)為部分礦山建筑設(shè)計工作人員對綠色環(huán)保建筑材料的認識不足，不能掌握了解其功能特點以及具體的應(yīng)用價值和標準等。與此同時，在綠色環(huán)保材料選擇過程中存在隨意性，并未對礦山工程功能需求、用途以及建設(shè)標準等方面綜合分析研究與之對應(yīng)的綠色環(huán)保材料，而是隨機應(yīng)用選擇相關(guān)但與礦山建筑設(shè)計需求不符的綠色環(huán)保材料，從而導致材料利用率偏低，整體作用難以有效發(fā)揮。

（2）建筑保溫以及形狀的設(shè)計科學合理性不足。造成低碳概念下礦山建筑設(shè)計效果不顯著的另一重要問題則是對建筑保溫、建筑形狀在設(shè)計時明顯缺乏科學合理性，導致建筑能耗過多等問題尚未完善解決。造成這一設(shè)計現(xiàn)象的原因集中于兩方面，一是部分礦山建筑設(shè)計人員缺乏對低碳理念基本概念的深入理解，對低碳概念下礦山建筑設(shè)計的原則不清晰明確，尤其是未結(jié)合當前建筑發(fā)展要求以及節(jié)能環(huán)保要求等進行針對化設(shè)計，從而使得建筑形狀、保溫設(shè)計水平偏低。二是低碳要求下，相關(guān)礦山建筑設(shè)計人員對建筑形狀、保溫設(shè)計的經(jīng)濟型、可行性考慮缺乏全面性，難以實現(xiàn)預(yù)期設(shè)計效果和作用。

3 低碳概念下礦山建筑設(shè)計的應(yīng)用策略

（1）科學選擇建筑材料。建筑材料是礦山工程施工中產(chǎn)生能源以及污染的常見原因，并且大部分建筑材料對環(huán)境會造成不同程度的污染。針對此在礦山建筑設(shè)計中應(yīng)結(jié)合礦山工程要求盡量多選擇合理的工業(yè)化成品以及循環(huán)可利用的建筑材料。避免應(yīng)用能源含量較高的材料，以此有效降低并科學控制礦山工程二氧化碳排放量。另外加強對新材料的應(yīng)用，但在實際設(shè)計以及應(yīng)用時應(yīng)以材料的源生態(tài)性以及地域性為基礎(chǔ)，在實現(xiàn)節(jié)能減排的基礎(chǔ)上降低施工建設(shè)成本。

（2）圍護結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計合理優(yōu)化。對圍護結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計合理優(yōu)化能夠提升礦山工程的保溫效果，設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾點：其一，外墻是維護結(jié)構(gòu)的重要組成部分，通常建筑圍護結(jié)構(gòu)多以填充材料為主，應(yīng)堅持加強荷載、提升保溫、隔熱的原則進行設(shè)計并選擇高效且質(zhì)量較輕的保溫材料。在寒冷地區(qū)材料層次布置的差異會影響整體保溫效果，而將保溫設(shè)置在外側(cè)能夠有效防止墻體內(nèi)產(chǎn)生冷凝水。其二避免高層建筑圍護墻體設(shè)計應(yīng)用輕質(zhì)保溫材料。主要是輕質(zhì)保溫材料在應(yīng)用后存在明顯的不足，不僅整體抗震能力差，具有松散性且外部承重能力偏低等。同時這一復合墻墻體內(nèi)由于受到框架梁拉等嵌入容易產(chǎn)生冷橋等問題，影響整體保溫隔熱效果。其三，重視應(yīng)用性價比良好的保溫材料，以先進保溫技術(shù)做支撐。對保溫層合理設(shè)計并且明確建筑保溫設(shè)計方案。尤其在設(shè)計過程中應(yīng)對低碳概念合理應(yīng)用，對保溫設(shè)計相關(guān)內(nèi)容合理細化，強化保溫效果的同時實現(xiàn)低碳目標。其四，在建筑墻體保溫設(shè)計工作中融入低碳概念，相關(guān)設(shè)計人員可結(jié)合實踐效果對建筑形狀進行改變，合理應(yīng)用自然可再生能源資源提升低碳設(shè)計價值。如通過對礦山建筑設(shè)計合理的體形和平面形式能夠促進室內(nèi)空氣暢通性，以此減少傳統(tǒng)供暖或制冷方式對耗費的能源以及污染等，對低碳建筑理念有效落實。

（3）積極踐行綠色礦山建筑設(shè)計理念。綠色礦山建筑設(shè)計理論不僅體現(xiàn)了節(jié)能減排環(huán)保的建筑要求，同時體現(xiàn)了低碳設(shè)計概念。在對低碳以及綠色礦山建筑設(shè)計理念進行落實實踐時，可圍繞建筑區(qū)域綠化水平與設(shè)計工作展開，即對建筑區(qū)域內(nèi)植物景觀的合理設(shè)計應(yīng)用。一方面通過設(shè)計植物景觀能夠使其產(chǎn)生良好的光合作用，對建筑應(yīng)用中產(chǎn)生的二氧化碳進行吸收，以此減少碳排放量，對空氣環(huán)境等進行凈化。另一方面設(shè)計合理的植物景觀能夠提升建筑的美觀度，并通過植物景具有的防塵、遮陽以及凈化水體等作用實現(xiàn)節(jié)能減排效果，體現(xiàn)低碳概念。

（4）重視建筑位置以及朝向選擇設(shè)計。建筑位置的設(shè)計與選擇首先應(yīng)考慮其對城市環(huán)境的影響。日照不僅有益于人體健康，同時有利于提升建筑節(jié)能低碳效果，但若是建筑容積率偏高則難以滿足日照需求。因此在對建筑位置進行設(shè)計選擇適應(yīng)結(jié)合日照原理，對建筑走向和朝向進行確定，確保不同建筑能夠盡可能接收更多太陽能。由于受到朝向與季節(jié)的影響，建筑物獲得太陽輻射熱能量不同，并存在一定熱損失。與夏季相比，冬季冬至前后太陽高度角相對偏低，而獲得的太陽光線面積更多。因此對建筑方位進行確定時應(yīng)注重對環(huán)境實際情況的考慮，即根據(jù)太陽高度角制定出日影響圖后，分析明確建筑在冬季的日照時間，進而對建筑進行設(shè)計時應(yīng)保證南向開窗面積更大，使夏季獲得光線面積少于冬季。同時以獲得充足采光條件為基礎(chǔ)，盡可能減少北向與東向窗朝向，使建筑熱損失量減少，保證室內(nèi)溫度環(huán)境舒適度。

（5）綜合利用可再生能源。對可再生能源綜合利用，并將可再生能源技術(shù)與建筑有機結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑一體化設(shè)計，促使多功能建筑合理形成，從而利用可再生能源滿足礦山工程使用功能和作用，提升節(jié)能減排效果，落實低碳概念。其中光伏建筑一體化、風能建筑一體化得到了廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮了良好效果。其中太陽能在礦山建筑設(shè)計中應(yīng)用更為常見，并且更適合礦山建筑設(shè)計施工中。在礦山建筑設(shè)計中應(yīng)用太陽能則是通過對太陽能量進行收集并轉(zhuǎn)化，并在制冷與空調(diào)技術(shù)中合理應(yīng)用。太陽能熱水器、太陽能除濕式制冷器是通過太陽能集熱器對太陽能進行利用的主要方式。在礦山建筑設(shè)計中應(yīng)用太陽能集熱器時，為了提升對太陽能資源的利用率，應(yīng)根據(jù)日照特點以及其獲得太陽熱量的效率對集熱器朝向進行調(diào)整，盡可能獲得更多熱量，以此減少對其他污染較大能源的應(yīng)用。

4 總結(jié)

總而言之在當前建筑可持續(xù)發(fā)展要求背景下將低碳概念融入礦山建筑設(shè)計中不僅對提升煤礦行業(yè)的經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境以及社會等綜合效益產(chǎn)生著重要作用，更能發(fā)揮礦山工程設(shè)計使用功能，滿足各群體對建筑的基本需求，實現(xiàn)綠色建筑建設(shè)目標。但在礦山建筑設(shè)計中對低碳概念應(yīng)用時，需要相關(guān)設(shè)計人員能夠把握低碳概念發(fā)展方向與具體內(nèi)涵，在明確低碳礦山建筑設(shè)計原則的基礎(chǔ)上針對低碳礦山建筑設(shè)計存在的問題選擇應(yīng)用合理的應(yīng)對措施與方法，通過選擇合理的建筑環(huán)保材料、加強對可再生能源的綜合應(yīng)用設(shè)計、堅持綠色環(huán)保理念等方式提升低碳礦山建筑設(shè)計水平，不斷降低建筑在施工、使用過程中對環(huán)境造成的污染和危害。