基于低碳節(jié)能的建筑設(shè)計方法分析

池小蘭

（福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建南平353000）

低碳節(jié)能的建筑設(shè)計理念主要是指通過科學(xué)技術(shù)的有效途徑對能源進行優(yōu)化，在最大程度上減少建筑施工過程中資源的消耗，盡可能將污染物的排放控制在可控范圍內(nèi)。在建筑設(shè)計過程中秉持低碳節(jié)能的環(huán)保理念對建筑物的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，能節(jié)約建筑成本，提高建筑質(zhì)量，促進建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、低碳節(jié)能下建筑設(shè)計的必要性及原則

1、低碳節(jié)能下建筑設(shè)計的必要性

低碳節(jié)能的建筑設(shè)計理念主要是指在確保建筑物安全性及舒適性的基礎(chǔ)上，通過實施各項節(jié)能環(huán)保的措施及理念，提高設(shè)計技術(shù)的管理水平，達到保護生態(tài)環(huán)境、減少資源浪費、控制生產(chǎn)垃圾等效果。低碳節(jié)能理念能讓居住者在生理及心理上得到相應(yīng)的滿足，在最大程度上減少能源的消耗，實現(xiàn)綠色、環(huán)保、節(jié)能、低碳等理念，利用有限的建筑空間，通過實施各項低碳節(jié)能技術(shù)手段達到節(jié)約土地資源、水資源、建筑材料及能量、保護環(huán)境的目的，促進建筑行業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前，隨著人們生活理念的更新變化及環(huán)保意識的加深，現(xiàn)階段建筑行業(yè)在建筑設(shè)計過程中面臨的主要問題是建筑能源的消耗問題。建筑能源消耗的比例呈逐年增長的趨勢，很大程度上限制了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重影響及問題?，F(xiàn)階段建筑工程建設(shè)過程中存在較為典型的問題是土地利用率較低、生態(tài)環(huán)境污染較為嚴(yán)重、資源未得到合理應(yīng)用，導(dǎo)致浪費現(xiàn)象的出現(xiàn)、自然環(huán)境日漸惡化、資源及能源逐漸短缺等，導(dǎo)致建筑設(shè)計過程中“內(nèi)外環(huán)境良性物質(zhì)循環(huán)”的原則被破壞，很大程度上影響了生態(tài)資源及能量的合理轉(zhuǎn)換，呈現(xiàn)出一種“建筑到哪，破壞到哪”的現(xiàn)象，影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境發(fā)展。因此，在建筑設(shè)計過程中融入低碳節(jié)能的理念顯得尤為重要，建筑設(shè)計人員應(yīng)充分認(rèn)識到建筑行業(yè)與自然環(huán)境及生態(tài)資源之間的緊密關(guān)系，積極使用可再生能源、最大限度地合理利用土地，充分利用自然風(fēng)能、太陽能等代替空調(diào)、熱水器等資源，達到自然與人的和諧統(tǒng)一及共同發(fā)展。

2、低碳節(jié)能下建筑設(shè)計的原則

在低碳節(jié)能理念下開展建筑設(shè)計應(yīng)遵循以下幾個原則：

⑴合理性原則。在低碳節(jié)能下，建筑設(shè)計應(yīng)保證切實可行的原則，設(shè)計人員在設(shè)計建筑方案時應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的實際情況、風(fēng)向、氣候、太陽照射情況等進行實地勘察，結(jié)合當(dāng)?shù)氐娜宋娘L(fēng)俗及特點等設(shè)計相應(yīng)的建筑方案，在符合當(dāng)?shù)厥┕ぞ唧w情況的基礎(chǔ)上保證建筑工程設(shè)計的使用性能，做到科學(xué)選址、合理開發(fā)及設(shè)計。

⑵融合性原則?；诘吞脊?jié)能理念的建筑設(shè)計過程中應(yīng)保證建筑物與周邊其他生態(tài)環(huán)境或人文環(huán)境相融合，減少對當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境的破壞，避免建筑與周圍環(huán)境不協(xié)調(diào)現(xiàn)象的出現(xiàn)。建筑設(shè)計人員應(yīng)在設(shè)計過程中，結(jié)合周圍生態(tài)環(huán)境及自然風(fēng)景等進行同類風(fēng)格建筑物的設(shè)計，適當(dāng)融入相應(yīng)的生態(tài)環(huán)保理念，提高對資源的利用效率，創(chuàng)建建筑工程與人類生活融洽相處的場景。

⑶經(jīng)濟性原則?，F(xiàn)階段的低碳節(jié)能理念下，建筑設(shè)計應(yīng)保證經(jīng)濟性的原則，將經(jīng)濟作為重要的考慮因素，積極使用低碳、環(huán)保的新型能源及材料，提高資源的使用效率，充分發(fā)揮可再生能源的作用，在保證建筑工程質(zhì)量的前提下有效控制生產(chǎn)成本，在環(huán)保、節(jié)能及高質(zhì)量的前提下為建筑企業(yè)贏得最大的利益。

二、低碳節(jié)能的建筑設(shè)計方式及途徑

在建筑設(shè)計過程中倡導(dǎo)低碳節(jié)能理念已呈一定的發(fā)展趨勢。但現(xiàn)階段大多數(shù)建筑公司在建筑設(shè)計過程中仍未能遵循這一原則，將“低碳節(jié)能”流于形式。多數(shù)建筑設(shè)計人員過于重視建筑表面“綠色環(huán)?！钡纳试O(shè)計，忽略了對建筑設(shè)計內(nèi)部采取低碳節(jié)能理念的實質(zhì)性作用，導(dǎo)致建筑的節(jié)能功能較差。且大多數(shù)建筑企業(yè)為了獲取更多的施工利益、減少施工成本、縮短建筑物的施工周期，一般不會選擇使用低碳環(huán)保的設(shè)計技術(shù)，主要是由于大多數(shù)低碳環(huán)保設(shè)計材料費用較高、建設(shè)周期較長等導(dǎo)致的。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)很大程度上限制了建筑設(shè)計低碳節(jié)能性的發(fā)展。另外，現(xiàn)階段建筑設(shè)計過程中，由于設(shè)計水平較低，科學(xué)技術(shù)水平限制及影響，當(dāng)前，我國建筑設(shè)計過程中利用新型、自然及可再生材料的能力水平還停留在入門時期，建筑設(shè)計過程中很少使用低碳技能處理技術(shù)及理念，使得現(xiàn)階段低碳節(jié)能下的建筑設(shè)計方案存在較多缺陷及不足之處，影響建筑設(shè)計水平的發(fā)展。因此，在建筑設(shè)計過程中實施相應(yīng)的低碳節(jié)能理念顯得尤為重要。

1、低碳節(jié)能理念下的建筑物門窗設(shè)計方式

基于低碳節(jié)能理念實施建筑物門窗設(shè)計的過程中，設(shè)計人員應(yīng)重視對門窗保溫性、節(jié)能性及密封性的實施。門窗屬于人們居住過程中較為主要的冷熱擴散渠道，設(shè)計過程中應(yīng)結(jié)合實際情況進行合理設(shè)計及分析，最大限度地發(fā)揮門窗的節(jié)能設(shè)計作用。在設(shè)計節(jié)能門窗的過程中主要包括窗框、鑲嵌物、密封材料、薄膜材料等物質(zhì)，窗框材料的差異對窗戶的性能會產(chǎn)生較為直接的影響?，F(xiàn)階段運用較多的窗框材料主要包括鋁、木材及塑料等類型。材料不同，傳熱系統(tǒng)也存在較大的差異，其中塑料與木材具有較低的熱傳導(dǎo)系數(shù)，且保溫性能良好，而鋁材質(zhì)在安裝過程中可以通過噴漆加工處理將熱傳導(dǎo)系數(shù)降低，薄膜材料主要分成箔片及織物膜材兩種。在鑲嵌門窗過程中一般采用的是玻璃材料，密封材料一般用于將門窗的氣密性提高，最大程度上降低熱損失。門窗節(jié)能設(shè)計過程中，應(yīng)在滿足建筑物具有良好通風(fēng)、采光等功能的基礎(chǔ)上提高室內(nèi)環(huán)境的舒適程度。因此，基于低碳節(jié)能理念的門窗設(shè)計應(yīng)結(jié)合建筑物的戶型使用雙層玻璃，減少建筑物在太陽直射下產(chǎn)生的熱量，減少室內(nèi)熱量的流失。

2、在低碳節(jié)能下結(jié)合建筑設(shè)計的需求選擇節(jié)能系統(tǒng)

在建筑設(shè)計行業(yè)大力推崇低碳節(jié)能理念基礎(chǔ)上，建筑公司應(yīng)借助多元化、創(chuàng)新先進的節(jié)能系統(tǒng)及技術(shù)對建筑設(shè)計進行支持與協(xié)助。在建筑設(shè)計每個細節(jié)的設(shè)計過程中應(yīng)符合低碳節(jié)能的原則，不斷優(yōu)化能源，將重復(fù)利用資源落實在建筑設(shè)計中。應(yīng)結(jié)合地區(qū)差異性，結(jié)合建筑設(shè)計地區(qū)生態(tài)資源、自然環(huán)境等實際情況實施低碳環(huán)保的建筑設(shè)計，選擇符合建筑設(shè)計需求及當(dāng)?shù)匕l(fā)展需要的節(jié)能方式。針對較為寒冷干燥的北方城市，應(yīng)在符合供暖能耗的基礎(chǔ)上對建筑物的保溫層進行有效設(shè)計，積極尋找節(jié)能型能源，減少能源的消耗，降低自然環(huán)境的污染。針對南方較為潮濕溫和的特點，應(yīng)重視電能的節(jié)約，結(jié)合實際地形強化通風(fēng)、隔熱的設(shè)計，積極使用低能耗電器，不斷優(yōu)化城市的能源結(jié)構(gòu)，積極使用清潔能源，提高建筑的節(jié)能性。

3、低碳節(jié)能理念下節(jié)能墻體的設(shè)計

在建筑工程設(shè)計過程中，墻體屬于較為主要的組成部分，設(shè)計人員在設(shè)計過程中應(yīng)強化對墻體進行節(jié)能環(huán)保的設(shè)計，采用空心磚完成墻體設(shè)計，在設(shè)計承重墻時應(yīng)選擇以整塊磚平砌的方式進行施工，保證空心磚的空洞處于垂直狀態(tài)，并沿著墻長實施相應(yīng)的堆砌處理。在利用空心磚開展墻體建設(shè)建筑過程中應(yīng)盡可能減少砍鑿現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高墻體的穩(wěn)定性。針對無法利用整塊空心磚的墻體應(yīng)采用實心磚外砌，將管道及預(yù)埋件加入墻體的孔洞中，再對實心磚進行堆砌處理，減少墻體的水泥填孔及鑿洞行為，最大程度上提高墻體的穩(wěn)定性。在實施空心磚的墻體設(shè)計過程中具有較大的優(yōu)勢，能降低熱阻值。但在后期建筑施工過程中應(yīng)注意遵循混凝土小型砌塊的原則，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進行施工操作，嚴(yán)格控制好砌塊質(zhì)量、砌筑砂漿質(zhì)量、砌塊整體性及灰縫的飽滿度等，將砌塊與構(gòu)造交接部位作為重點，提高墻體的施工質(zhì)量。

4、低碳節(jié)能理念下合理選擇建筑材料

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展及進步，現(xiàn)階段大多數(shù)能源消耗來源于工程建設(shè)及裝修?，F(xiàn)階段城市房屋建筑結(jié)構(gòu)大多數(shù)以鋼筋水泥為結(jié)構(gòu)，其中水泥屬于較高的能耗物質(zhì)，在使用過程中會對空氣產(chǎn)生污染，特別是在建筑廢棄物拆除的過程中，最難處理的就是混凝土。且材料使用過程中不穩(wěn)定性較高，極易導(dǎo)致材料使用不當(dāng)、安全隱患等問題出現(xiàn)。在選擇建筑材料過程中應(yīng)將能耗、功效、維修及施工便利等結(jié)合考慮，選擇內(nèi)部裝修所需材料要達到有效調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的效果。綠色建筑材料主要是指清潔生產(chǎn)技術(shù)，盡可能減少自然資源的使用，運用大量的可再生固體廢料生產(chǎn)污染小、無毒害、使用周期長、能夠回收利用的綠色建筑材料。要重視綠色生態(tài)及材料可回收利用的節(jié)能型材料的應(yīng)用（零甲醛生態(tài)板材、環(huán)保防水涂料等），選擇建筑材料時盡可能地往低碳環(huán)保、可再生、安全、功能強等方面靠攏，做到真正意義上的低碳環(huán)保節(jié)能。

5、低碳節(jié)能理念下房屋建筑整體環(huán)境的設(shè)計

建筑設(shè)計過程中，整體環(huán)境的設(shè)計屬于較為重要的內(nèi)容之一。低碳節(jié)能理念下房屋建筑整體環(huán)境設(shè)計應(yīng)重視房屋建筑物本身及房屋建筑與周邊環(huán)境整體適應(yīng)性等方面的規(guī)劃、設(shè)計內(nèi)容，將房屋建筑整體環(huán)境作為前提，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、人文特點等分析建筑設(shè)計的經(jīng)濟性及高效性，始終在建筑結(jié)構(gòu)總體優(yōu)化設(shè)計中貫徹低碳節(jié)能理念，充分利用自然資源提高建筑物的建筑水平。如在進行建筑物屋頂節(jié)能設(shè)計過程中應(yīng)結(jié)合實際情況選擇具有保溫隔熱作用的屋面，在屋頂種植一些植物降低熱度，從視覺角度來說，提高了房屋建筑的總體美觀程度，從環(huán)保角度來說，保證了生態(tài)環(huán)境。

6、低碳節(jié)能理念下區(qū)域氣候與建設(shè)方式的統(tǒng)一性設(shè)計

在建筑設(shè)計過程中有效節(jié)約資源，在最大程度上減少有害氣體的排放應(yīng)與該區(qū)域的降雨量及濕度等因素結(jié)合考慮，盡可能創(chuàng)造循環(huán)利用、可再生的環(huán)境系統(tǒng)。與建筑形式等相結(jié)合，建筑設(shè)計窗戶的采光是反映氣候中光與熱的主要途徑，建筑設(shè)計過程中應(yīng)在滿足采光標(biāo)準(zhǔn)需求的基礎(chǔ)上，盡可能選擇較小的隔熱玻璃、窗墻、鋁制窗框等材料，在最大程度上降低建筑施工過程中有害氣體的釋放及能源的消耗，選擇合理的遮陽散熱方式讓建筑物表面對外界氣候資源進行合理的利用。

三、低碳節(jié)能理念下建筑設(shè)計的展望與發(fā)展

隨著社會的發(fā)展及低碳節(jié)能理念的應(yīng)用進步，未來的建筑設(shè)計會逐漸從規(guī)劃設(shè)計開始普及低碳節(jié)能理念，向建筑公司制定相應(yīng)的低碳節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、明確低碳節(jié)能制度、創(chuàng)新公司低碳節(jié)能模式方向發(fā)展，將低碳節(jié)能理念下的建筑設(shè)計推上日程，最大程度上保護自然環(huán)境、節(jié)約生態(tài)資源、減少建筑建設(shè)對自然環(huán)境的破壞及影響，在保證建筑設(shè)計安全性、經(jīng)濟性及使用性的原則基礎(chǔ)上達到低碳節(jié)能、環(huán)保減排的目標(biāo)。

四、結(jié)語

在低碳節(jié)能理念下的建筑設(shè)計過程中，建筑設(shè)計人員應(yīng)明確認(rèn)清現(xiàn)階段低碳節(jié)能理念在建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢及作用，客觀看待現(xiàn)階段低碳節(jié)能理念下建筑設(shè)計存在的問題，從建筑設(shè)計的各方面著手，通過實施低碳節(jié)能理念下的建筑物門窗設(shè)計方式、結(jié)合建筑設(shè)計需求選擇節(jié)能系統(tǒng)、節(jié)能墻體的設(shè)計、合理選擇建筑材料、房屋建筑整體環(huán)境設(shè)計及區(qū)域氣候與建設(shè)方式的統(tǒng)一性設(shè)計等多元化的建筑設(shè)計途徑及措施，促進低碳節(jié)能理念下建筑設(shè)計水平的提高，在保證建筑質(zhì)量、安全性、經(jīng)濟性原則下貫徹低碳節(jié)能理念，提高建筑質(zhì)量，保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)建筑行業(yè)及人們生產(chǎn)生活的可持續(xù)發(fā)展。