低碳理念下商住項目建筑設(shè)計

文／賈曉靜 山東省城建設(shè)計院 山東濟南 250000

引言：

減少碳排放，關(guān)鍵在于控制碳排放來源。建筑是碳排放的主要來源之一，朝著節(jié)能減排的方向發(fā)展，已經(jīng)成為建筑業(yè)當(dāng)下及未來一段時間內(nèi)的主要任務(wù)。商住項目建筑設(shè)計中，應(yīng)以低碳環(huán)保為原則，在確保建筑設(shè)計質(zhì)量的前提下，盡可能地降低能源消耗、環(huán)境污染，推動建筑業(yè)的綠色化發(fā)展。

1.低碳理念下商住項目建筑設(shè)計的原則

1.1 節(jié)能降耗

低碳理念下，節(jié)能降耗是商住項目建筑設(shè)計中必須遵循的首要原則，同時低能耗的建筑也有利于改善人們的生活環(huán)境質(zhì)量。商住項目建筑設(shè)計中，為實現(xiàn)能耗的降低，應(yīng)在致力于提高資源利用率的同時，積極應(yīng)用清潔型、可再生型以及可循環(huán)利用型的新能源。例如，選擇建材時，應(yīng)優(yōu)先選擇可再生資源、低耗能材料，減少甚至避免對高耗能材料的使用，建造技術(shù)可以選擇裝配式技術(shù)，以實現(xiàn)能耗的降低。

1.2 回歸自然

隨著科技的發(fā)展，人類改造環(huán)境的能力也在不斷提高，建筑設(shè)計中，有些設(shè)計人員存在過于追求新穎感、獨特感而不重視環(huán)境效應(yīng)的問題，使得建筑變成了環(huán)境的負(fù)擔(dān)、不和諧物。為避免這樣的問題，低碳理念下，商住項目建筑設(shè)計中，應(yīng)遵循回歸自然的原則，確保建筑的生態(tài)效應(yīng)。例如，可以適當(dāng)增加綠化面積、種植花草樹木等；可以在建筑設(shè)計中有機融入“海綿城市”理念，提高水資源利用率，改善城市熱島問題。商住項目建筑設(shè)計中，堅持回歸自然的理念，可以使建筑物、生態(tài)環(huán)境之間更加和諧，也有利于提高人們的生活質(zhì)量。

1.3 以人為本

商住項目建筑設(shè)計的最終目的是創(chuàng)建可供人購物、娛樂、居住的建筑。鑒于此，商住項目建筑設(shè)計中，應(yīng)遵循以人為本的原則，充分考慮人的需求，力求實現(xiàn)建筑與生態(tài)環(huán)境、人的和諧發(fā)展。如果商住項目建筑設(shè)計中，盲目追求節(jié)能環(huán)保，而忽視人性化設(shè)計，勢必會造成和諧度降低、健康舒適與節(jié)能環(huán)保相矛盾等問題。因此，商住項目建筑設(shè)計中，應(yīng)平衡好生態(tài)環(huán)境、人類生活環(huán)境需求之間的關(guān)系，堅持以人為本的原則，提高建筑環(huán)境的人文元素、自然元素、建筑物特色等綜合設(shè)計效果，為人們打造資源高效利用、外部景觀與內(nèi)部環(huán)境優(yōu)化的生活體系，實現(xiàn)提高人們生活質(zhì)量、保障人們身體健康的目的。

2.低碳理念下商住項目建筑設(shè)計的策略

2.1 明確低能耗與低碳的內(nèi)涵

低能耗即將能源消耗控制在盡可能低的水平，具體來說，建筑建設(shè)期間、建筑投入運營后，均要在最大程度上提高對資源的利用率，同時盡量減少對各種資源的不必要浪費，從而達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。低碳指的是，應(yīng)優(yōu)先選擇可再生能源，以減少碳排放。例如，在很多“零碳建筑”中，為有效節(jié)約電能，在建筑內(nèi)部與城市電網(wǎng)之間形成電能雙向流動，如果自身電能充足，便可以在一定程度上供給城市電網(wǎng)，如果自身電能不足，則由城市電網(wǎng)集中供給，從而做到了能源零消耗。

2.2 降低建筑的能源需求量

低碳理念下，商住項目建筑設(shè)計中，應(yīng)采取有效的措施，降低建筑能源需求量。起源于德國“被動房”的被動式設(shè)計，是降低建筑能源需求的有效手段。被動式設(shè)計主要是采用非機械手段來降低建筑的能源需求，從而達(dá)到降低能耗的目標(biāo)。被動式設(shè)計策略主要包括以下幾種：

第一，合理的空間規(guī)劃。為了達(dá)到節(jié)約能源的目標(biāo)，可以采取對建筑空間規(guī)劃進(jìn)行合理設(shè)置的方法，這也是被動式設(shè)計的一個常見做法。具體來說，首先，應(yīng)開展實地調(diào)查工作，全面掌握工程所在區(qū)域的實際情況，包括地質(zhì)情況、地形條件以及四周實際狀況等。在選址的時候，應(yīng)優(yōu)先選擇地質(zhì)條件佳、施工條件便利以及四周實際狀況不復(fù)雜的區(qū)域，只有這樣才能達(dá)到減少資源浪費、降低施工難度以及降本增效的目的。其次，在對建筑的朝向進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計的時候，應(yīng)對當(dāng)?shù)貙嶋H情況進(jìn)行充分考慮，包括陽光照射高度以及風(fēng)向等因素。我國長期以來在建筑朝向方面注重“坐北朝南”，其原因在于，這樣的建筑可實現(xiàn)“冬暖夏涼”。

第二，優(yōu)化建筑布局。被動式設(shè)計中，應(yīng)以高效化利用太陽光為目標(biāo)，對建筑通風(fēng)、采暖的要求進(jìn)行充分考慮，根據(jù)不同房間的實際需求，并結(jié)合當(dāng)?shù)靥柟廨椛洹L(fēng)向等因素，科學(xué)選擇建筑的戶型。同時，應(yīng)對各方面因素進(jìn)行全面考慮，包括當(dāng)?shù)貧夂驙顩r、能源利用率以及建筑安全性等，對建筑布局形式進(jìn)行科學(xué)選擇。就目前來說，建筑布局形式主要有兩種，一是自由式布局，其優(yōu)點是通風(fēng)效果比較理想，二是行列式布局，其優(yōu)點是整體布局規(guī)則、有序。

第三，增強圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。被動式設(shè)計中，可以通過提高圍護結(jié)構(gòu)體系的耐候性、保溫性能，來降低建筑的能源需求。圍護結(jié)構(gòu)主要由屋面、門窗、外墻組成。首先，針對屋面，可以采取下述幾個方面的措施：一是設(shè)置淺色飾面的屋面，其能夠有效降低屋面溫度，達(dá)到降低能耗的效果；二是設(shè)置金屬屋面，該種屋面是由金屬底板、鋼結(jié)構(gòu)、石棉、玻璃棉等組建而成，使用壽命相對較長，同時將其與防潮隔汽膜、防水透氣膜等有機結(jié)合起來，可以實現(xiàn)屋面防滲漏、隔熱保溫性能的顯著提升。其次，針對外墻，為了實現(xiàn)其保溫性能的提高，可以選擇保溫材料制作而成的外墻，同時確保其密封質(zhì)量。最后，針對門窗，可以選用一些節(jié)能性能佳且可減少門窗反射率的新型門窗材料，并對門窗比例進(jìn)行合理設(shè)計，以確保建筑的保溫效果。同時，對建筑物的朝向、平面、剖面等因素進(jìn)行全面考慮的基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑物的特性，以降低風(fēng)阻的方式來實現(xiàn)室內(nèi)通風(fēng)效果的提高，降低風(fēng)阻的方式包括安裝導(dǎo)風(fēng)裝置、安裝百葉窗、使門窗位于同一直線上等。

第四，應(yīng)用可再生能源。被動式設(shè)計中，應(yīng)用可再生能源也是一項重要的措施。目前，建筑領(lǐng)域已經(jīng)使用了諸多新型可再生能源，技術(shù)比較成熟的有太陽能、地?zé)崮艿?。可再生能源、低碳能源的最有效利用方法是實現(xiàn)建筑上的即產(chǎn)即用。例如，可應(yīng)用太陽能系統(tǒng)，設(shè)置分散集熱-分散供熱太陽能熱水系統(tǒng)，同時設(shè)置短期、長期儲熱設(shè)施，提高太陽能的利用率；可應(yīng)用地源熱泵，尤其是建筑所在地區(qū)如果是夏熱冬冷，則冬季熱負(fù)荷低于夏季冷負(fù)荷，使用這種新設(shè)備，可有效降低能源消耗。

2.3 減少建筑的能源消耗

低碳理念下，商住項目建筑設(shè)計中，為真正做到節(jié)能減排，必須采取合理的措施，控制建筑的能源消耗。主動式節(jié)能便是一種降低建筑能耗的有效策略，其指的是采取機械干預(yù)的手段來減少對能源的消耗。商住項目建筑設(shè)計中，為實現(xiàn)建筑能耗的降低，可以靈活采取各種主動式節(jié)能措施，具體如下：

第一，暖通空調(diào)系統(tǒng)的主動式節(jié)能措施。在現(xiàn)代化建筑中，暖通空調(diào)系統(tǒng)是不可缺少的重要組成部分之一，其主要作用是通風(fēng)換氣、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，對建筑物的使用功能與舒適性產(chǎn)生著直接的影響。為實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的降低，首先，應(yīng)對熱源進(jìn)行合理選擇，從使用性能、節(jié)能效果方面來看，地源熱泵是比較理想的一種熱源，其熱源能量來自于地表下，任何一級能源不會發(fā)生損耗，單位體積內(nèi)的可利用能量非常大，所以能源利用率相對較高、節(jié)能效果較好。其次，可以應(yīng)用太陽能技術(shù)，將太陽能收集裝置安裝在光照條件較好的地方，收集到太陽能后借助能量轉(zhuǎn)換裝置將其轉(zhuǎn)化為熱能后，再傳輸?shù)脚照{(diào)系統(tǒng)中，暖通空調(diào)系統(tǒng)中的太陽能，可以用于地板采暖、熱水供應(yīng)等方面。最后，應(yīng)采用變頻技術(shù)，有研究指出，與非變頻模式的暖通空調(diào)相比，采取變頻方式的暖通空調(diào)，可以降低30%～50%左右的能耗。

第二，照明系統(tǒng)的主動式節(jié)能措施。為實現(xiàn)該系統(tǒng)能源消耗的減少，可從下述幾方面入手：首先，對光源與燈具進(jìn)行選擇的時候，應(yīng)結(jié)合實際情況進(jìn)行選擇。建筑高度較高的情況下，可選擇金屬鹵化物燈；建筑高度較低的情況下，可選擇熒光燈；建筑高度較高、維護難度較大的情況下，可以選擇無極熒光燈；建筑需要頻繁開關(guān)燈、有調(diào)光需求的情況下，可以選擇LED 燈。其次，應(yīng)建立現(xiàn)代智能照明控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)對照明設(shè)備的自動化、智能化監(jiān)控和控制。

第三，給排水系統(tǒng)的主動式節(jié)能措施。采取有效的措施，降低給排水系統(tǒng)的能耗，可以緩解當(dāng)前逐漸加劇的“水危機”現(xiàn)象。為了做到這一點，可以從下述幾方面入手：首先，可對“海綿城市”理念進(jìn)行有效應(yīng)用，對雨水進(jìn)行有效收集，再對所收集的雨水實施凈化和進(jìn)行儲存。降雨豐沛的時候，海綿城市可以就地、就近地吸收蓄積、滲透凈化雨水，干旱缺水的時候，海綿城市可以將蓄積儲存的水釋放出來、合理利用，實現(xiàn)水資源的有效遷移。其次，應(yīng)對中水資源利用技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，對建筑中的生產(chǎn)和生活污水先實現(xiàn)集中性處理，經(jīng)過處理后水質(zhì)達(dá)到使用要求后，便可以進(jìn)行再利用。

2.4 采用裝配式技術(shù)

裝配式技術(shù)是在工廠內(nèi)生產(chǎn)構(gòu)件并運輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行裝配。當(dāng)前，建筑業(yè)越來越注重節(jié)能、環(huán)保，裝配式技術(shù)通過將部分現(xiàn)場作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠中，在工廠內(nèi)生產(chǎn)構(gòu)件，實現(xiàn)了部品生產(chǎn)工業(yè)化，材料的使用量大大降低，同時也有利于減少材料的耗損量；在施工現(xiàn)場僅需對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行安裝，無需切割作業(yè)，污染較小，符合環(huán)保、綠色的要求。鑒于裝配式技術(shù)在節(jié)能、環(huán)保方面的優(yōu)越性，其在建筑領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景，國家與各地區(qū)政府也出臺了諸多優(yōu)惠政策與指導(dǎo)意見，為促進(jìn)裝配式技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了有力支持。低碳理念下，商住項目建筑設(shè)計中，應(yīng)高度重視裝配式技術(shù)，以達(dá)到節(jié)能、減排的目標(biāo)。實際采用裝配式技術(shù)的時候，在設(shè)計階段，應(yīng)注意以下幾個方面的問題：

第一，構(gòu)件設(shè)計。在開展構(gòu)件設(shè)計的過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。如果是高層建筑、超高層建筑，則除此之外，還要參考高層建筑的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在實際開展構(gòu)件設(shè)計的過程中，應(yīng)綜合考慮預(yù)制、吊裝兩個階段的要求，還要考慮相關(guān)計算規(guī)定，以確保構(gòu)件設(shè)計的合理性。

第二，構(gòu)件拆分與歸并。裝配式設(shè)計中，在預(yù)制構(gòu)件方面主要涉及到拆分、歸并兩個方面的內(nèi)容。一般來說，是先拆分、后歸并。實際開展設(shè)計工作的過程中，應(yīng)對各方面因素進(jìn)行全面考慮，包括施工現(xiàn)場環(huán)境的優(yōu)劣、施工技術(shù)水平的高低等。在對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行拆分的過程中，為了便于后續(xù)工作，應(yīng)在保障構(gòu)件使用功能與質(zhì)量的前提下，盡可能地讓界面保持一致，減少構(gòu)件的種類。

第三，構(gòu)件連接節(jié)點。裝配式設(shè)計中，針對構(gòu)件連接處節(jié)點，必須進(jìn)行合理設(shè)計。節(jié)點設(shè)計的過程中，應(yīng)重點考慮抗剪設(shè)計，人工在樓板的表面建造一些粗糙面，以實現(xiàn)抗剪性能的提升。

第四，構(gòu)件深化設(shè)計。深化設(shè)計也是裝配式設(shè)計中的一項重點內(nèi)容。在開展構(gòu)件深化設(shè)計的時候，應(yīng)確保其滿足構(gòu)件安裝、構(gòu)件運輸以及相應(yīng)專業(yè)的要求。構(gòu)件深化設(shè)計主要包括模具圖、鋼筋組裝圖、吊裝圖三個部分的設(shè)計。在模具圖設(shè)計方面，設(shè)計人員應(yīng)做好計算工作，確保模具圖的精準(zhǔn)度；在鋼筋組裝圖設(shè)計方面，應(yīng)對配筋進(jìn)行詳細(xì)描述，從而為后續(xù)操作提供有效指導(dǎo)；在吊裝圖設(shè)計方面，應(yīng)充分考慮吊具的式樣、承載能力。

此外，隨著科技的迅速發(fā)展，裝配式技術(shù)也在不斷優(yōu)化，將其與與先進(jìn)技術(shù)有機結(jié)合起來，可以實現(xiàn)裝配式技術(shù)的不斷優(yōu)化。例如，建筑信息模型（BIM）便是一種與裝配式技術(shù)適配性較好的先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用裝配式技術(shù)的時候，可以借助BIM 進(jìn)行構(gòu)件拆分，通過預(yù)制構(gòu)件模型，直觀地觀察構(gòu)件整體與部分之間的關(guān)系，從而更好地把控相關(guān)節(jié)點，有利于提高構(gòu)件拆分工作的效率與質(zhì)量；預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)，工廠方可以通過Revit 軟件直接獲取預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)數(shù)據(jù)，并以此為根據(jù)，對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有利于確保預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量，避免尺寸錯位而引起的不必要的資源浪費；可以應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查，BIM 具備碰撞檢查功能，只需先構(gòu)建出建筑模型，再啟動BIM 系統(tǒng)中自帶的碰撞檢查功能，便可有效完成碰撞檢查工作；可以借助BIM 技術(shù)對施工過程進(jìn)行模擬演示，使施工人員提前了解整個施工過程，同時可以應(yīng)用BIM 5D 軟件，導(dǎo)出虛擬施工動畫，實現(xiàn)3D 施工交底，便于施工人員更好地理解施工圖紙。由此可見，低碳理念下，商住項目建筑設(shè)計中，在實際采用裝配式技術(shù)的時候，應(yīng)將其與BIM 等先進(jìn)技術(shù)結(jié)合起來，以提升設(shè)計效率與質(zhì)量，減少后續(xù)設(shè)計變更的發(fā)生，有利于提高項目的整體效益。

3.低碳理念下商住項目建筑設(shè)計的發(fā)展方向

低碳理念下，商住項目建筑設(shè)計中，應(yīng)致力于朝著以下幾個方向發(fā)展：第一，綠色化。主要涉及到兩個方面，首先是生態(tài)，通過采取綠化墻面、屋頂花園等生態(tài)化設(shè)計，改善鋼筋、混凝土等傳統(tǒng)材料堆砌而形成的單一景象，提高建筑的綠化率，這也有利于改善城市熱島效應(yīng)；其次是環(huán)保，要求建筑施工、運營、拆除等環(huán)節(jié)應(yīng)盡可能地減少廢棄物，減少對環(huán)境造成的破壞。第二，效益最大化。商住項目建筑設(shè)計中，不僅要協(xié)調(diào)好建筑建設(shè)成本、建筑運營成本以及建筑回收成本的關(guān)系，還要提高廢舊資源的回收利用率、新增資源的使用效率，從而在最大限度上利用資源，并能實現(xiàn)建筑全生命周期成本的最小化、效益的最大化。第三，資源化。低碳理念下，可以把建筑看成是一個開放式資源循環(huán)系統(tǒng)，具體來說，在施工建造階段應(yīng)減少對各種能源、資源的使用，致力于建造可回收利用的建筑物，盡可能地控制建筑廢棄物，實現(xiàn)對能源、資源的最大化利用。第四，適應(yīng)性。商住項目建筑設(shè)計中，應(yīng)盡可能地使建筑與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、氣候條件以及資源等相協(xié)調(diào)，確保建筑可以有機融入當(dāng)?shù)丨h(huán)境，從而真正體現(xiàn)建筑的應(yīng)用價值。第五，更加安全。建筑物的功能得以實現(xiàn)，在一定程度上依賴于建筑的安全性。在自然災(zāi)害頻發(fā)的當(dāng)下，使建筑變得更加安全，是建筑設(shè)計中需要重點考慮的一個問題。建筑的安全要求，一方面是確保其安全性能滿足正常使用的需求，另一方面是在出現(xiàn)突發(fā)性災(zāi)害的時候，確保建筑不會發(fā)生整體垮塌。

結(jié)語：

綜上，低碳理念下，商住項目建筑設(shè)計中，應(yīng)遵循節(jié)能降耗、回歸自然、以人為本等原則，在明確低能耗與低碳內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，采取科學(xué)、有效的措施，降低建筑能源需求量、減少建筑的能源消耗，并采用裝配式技術(shù)，從而真正打造低能耗、低碳、綠色環(huán)保的建筑。