闡述低碳式建筑設(shè)計(jì)技術(shù)及方法

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摘要：低碳建筑是低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，雖然我國的低碳建筑才剛剛起步，在發(fā)展過程中，我們依然還面臨著諸多的困難與阻礙，但不可否認(rèn)，我國低碳建筑發(fā)展正處在重要的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇階段。在全球氣候變化危機(jī)日益嚴(yán)重的今天，發(fā)展低碳建筑具有重要性、必要性與迫切性，這也是我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明的必由之路。

關(guān)鍵詞：低碳建筑；低碳經(jīng)濟(jì)；設(shè)計(jì)

1.低碳建筑的概念及優(yōu)勢(shì)

1.1低碳式建筑的概念

低碳建筑，主要是指建筑在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工作業(yè)、竣工驗(yàn)收以及投入使用的整個(gè)過程中，通過采用節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)低消耗、低能量、低開支，以及降低二氧化碳排放的目的。就目前來看，低碳式建筑的主要研究工作集中在使用空調(diào)和暖氣設(shè)備能耗較高的地區(qū)。為了提高低碳建筑在這些地區(qū)大規(guī)模的投入使用，需要綜合考慮建筑的設(shè)計(jì)、用能、構(gòu)造、運(yùn)營、排放、營造和用材等各方面的問題，以便實(shí)現(xiàn)真正意義上的節(jié)能減排、綠色環(huán)保。

1.2低碳建筑的優(yōu)勢(shì)分析

在以往的建筑設(shè)計(jì)過程中，往往面臨著資源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重和土地資源不合理利用等問題，不但對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成影響，某些超標(biāo)材料的使用甚至?xí){到人們的身體健康，而且，也嚴(yán)重制約了建筑行業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。通過采用低碳式建筑設(shè)計(jì)，能夠有效降低能量的消耗，同時(shí)能夠起到再現(xiàn)新型建筑藝術(shù)的作用。具體分析如下：

1.2.1有效降低能量消耗

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑物的總能耗通常有一半以上是在建設(shè)和使用建筑物的過程中消耗掉的，而且在這過程中大約有34%的污染物產(chǎn)生。相比較之下，低碳式建筑在能量消耗要求更低，對(duì)于環(huán)境的保護(hù)有著重要意義。

1.2.2再現(xiàn)新型建筑藝術(shù)

傳統(tǒng)的建筑多是采用商品化的生產(chǎn)設(shè)計(jì)技術(shù)和方法，無法準(zhǔn)確到位地體現(xiàn)建筑的藝術(shù)美。而低碳式建筑，則可以在不違背周邊自然和氣候條件的基礎(chǔ)上，將本地文化和原材料融入到設(shè)計(jì)理念當(dāng)中，在展現(xiàn)本地風(fēng)格的同時(shí)，也形成了新型的建筑美學(xué)。

2.低碳建筑設(shè)計(jì)技術(shù)分析

2.1優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)

為了使低碳式建筑能夠更好地滿足通風(fēng)、透光、保溫等一系列需求，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)也需要更好的設(shè)計(jì)優(yōu)化，使其能夠根據(jù)外界條件的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外物理環(huán)境的良好統(tǒng)一，能源消耗得到很大程度上的降低。目前，圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)涉及的產(chǎn)品主要有外墻保溫和隔熱、熱物理性能優(yōu)異的外窗和玻璃幕墻、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)濕型飾面材料等等。此類建筑材料的使用大多應(yīng)該建立在科學(xué)合理的基礎(chǔ)之上，不但可以提高低碳式建筑的使用壽命，而且也節(jié)約了建筑的運(yùn)行成本。

2.2低碳建筑內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì)

在對(duì)低碳式建筑的內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮聲環(huán)境、光環(huán)境、水環(huán)境和熱環(huán)境等方面的設(shè)計(jì)，這樣就可以在最大限度滿足人們的生活需求和舒適度的基礎(chǔ)上，盡可能的降低能耗，以達(dá)到低碳的設(shè)計(jì)要求。

在設(shè)計(jì)低碳建筑時(shí)，臥室的方位最好背向噪聲源，這樣降低噪聲的能量可達(dá)到30dB。降低噪聲的手段有很多種，如使用吸聲材料隔音窗、種植綠色植物隔離帶等，都可以有效的降低噪聲的不良影響，使居住環(huán)境溫馨舒適。同時(shí)，為了能夠更好的方便天然采光和增加整棟樓的日照時(shí)間，可以將建筑的形狀設(shè)計(jì)成弧形或者波浪形。另外，為了減少白天人工照明的時(shí)間，節(jié)省照明能耗，可以在建筑內(nèi)部裝修時(shí)使用淺色調(diào)，并安裝一些可以導(dǎo)入天然光如光導(dǎo)管、反射光板等設(shè)備，來增加光線二次反射的強(qiáng)度，增加室內(nèi)的光線和亮度。

低碳式建筑在設(shè)計(jì)水環(huán)境時(shí)，不僅要考慮水量和水質(zhì)問題，還要考慮節(jié)水的問題，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)選擇的供水設(shè)施要有良好的節(jié)水性能，比如安裝收集利用雨水的轉(zhuǎn)置、安裝處理污水的系統(tǒng)等。另外，設(shè)計(jì)熱環(huán)境時(shí)，最為重要的是使人對(duì)環(huán)境的溫度感到舒適，這就要求不僅要供熱，還要制冷。冬季，建筑供熱必須使居住者感到舒適的同時(shí)還要做到環(huán)保和節(jié)能，夏季，使用空調(diào)時(shí)應(yīng)該控制室內(nèi)溫度在22～27℃之間。另外，也可以利用生活中產(chǎn)生的廢熱水，以實(shí)現(xiàn)能量的有效利用，打造舒適的居住環(huán)境。

2.3低碳建筑外部環(huán)境設(shè)計(jì)

在對(duì)低碳式建筑的內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮綠化設(shè)計(jì)和智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)。綠化設(shè)計(jì)是為了縮小建筑空間和城市綠化之間的差別，使二者達(dá)到統(tǒng)一。同時(shí)進(jìn)行復(fù)合式設(shè)計(jì)，即建筑區(qū)域和綠化區(qū)域互相覆蓋，這樣的設(shè)計(jì)不但可以將雙方的效益擴(kuò)大，而且既解決了建筑的生態(tài)問題，又緩解了城市在生態(tài)方面的問題，使自然環(huán)境和城市綠化形成了有機(jī)的結(jié)合.

所謂智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就是在在滿足需求的前提下，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行，減少設(shè)備開啟臺(tái)數(shù)和運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約電能，減少電廠大氣污染物的排放，保護(hù)環(huán)境，通過建設(shè)方便、快捷的信息設(shè)施系統(tǒng)和信息化應(yīng)用系統(tǒng)，使用戶足不出戶即可進(jìn)行信息交流和應(yīng)用，減少人們出行的交通壓力及二氧化碳排放量，以保護(hù)環(huán)境。積極開發(fā)智能化技術(shù)在環(huán)保生態(tài)設(shè)施和系統(tǒng)中的應(yīng)用，如對(duì)太陽能等可再生能源利用系統(tǒng)、雨水及污水綜合利用系統(tǒng)的監(jiān)控與管理等，與環(huán)保生態(tài)系統(tǒng)共同營造高效、低耗、無廢、無污、生態(tài)平衡的建筑環(huán)境，為建筑的可持續(xù)發(fā)展提供服務(wù)。

2.4結(jié)合當(dāng)代科學(xué)方法與技術(shù)手段進(jìn)行低碳建筑的設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)方法和技術(shù)手段進(jìn)行低碳式建筑設(shè)計(jì)是必然的趨勢(shì)。目前，主要是結(jié)合數(shù)字化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、仿生學(xué)等科學(xué)方法和技術(shù)手段進(jìn)行設(shè)計(jì)，并成為以后低碳建筑設(shè)計(jì)的方向和趨勢(shì)。比如，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，主要是借助數(shù)字化技術(shù)的相關(guān)軟件并利用當(dāng)前前言的生物技術(shù)、防污染技術(shù)、再循環(huán)和資源替代技術(shù)等來減少碳排放量，并結(jié)合數(shù)字技術(shù)在使用和管理上的優(yōu)勢(shì)，串聯(lián)起數(shù)字管理系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等子系統(tǒng)，形成以中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為中心的綜合系統(tǒng)，以建立建筑與自然環(huán)境共生的節(jié)能技術(shù)體系，達(dá)到控制建筑碳排放量的目的。

3.當(dāng)前低碳式建筑設(shè)計(jì)采取的主要方法

在低碳式建筑設(shè)計(jì)中的主要方法，主要可以分為主動(dòng)建筑低碳設(shè)計(jì)和被動(dòng)建筑低碳設(shè)計(jì)以及使用新能源和新材料等三種方法。

3.1主動(dòng)建筑低碳設(shè)計(jì)

主動(dòng)建筑低碳設(shè)計(jì)之中，主要包括以下方面。首先，建筑立面通過選擇素混凝土，有利于節(jié)省一次性瓷磚貼面、花崗巖大理石和粉刷層，也能夠避免開采石材的過程之中對(duì)大自然的破壞；其次，通過就地取材和攪拌混凝土，有利于減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)過程之中對(duì)能源的浪費(fèi)；此外，通過對(duì)屋面綠化，有利于吸收二氧化碳，從而實(shí)現(xiàn)低碳建筑這一理念；同時(shí)，通過采用主動(dòng)式自然采光設(shè)計(jì)，對(duì)采光加以合理利用，使室內(nèi)光照環(huán)境得到改善，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。

3.2被動(dòng)建筑低碳設(shè)計(jì)

被動(dòng)建筑低碳設(shè)計(jì)之中，主要包括在外墻使用外保溫和中空玻璃，使用保溫屋面等措施，使建筑中的能源利用效率有效提高，從而有利于建筑節(jié)能低碳。此外，通過被動(dòng)式自然采光設(shè)計(jì)，充分利用陽光來為空間照明，都能夠優(yōu)化低碳建筑的能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低碳式建筑的理念。

3.3使用新能源與新材料

在低碳式建筑設(shè)計(jì)的方法之中，通過利用新能源和新材料也是目前較為熱門的方法。其中，利用太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能和生物質(zhì)能等可再生能源；因地制宜，使用周邊工業(yè)項(xiàng)目的余熱、余氣等是當(dāng)前運(yùn)用新能源來進(jìn)行低碳建筑設(shè)計(jì)的主要方法。在使用新材料方面，運(yùn)用綠色建材，采用無污染的材料與保溫隔熱涂料等節(jié)能材料，都顯示了新材料在節(jié)能低碳建筑中的重要作用。

4.結(jié)語

總而言之，低碳式建筑的設(shè)計(jì)，需要廣大的建筑設(shè)計(jì)人員與時(shí)俱進(jìn)，轉(zhuǎn)變以往的建筑設(shè)計(jì)理念，從節(jié)能、環(huán)保、低碳等多個(gè)方面綜合考慮低碳式建筑的設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，探究高效實(shí)用的低碳式建筑設(shè)計(jì)技術(shù)及方法，從而推動(dòng)我國低碳式建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展與進(jìn)步。

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