建筑設(shè)計(jì)中的低碳概念

趙全亮

摘要：從上世紀(jì)80年代開始，建筑節(jié)能技術(shù)的探究在我國已盛行。近幾年，低能耗、低污染為基礎(chǔ)的“低碳生活”越來越受到人們的關(guān)注。隨著工業(yè)化、現(xiàn)代化、城市化的加速發(fā)展，我國建筑能耗占總能耗的比例已超過40%，建筑節(jié)能已勢在必行。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；低碳

一、低碳建筑設(shè)計(jì)內(nèi)涵

低碳建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)涵即應(yīng)用科技手段生產(chǎn)出的建筑節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品的結(jié)合，用先進(jìn)的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，把建筑耗能降低到最低，減少對礦物燃料的消費(fèi)和依賴，盡量選擇環(huán)保建筑材料，做到對環(huán)境的保護(hù)，能源的不浪費(fèi)，進(jìn)而減少二氧化碳的排放，創(chuàng)造出低耗節(jié)能低碳舒服的空間。

二、低碳建筑設(shè)計(jì)措施

2.1因地制宜，多考慮環(huán)境因素

不管自然環(huán)境如何，建筑物都不能以破壞環(huán)境為代價(jià)。更大限度的利用地域地形進(jìn)而減少工程施工量，對所在地區(qū)的風(fēng)向、光線等加以利用，減少建筑使用中的資源消耗。讓建筑物成為特定環(huán)境的產(chǎn)物。

西班牙女設(shè)計(jì)師Belinda·Tato創(chuàng)作的“空氣樹”是用可再生材料組成，針對城市高溫環(huán)境，使城市空間環(huán)境再循環(huán)和周圍環(huán)境相呼應(yīng)，人工環(huán)境參與到自然環(huán)境中，降低能耗，環(huán)保舒適。

2.2設(shè)計(jì)中對材料的合理利用

低碳建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用節(jié)能環(huán)保材料減少后期建筑能耗。其次，充分利用材料的特征和性能，設(shè)計(jì)中把建筑建設(shè)和材料性能結(jié)合起來。采用高性能、低材耗、耐久性好的新型建筑體系，降低廢棄材料形成的污染。

2.3合理把握有效的建筑空間

建筑空間再利用（reuse）是建筑進(jìn)入良性循環(huán)的有效手段，是城市發(fā)展的契機(jī)。戶型設(shè)計(jì)中考慮空間的靈活可變性，以及隨著時(shí)間的推移建筑功能的有效性，在延長建筑的使用壽命的同時(shí)減少建造量及建筑垃圾的產(chǎn)生，這是減少建設(shè)成本、節(jié)省能源的有效途徑。

2.4建筑形式與能源消耗

①形式與氣候相適應(yīng)

合理的建筑樣式，可以節(jié)約電能，減少對通風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的過分依賴，為人們提供更多的天然的舒適。窗是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。光線充足的前提下，用小一些的窗墻比，采用中空隔熱玻璃、鋁制窗框及多種遮陽技術(shù)，降低建筑建設(shè)過程中的能源消耗。造型多樣的遮陽設(shè)施設(shè)計(jì)在改善建筑熱工性能的同時(shí)對立面的可塑性幫助也不小。遮陽設(shè)計(jì)中多考慮建筑物互遮、植物遮陽、建筑物凹凸自遮陽等形式完成。

②墻體的構(gòu)造形式

建筑物節(jié)能指標(biāo)的關(guān)鍵是建筑物的墻體保溫性能的優(yōu)良，墻體的顏色、材料、構(gòu)造方式都會(huì)對建筑的能耗產(chǎn)生影響。

2.5屋面的低碳設(shè)計(jì)

大阪的NambaPark是辦公與購物一體的建筑物。樓層與花園巧妙結(jié)合的“峽谷”理念，打破了室內(nèi)外的空間界限，使冰冷的商業(yè)空間”活”起來。每天在生長的植物每天都給建筑物一個(gè)變化，給人以全新的體驗(yàn)。

蓄水、架空、覆土種植屋面是目前比較常見的屋面的保溫隔熱設(shè)計(jì)的方式。屋面綠化與墻體垂直綠化相結(jié)合，在美化建筑、充分利用雨水、遮擋東西向日曬的同時(shí)，水分的蒸發(fā)還可以凈化空氣，調(diào)節(jié)屋面及室內(nèi)溫度，緩解城市“熱島效應(yīng)”。

三、可再生能源的綜合利用

建筑的低碳化發(fā)展建設(shè)依賴于多種技術(shù)手段。在高度節(jié)能設(shè)計(jì)的同時(shí)，優(yōu)化能源利用方式、發(fā)展可再生利用能源、新技術(shù)新材料的開發(fā)與應(yīng)用，也是很關(guān)鍵的因素。

3.1節(jié)能系統(tǒng)的選擇

建筑的能源消耗性存在地區(qū)差異性，應(yīng)該根據(jù)不同地區(qū)的特點(diǎn)采取不同的能源利用方式。比如北方城市采暖能耗在總能耗中所占比重較高[12]，對煤炭的消耗也最大，就需要考慮在加強(qiáng)保溫設(shè)計(jì)的同時(shí)尋求開發(fā)新的替代能源，大量縮減碳排放。南方城市對電能的消耗比較高，在加強(qiáng)隔熱、遮陽設(shè)計(jì)同時(shí)，采用能耗低的電氣設(shè)備，考慮建筑的通風(fēng)與地冷的利用。改善城市的能源結(jié)構(gòu)，盡量使用清潔能源，是當(dāng)前建筑低碳設(shè)計(jì)的必然趨勢。

3.2可再生能源的綜合利用

風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿瓤稍偕茉磻?yīng)該在建筑物壽命期內(nèi)貫穿始終，滿足建筑與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。如上海世博會(huì)中國館的屋面系統(tǒng)就安裝了太陽能電池方陣，為一些設(shè)備系統(tǒng)和展廳照明提供電力。

3.3水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

面對全球水資源的缺乏問題，將節(jié)水策略應(yīng)與水環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合起來。

室外的鋪裝注意水體的循環(huán)、蒸發(fā)、吸收利用，減少熱島效應(yīng)；考慮水的分類使用、循環(huán)使用與節(jié)水設(shè)計(jì)，加強(qiáng)水體處理應(yīng)用于景觀、灌溉用水，降低城市耗水量，從而降低城市污水處理的能耗，減少污水排放對水源的污染，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

利用非傳統(tǒng)水源，將污水“變廢為寶”。在天津公館項(xiàng)目上成功應(yīng)用“污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)冷暖及生活熱水的三聯(lián)供，且該系統(tǒng)不產(chǎn)生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，環(huán)保效益顯著。

四、住宅類建筑設(shè)計(jì)中高科技的應(yīng)用——IDP設(shè)計(jì)模式

目前，大多數(shù)傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)模式，方案階段基本上是唯一的建筑師參與，后續(xù)設(shè)計(jì)，專業(yè)往往是零散的，只有一些與所提供的信息基本的互動(dòng)，為生態(tài)節(jié)能建筑這項(xiàng)艱巨的工程設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方法顯然是不稱職的方案，因?yàn)樵S多技術(shù)系統(tǒng)的相應(yīng)考慮，否則很難在以后的設(shè)計(jì)中加入，并需要專業(yè)的密切協(xié)調(diào)。

針對這一現(xiàn)狀，從國外引進(jìn)，具有國際經(jīng)驗(yàn)的“一體化設(shè)計(jì)”（IDP），這一概念的概念，無論是在方案初始階段，有一個(gè)設(shè)計(jì)的生態(tài)節(jié)能的專業(yè)人員介入，考慮規(guī)劃，建筑，結(jié)構(gòu)，能源系統(tǒng)，暖通空調(diào)和其他因素的影響，初步的生態(tài)節(jié)能方案，并在隨后的建筑，景觀規(guī)劃，結(jié)構(gòu)，暖通空調(diào)，給排水，電力和建筑控制架構(gòu)，室內(nèi)設(shè)計(jì)和其他各專業(yè)的設(shè)計(jì)集成密切合作，建設(shè)自身的特點(diǎn)和區(qū)域自然資源和環(huán)境的深入分析，根據(jù)氣候特點(diǎn)和產(chǎn)品的需求，結(jié)合高科技和尖端產(chǎn)品，以專業(yè)的有機(jī)整體，形成一個(gè)一套可行的適當(dāng)?shù)?，有機(jī)的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部能量連接。在這個(gè)過程中，一個(gè)非常重要的方面是建筑設(shè)計(jì)的整體能量平衡系統(tǒng)，使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，為未來的室內(nèi)和室外的熱功率環(huán)境的建設(shè)，能源平衡仿真，為未來的建設(shè)，施工，暖通深化專業(yè)的設(shè)計(jì)，以提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

五、結(jié)語

在我國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的背景之下，大力推動(dòng)建筑綠色低碳發(fā)展。我們應(yīng)時(shí)刻保持節(jié)能意識(shí)，致力于低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全力搞好建筑節(jié)能工作，創(chuàng)造健康，舒適，高效的的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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[5]郝靖欣，張希晨.持續(xù)發(fā)展與綠色建筑[J].時(shí)代建筑，1999（4）：37-39.