建筑設(shè)計(jì)中的低碳設(shè)計(jì)策略

張麗娜

（大連深藍(lán)建筑設(shè)計(jì)有限公司）

建筑師對(duì)建筑、市鎮(zhèn)以及它們?cè)诳臻g上的分布所做的決策對(duì)能否實(shí)現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”而言至關(guān)重要，能源、原材料的消耗、碳排放水平等都將取決城市的發(fā)展模型。遵循非擴(kuò)張性開發(fā)原則，從城市規(guī)劃開始就貫穿低碳的理念，遵循保護(hù)、利用自然的設(shè)計(jì)策略，提高土地的使用效率，盡量減少開發(fā)帶來的環(huán)境沖擊，才能為一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目打下良好的基礎(chǔ)。

1、建筑空間的高效利用

空間的高效利用可以降低總體的面積需求。對(duì)大量性的居住建筑而言，注重空間的充分利用，控制住房面積標(biāo)準(zhǔn)，必然降低建造的能耗。日本是一個(gè)土地資源貧乏的國度，其住宅設(shè)計(jì)中，往往將活動(dòng)較頻繁的空間作為樞紐來組織部分空間，以減少交通長度，達(dá)到節(jié)省空間的目的。減少建造也是節(jié)約能源的有效手段。建筑空間再利用是建筑進(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，以及建筑隨著時(shí)間的功能變更的可能性，既延長了建筑的使用壽命，又減少了建造量及建筑垃圾的產(chǎn)生，是降低建設(shè)費(fèi)用、節(jié)省能源的途徑。

2、屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)與構(gòu)建立體綠化網(wǎng)絡(luò)體系

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)”。

大阪的Namba Park是一個(gè)購物中心與辦公樓的綜合體。設(shè)計(jì)師借用“峽谷”的理念，巧妙地將樓層和花園結(jié)合在一起，建筑宛如一個(gè)斜坡公園，從街道地平面上升至 8層樓的高度，精心設(shè)計(jì)的多層次屋面綠化打破了室內(nèi)外的空間界限，使冰冷的商業(yè)空間生龍活虎了起來。植物每天生長，每天都在改變建筑的樣子，給人以新的體驗(yàn)。

3、材料的高效利用

首先，建筑與室內(nèi)設(shè)計(jì)一體化，可以減少構(gòu)成建筑這個(gè)系統(tǒng)的要素，減少不必要的材料損失與能耗。其次，充分利用材料的特性，將材料性能與建造緊密的結(jié)合起來。采用高性能、低材耗、耐久性好的新型建筑體系，比如自重輕、可再生的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，便于現(xiàn)場拼裝搭建，可以減少施工環(huán)節(jié)與施工周期，節(jié)約施工成本，減少施工現(xiàn)場的材料浪費(fèi)，降低廢棄材料形成的污染。

汶川地震以后，劉家琨提出“再生磚計(jì)劃”，利用破碎的廢墟材料作為骨料，摻和切斷的麥秸作纖維，加入水泥、沙等做成輕質(zhì)砌塊，用作災(zāi)區(qū)重建材料。這種低技低價(jià)、就地取材的環(huán)保材料，既是廢棄材料在物質(zhì)方面的“再生”，又是災(zāi)后重建在精神和情感方面的“再生”?？刂企w形系數(shù)，可以有效地節(jié)省維護(hù)用材，降低物能投入。

4、綠色建材的使用

建筑與裝修材料、設(shè)備管材的生產(chǎn)和建設(shè)環(huán)節(jié)是建筑大量產(chǎn)生能耗和污染的環(huán)節(jié)。很多常用的建筑材料會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，如新鮮加氣混凝土?xí)l(fā)氡氣，人造板材有大量甲醛揮發(fā)。在我國城市化進(jìn)程中，建筑大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而水泥是高耗能、高污染、高CO2排放的建筑材料，每建成1m2的鋼筋混凝土建筑將產(chǎn)生300～400Kg的CO2，且混凝土拆除物還會(huì)造成難以處理的廢棄物。材料使用的不恰當(dāng)在后期的使用和維護(hù)上帶來很多的問題。因此，選用工業(yè)化成品或者可再生、循環(huán)利用的建筑材料，選取內(nèi)含能源低的材料，是減少 CO2排放，控制建設(shè)中、使用中和廢棄后環(huán)境污染的一個(gè)有效途徑。

在開發(fā)新材料的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)建筑材料的地域性和原生態(tài)性。黃土高原地區(qū)的生土建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)主要是黃土直接加工成的生土材料，另外混入的麥草、蘆葦?shù)确乐归_裂。生土建筑具有施工簡易、低能耗、便于就地取材等優(yōu)勢。生土制成的土坯磚造價(jià)僅為混凝土的1/5，用它做成外圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以使建筑室內(nèi)獲得穩(wěn)定舒適的環(huán)境。

5、建筑形式與能源消耗

5.1形式與氣候相適應(yīng)

中國文化總體上非常關(guān)注自然之道，從氣候因素出發(fā)確定建筑的形式。傳統(tǒng)的民居往往通過天井、庭院等形式改善室內(nèi)的采光與通風(fēng)。適宜的建筑形式，可以節(jié)約電能，減少對(duì)機(jī)械通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的依賴，為人們提供更高的舒適感。

窗是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。公共建筑中玻璃幕墻大量采用，可開啟窗扇的減少，在取得獨(dú)特的造型及空間效果的同時(shí)帶來了光污染，加大了能耗。因此，在滿足采光的前提下，采用較小的窗墻比，采用中空隔熱玻璃、鋁制窗框及多種遮陽技術(shù)，對(duì)降低建筑運(yùn)營中的能耗起到了重要作用。在以人工照明為主的公共建筑中，將采光形式與功能空間有機(jī)結(jié)合，還可以取得獨(dú)特的空間效果。

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(duì)立面的可塑性幫助也不小。選擇合理的遮陽方式，可以改善建筑表皮對(duì)外部氣候資源的利用，為建筑內(nèi)部空間提供良好的氣候環(huán)境。

5.2墻體的構(gòu)造形式與太陽能的利用

建筑物的墻體保溫性能的好壞是影響建筑物節(jié)能指標(biāo)的關(guān)鍵，是很多國家目前建筑節(jié)能開發(fā)的重點(diǎn)。墻體的顏色、材料、構(gòu)造方式都會(huì)對(duì)建筑的能耗產(chǎn)生影響。自倫佐·皮亞諾開創(chuàng)了建筑“雙層表皮”以來，全世界大量辦公建筑都運(yùn)用這一技術(shù)進(jìn)行節(jié)能化設(shè)計(jì)。隨著新技術(shù)新材料的開發(fā)使用，建筑的外維護(hù)結(jié)構(gòu)逐步從能量損失的系統(tǒng)變?yōu)槲漳芰康南到y(tǒng)。瑞士的 Domat/Ems 生態(tài)節(jié)能住宅墻體采用的TWD復(fù)合型材料，既可以在夏季阻擋熱輻射，又可以在冬季吸收太陽能，具有很高的環(huán)境適應(yīng)性。英國目前最大的光伏建筑項(xiàng)目 CIS大廈在南向幕墻處采用多晶硅光伏材料，充分利用了太陽能提供建筑運(yùn)營的能耗。

6、結(jié)語

建筑始終是一門工程與藝術(shù)相結(jié)合的科學(xué)，在建筑中貫穿生態(tài)設(shè)計(jì)的理念意味著高新生態(tài)技術(shù)的運(yùn)用的同時(shí)，讓技術(shù)和審美時(shí)尚相融合，根據(jù)具體設(shè)計(jì)所處的區(qū)域特征，在常規(guī)的設(shè)計(jì)中尋求調(diào)整的方法，以最小的投入換取生態(tài)效益的最大化。對(duì)文明的梳理，多學(xué)科的融入，在能源危機(jī)的時(shí)代中作出建筑師冷靜的思考，將是未來建筑設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)環(huán)境與資源問題的必由之路。

[1]衣慶泳：《生態(tài)文明視域下的建筑設(shè)計(jì)》[J]環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2013(03)

[2]馮艷林：《建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)策略的融入研究》[J]山西建筑，2013(03)

[3]楊海泉：《探討綠色建筑設(shè)計(jì)與綠色節(jié)能建筑的關(guān)系》[J]門窗，2013(04)