小議低碳理念下的住宅建筑設計方法

楊博

摘要：低碳建筑理念是最近幾年開始興起的一種綠色建筑理念，它的核心目的在于追求最少的非可再生能源的耗用滿足人們最大的住宅能源需要。這種建筑理念的興起與世界能源危機的深刻背景密切相關(guān)，通過低碳住宅建筑理念的應用，有效地減輕當前人的發(fā)展對自然資源帶來的巨大壓力，實現(xiàn)綠色建筑發(fā)展目標，達到住宅建筑與自然環(huán)境之間的和諧統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞：低碳建筑；設計理念；能源

1.低碳住宅建筑設計理念的概念

低碳建筑設計就是把先進的建筑節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品等優(yōu)化組合，調(diào)整建筑耗能比例結(jié)構(gòu)，降低對礦物燃料的消耗量和依賴性，達到保護環(huán)境、節(jié)約能源和減排二氧化碳的目的，營造低能耗高舒適性的健康環(huán)境?，F(xiàn)在低碳建筑理念已經(jīng)在我國得到了實踐，應用了太陽能技術(shù)、外墻保溫等節(jié)能技術(shù)，達到了一定的節(jié)能目標。但這只能稱之為是一種節(jié)能建筑，與低碳建筑理念全面的綠色能源使用相比還有很大的差距，低碳建筑理念的主要要求是：

①實現(xiàn)能源的優(yōu)化組合；②大量應用節(jié)能建筑設計技術(shù)；③應用科技手段探索建筑新材料應用之路；④盡量選擇無害環(huán)保建筑材料，確保建筑對人體的無害。

2.低碳住宅建筑設計理念的優(yōu)勢

2.1采用低碳式的建筑能夠使能量消耗得到明顯的降低。經(jīng)過調(diào)查研究顯示，建筑物的能源消耗一般有一半以上是在建筑的建設和使用過程中，在這一過程中還會產(chǎn)生34%的污染物。而采用低碳節(jié)能方式來建造建筑物能夠使能耗得到更好的減少。根據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，和一般的建筑耗能相比，低碳節(jié)能型建筑的消耗更低，能夠降低70%左右。所以低碳式建筑更有利于環(huán)境的保護。

2.2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)設計和建設過程。低碳節(jié)能建筑突出強調(diào)了將本地的文化和原材料融入建筑設計之中，不違背當?shù)氐淖匀缓蜌夂驐l件，展現(xiàn)出本地風格并形成新的建筑美學。

2.3低碳建筑環(huán)保理念貫穿始終。傳統(tǒng)建筑多是在建造過程或使用過程中，考慮到環(huán)境問題，而低碳建筑強調(diào)的是從原材料的開采、加工、運輸、使用，直至建筑物的廢棄、拆除的全過程，節(jié)能、環(huán)保理念貫徹始終，強調(diào)建筑要對全人類、對地球負責。

3.低碳住宅建筑設計方法

通常在低碳設計過程中，應該從整體思維出發(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，然后針對各個層面的構(gòu)成因素，確定相應的設計策略。本文主要從整體設計出發(fā)，針對住宅建筑的低碳設計中的選址、選材、內(nèi)部環(huán)境設計、外部環(huán)境設計四方面的設計方法進行分析。

3.1建筑選址

（1）應根據(jù)居民生活的碳排放量水平的高低來選址，例如高密度中心區(qū)的人均碳排放量要比低密度郊區(qū)的少；克勞福德和弗倫奇探討了英國空間規(guī)劃與低碳目標之間的關(guān)系，認為實現(xiàn)低碳目標的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)變規(guī)劃管理人員和規(guī)劃師的觀念，在空間規(guī)劃中重視低碳城市理念和加強低碳技術(shù)的運用。

（2）建筑的開發(fā)首先應緊密結(jié)合當?shù)爻鞘姓w規(guī)劃和布局，避免出現(xiàn)三年建，兩年拆的現(xiàn)象。建筑施工具有周期長、資源和能源消耗量大廢棄物產(chǎn)生多等特點，項目施工過程會對環(huán)境資源造成嚴重的影響；建筑物拆除會帶來大量建筑垃圾，現(xiàn)行建筑材料可回收性極差，造成了大量碳的放量。所以選址要結(jié)合當?shù)氐某鞘幸?guī)劃，盡量保證建筑物的自然壽命。

3.2建筑選材，要大量應用新能源新材料

隨著低碳思想深入人心和科研人員對新材料、新能源研發(fā)的重視，低碳、綠色環(huán)保的新能源、新材料不斷問世，并在住宅建筑中應用發(fā)展成熟。在低碳住宅建筑中應該大量應用新能源、新材料，以達到低碳建筑的設計要求。具體來說主要有以下幾點：①應用可再生能源，在低碳建筑當中應該盡量減少非可再生能源的使用，多引用太陽能、地熱能、風能、生物能等可再生能源，優(yōu)化建筑的能源設計，實現(xiàn)建筑能源使用與自然能源再生的平衡。②應用新型燃料，隨著新型燃料研發(fā)的逐漸深入，烴、氫燃料使用技術(shù)逐漸成熟，在低碳建筑中可大規(guī)模普遍使用烴、氫燃料，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煤氣、天然氣。③應用余能使用技術(shù)，現(xiàn)在很多工業(yè)生產(chǎn)當中會產(chǎn)生一些余熱、余能，這些能源如果不能充分利用可以說是極大的浪費，低碳住宅建設應該將這些能源充分利用起來，使所有能源都能得到最大限度使用。

3.3科學優(yōu)化居住建筑設計

在住宅建筑中可以充分利用現(xiàn)有條件，減少能源材料的使用。①自然采光設計，所謂的自然采光技術(shù)主要是指白天充分利用陽光來為設計空間照明的設計技術(shù)，主要分為被動式自然采光設計和主動式自然采光設計。被動式采光設計主要是優(yōu)化建筑的透光設計，使建筑透光能夠達到室內(nèi)的各個角落，利用自然陽光實現(xiàn)居住空間的采光需要。主動式自然采光設計主要是指采用鏡面反射采光，利用光管導光、光纖導光，棱鏡組傳光，利用衛(wèi)星反射鏡采光，光伏效應間接采光等技術(shù)和方法進行采光設計。②增加自然通風設計減少空調(diào)等設備的使用，現(xiàn)在建筑物的自然通風雖然在低碳建筑中得到一定程度的應用，但是效果卻不是很好，現(xiàn)在國外在自然通風設計上的方法很多如單側(cè)通風、穿堂風、煙筒效應、非煙筒效應等等，國內(nèi)的住宅建筑設計可以借鑒國外的技術(shù)經(jīng)驗，在考慮空間使用的基礎(chǔ)上對熱的產(chǎn)生進行綜合分析，對通風熱能進行集中配置。③設計、研發(fā)和建立適合國內(nèi)市場需求且經(jīng)濟成本可行的建筑技術(shù)體系，如建立輕鋼、新型輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)、符合材料結(jié)構(gòu)體系等等。這樣能更有效地降低二氧化碳的排放量，通過對墻體、門窗、室面、遮陽和樓底面系統(tǒng)的設計，提高住宅建筑的保溫隔熱性能，減少能源消耗。

3.4建筑外部環(huán)境設計

（1）綠化設計

首先，應將建筑空間與城市綠化通過資源整合的方式達成統(tǒng)一。其次，將建筑與綠化復合，做到雙方效益的最大化建筑與綠化覆蓋結(jié)合。再次，這種設計方式是一種人性的方式去解決。建筑與城市的生態(tài)問題最后，這種方式有利于城市公共空間體系的整合。綠化是與自然環(huán)境有機的結(jié)合，而不是脫離地面而孤立存在的，是相互依存相互依賴的整體；同時，由于這種空間的連續(xù)性，建筑的可達行增加了，人們也能夠從一個外部環(huán)境輕松地進入建筑的上部空間，并享有這份空間提供的視覺與心理上的輕松愉悅。

（2）智能系統(tǒng)設計

利用建筑智能化技術(shù)實現(xiàn)低碳建筑的目標，前景廣闊一方面是發(fā)掘現(xiàn)有建筑智能化系統(tǒng)的節(jié)能降耗潛力，如通過建筑設備管理系統(tǒng)對建筑環(huán)境參數(shù)及空調(diào)、地熱、給排水、照明、電梯等機電設備的實時監(jiān)測與控制，在滿足需求的前提下，優(yōu)化設備運行，減少設備開啟臺數(shù)和運行時間，節(jié)約電能，減少電廠大氣污染物的排放，保護環(huán)境。通過建設方便快捷的信息設施系統(tǒng)和信息化應用系統(tǒng)，使用戶足不出戶即可進行信息交流和應用，減少人們出行的交通壓力及二氧化碳排放量，保護環(huán)境；另一方面是緊密跟低碳建筑的發(fā)展趨勢，積極開發(fā)智能化技術(shù)在環(huán)保生態(tài)設施和系統(tǒng)中的應用。

4.結(jié)語

總之，低碳住宅是多種技術(shù)集成的結(jié)果，它需要科學技術(shù)的進步，更不能離開在政府相關(guān)政策法規(guī)的鼓勵和正確引導。只有在設計過程中各專業(yè)人員的相互合作與共同努力，綜合運用當代建筑學、建筑技術(shù)科學、低碳學及其它科學技術(shù)的成果，從技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境、能源及社會等角度出發(fā)系統(tǒng)地評價與設計住區(qū)的室內(nèi)外環(huán)境，才會有更多更好的低碳住宅出現(xiàn)。

參考文獻：

[1]張?zhí)招拢苘S云，蘆廣鵬.中國城市低碳建筑的內(nèi)涵與碳排放量的估算模型[J].湖南工業(yè)大學學報，2011（01）.

[2]陳文婧，邱海玲，李建華.談建筑設計中的“低”技術(shù)應用與可持續(xù)發(fā)展觀[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2010（11）.

[3]王上飛.高層建筑與節(jié)能技術(shù)設計分析[J].科技資訊，2008（30）.

[4]范宏武，卜震，曹毅然，等.高層建筑節(jié)能評估方法研究[J].墻材革新與建筑節(jié)能，2005（5）

[5]周燁恒，常榮杰.低技術(shù)化的節(jié)能建筑設計——被動式節(jié)能的應用[J].福建建筑，2009（1）.