淺談建筑低碳設(shè)計(jì)

申 榮

在低碳設(shè)計(jì)過程中，從整體思維出發(fā)，探索建筑系統(tǒng)與環(huán)境大系統(tǒng)之間廣泛相關(guān)的聯(lián)系。其他所有的人工產(chǎn)品對自然資源的消耗和環(huán)境建筑相比應(yīng)負(fù)更多的責(zé)任。據(jù)分析表明，建造活動消耗了最多的能源和自然資源。人類排放的所有溫室效應(yīng)氣體中，來自于建筑材料的大約占到50%，其中包括:生產(chǎn)運(yùn)輸、建筑的建造以及運(yùn)行管理。導(dǎo)致形成城市熱島效應(yīng)最主要的原因是城市的混凝土建筑群密集，從而使城市的綠化面積減少，空氣質(zhì)量變差;另外，混凝土墻對城市的聲環(huán)境、光環(huán)都有很多不利影響。由于混凝土比植被、土壤具有更大的熱容量和吸熱率，使建筑物儲存了較多的熱量，并向四周及室內(nèi)輻射、傳遞，導(dǎo)致室內(nèi)溫度高，被迫大量使用人工空調(diào)環(huán)境，因而排放出更多的熱量，使大氣和室內(nèi)的熱環(huán)境加重。其中更大的隱患是惡劣的熱環(huán)境，嚴(yán)重影響了人們的生活方式、情緒變化、工作狀態(tài)等，以下是針對此類狀況作出的相應(yīng)分析。

1 當(dāng)前低碳建筑分析及應(yīng)用現(xiàn)狀

節(jié)能建筑應(yīng)用較多的目前應(yīng)該是玻璃幕墻，對屋頂、外墻以及樓地板的研究使用較為欠缺。同時(shí)，低碳建筑夏熱冬冷地區(qū)的研究，較寒冷地區(qū)的研究多，主要原因是夏熱冬冷地區(qū)采暖和空調(diào)能耗均較高，節(jié)能設(shè)計(jì)需同時(shí)考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫和隔熱性，而這兩者是相互矛盾的，要想達(dá)到既保溫又隔熱的目的，需要解決的問題還有許多。目前關(guān)于建筑物體排放CO2的研究表明:建筑物的日常耗能占建筑生命周期CO2排放量的絕大部分，此外，建材的生產(chǎn)與運(yùn)輸階段的CO2排放量占一小部分。由此可知，建筑節(jié)能減排首先要從降低日常能耗開始，這也是效果最明顯的一個環(huán)節(jié)，其次則是從建材的生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)确矫妗?/p>

2 低碳節(jié)能建筑的優(yōu)勢分析

1)低碳節(jié)能建筑明顯地降低了能量的消耗。經(jīng)相關(guān)人員研究表明，建筑物在建設(shè)和使用過程中消耗能源大于50%，同時(shí)生成34%的污染物。低碳節(jié)能建筑能有效地減少能耗，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，低碳節(jié)能建筑的耗能與一般的建筑相比能耗降低超過70%。2)低碳節(jié)能建筑再現(xiàn)新型建筑藝術(shù)。傳統(tǒng)的建筑采用的是商品化的生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)和建設(shè)過程。低碳節(jié)能建筑突出強(qiáng)調(diào)了將本地的文化和原材料融入建筑設(shè)計(jì)之中，不違背當(dāng)?shù)氐淖匀缓蜌夂驐l件，展現(xiàn)出本地風(fēng)格并形成新的建筑美學(xué)。3)低碳節(jié)能建筑適應(yīng)四季之景。傳統(tǒng)的建筑很多與自然環(huán)境是相沖突的，室內(nèi)環(huán)境不流通，這對身體的健康是不利的。低碳節(jié)能建筑設(shè)計(jì)內(nèi)部與外部是連通的，根據(jù)氣候變化，對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行自動地過渡調(diào)節(jié)。

3 建筑低碳設(shè)計(jì)理念及應(yīng)用探討

1)低碳建筑設(shè)計(jì)的原則和指導(dǎo)思想。要注重“低碳節(jié)能”的思想，要在思想上樹立節(jié)能意識，并且合理運(yùn)用低碳節(jié)能技術(shù)。要積極挖掘和利用低能耗資源及自然資源來做好低碳節(jié)能建筑設(shè)計(jì);低碳節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)在于符合建筑整體設(shè)計(jì)。從當(dāng)?shù)氐奈幕瘍?nèi)涵深度發(fā)掘不同建筑類型的特點(diǎn)，整合并完善建筑使用功能，設(shè)計(jì)出適合本地生態(tài)環(huán)境的建筑技術(shù)，提升整個建筑的文化品質(zhì)。

2)材料選用。我國每年大量的能耗中，建筑能耗占40%，要真正實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源，建造可持續(xù)建筑;低碳的建材對低碳建筑的實(shí)現(xiàn)有著非常重要的作用。既要減少排放，又要節(jié)約能源。所以要通過低碳設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)低碳技術(shù)和零碳技術(shù)乃至負(fù)碳技術(shù)策略，實(shí)現(xiàn)低碳、零污染、高效率可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

a.太陽能。太陽能在建筑上的應(yīng)用分為光伏發(fā)電和太陽能熱水系統(tǒng)。前者是利用半導(dǎo)體界面將光能直接轉(zhuǎn)換為電能?？梢詫⒐夥姵匕遄鳛榻ㄖ嘏c樓頂、墻面、陽臺和窗戶有機(jī)的結(jié)合，構(gòu)成一體化設(shè)計(jì)。

b.風(fēng)能。傳統(tǒng)的建筑，室內(nèi)設(shè)計(jì)是密閉的，對空調(diào)有較強(qiáng)的依賴性。節(jié)能建筑則是較好的利用自然風(fēng)讓房間清新如田野。節(jié)能建筑的自然通風(fēng)不僅是完全靠自然風(fēng)的流動來調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣流動，保持空氣的清新度;而且還要借助無動力屋頂通風(fēng)設(shè)備來調(diào)節(jié)風(fēng)流和風(fēng)速。后一種能長期的保持良好的工作狀態(tài)，它是利用形式中無動力通風(fēng)設(shè)備不需要維修。

c.地?zé)?。地源熱泵系統(tǒng)是將土壤、地表水和地下水等變?yōu)槎局茻岬膩碓醇跋募局评涞膩碓?，它是一種利用淺層地?zé)崮?，借助熱泵機(jī)組實(shí)現(xiàn)向建筑物熱量和冷氣的供應(yīng)，同時(shí)還可以制備生活用熱水，是一種新型的中央空調(diào)系統(tǒng)。

d.植被。植被可以吸收輻射，不但能非常有效地遮陽，還可以有效降溫。此外植被產(chǎn)生空氣壓差，能改變風(fēng)速強(qiáng)度，改變氣流方向，來導(dǎo)引繞開建筑物或氣流進(jìn)入。植被在光合作用的過程中能吸收太陽輻射，從而使周圍環(huán)境變得涼爽。在墻面綠化上也是采用以上原理，強(qiáng)烈陽光直射面爬滿綠色藤狀植物，減少對墻面的照射，降低外墻表面溫度，以此來保證室內(nèi)溫度穩(wěn)定。

3)主動建筑低碳設(shè)計(jì)。建筑立面選擇素混凝土，既節(jié)省了一次性瓷磚貼面、花崗巖大理石和粉刷層，也避免了開采石材時(shí)對大自然造成的人為破壞;為了減少在運(yùn)輸過程當(dāng)中對能源造成的浪費(fèi)，水泥就地取材和攪拌成品混凝土。

4)被動建筑低碳設(shè)計(jì)。在建筑中，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，在外墻使用外保溫，使用中空玻璃，使用保溫屋面，是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式。提高能源利用的效率并優(yōu)化能源系統(tǒng)。

5)利用節(jié)能建筑圍護(hù)構(gòu)件。為了更好地滿足透光、通風(fēng)保溫、隔熱等各種需求，則應(yīng)更好地利用新的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件，根據(jù)外界條件的變化改變其物理性能，達(dá)到維持室內(nèi)良好的物理環(huán)境、同時(shí)降低能源消耗的目的是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的最基礎(chǔ)技術(shù)條件。其主要涉及的產(chǎn)品有:屋頂保溫和隔熱、外墻保溫和隔熱、熱物理性能優(yōu)異的外窗和玻璃幕墻、智能外遮陽裝置以及基于相變材料的蓄熱型圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基于高分子吸濕材料的調(diào)濕型飾面材料。尤其是通風(fēng)型屋頂產(chǎn)品、通風(fēng)遮陽窗簾的使用、外墻外保溫可通風(fēng)裝飾板都大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)又降低了建筑運(yùn)行成本。

6)智能系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用建筑智能系統(tǒng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)低碳建筑的目標(biāo)，一方面是發(fā)掘現(xiàn)有建筑智能化系統(tǒng)的節(jié)能降耗的內(nèi)在潛力，主要通過建筑設(shè)備管理系統(tǒng)對建筑環(huán)境參數(shù)及空調(diào)、電梯等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制，在滿足當(dāng)前需求的前提下，優(yōu)化運(yùn)行設(shè)備，減少設(shè)備開啟臺數(shù)和運(yùn)行時(shí)間以節(jié)約電能，從而減少發(fā)電廠對大氣污染物的排放，以保護(hù)環(huán)境。

4 結(jié)語

當(dāng)今社會作用于自然生態(tài)環(huán)境和消耗自然資源最大的生產(chǎn)活動是建筑活動。全力發(fā)揮我們的智慧，為減排作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)是完全可以的。首先是應(yīng)因地制宜地考慮環(huán)境型建筑的標(biāo)準(zhǔn)，也就是結(jié)合自然條件、資源條件、文化條件和經(jīng)濟(jì)條件來確定各地的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，不盲目復(fù)制，讓節(jié)能方案切合實(shí)際。另外，在建筑設(shè)計(jì)上充分利用自然資源設(shè)計(jì)通風(fēng)性能、朝向等，在屋面、墻體、門窗等建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上使用具有隔熱和保溫性能的材料，能耗低的產(chǎn)品應(yīng)盡量使用在空調(diào)等建筑暖通設(shè)備上，與此同時(shí)，充分開發(fā)利用地?zé)豳Y源、太陽能、風(fēng)能等。因而，從我們傳統(tǒng)設(shè)計(jì)走向低碳道路的改革創(chuàng)新需要各方領(lǐng)域的互相合作，并保證安全和可靠，提高效率，降低運(yùn)行費(fèi)用，且能改善環(huán)境，并達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的要求。

[1]曾旭東，秦媛媛.設(shè)計(jì)初期實(shí)現(xiàn)低碳建筑設(shè)計(jì)方法的探索[J].新建筑，2010(4):41-42.

[2]劉海鷗.探析高層建筑設(shè)計(jì)中的低碳設(shè)計(jì)理念[J].價(jià)值工程，2011(6):60-62.

[3]肖曉麗，PhilJones.歐洲低碳建筑設(shè)計(jì)[J].建筑技藝，2009(12):16-19.

[4]李變紅.淺議低碳建筑[J].山西建筑，2010，36(36):25-26.