探究低碳建筑設(shè)計(jì)

錢(qián)進(jìn)

摘要：低碳建筑是指高能效、低能耗、低污染、低排放的建筑體系，從建筑材料、設(shè)備到施工建造再到建筑物使用的整個(gè)生命周期內(nèi)，采用生態(tài)建筑、節(jié)能技術(shù)、生態(tài)材料等，通過(guò)合理的開(kāi)發(fā)強(qiáng)度，減少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)建筑低碳化。低碳建筑的主要特征為舒適宜居、采光通風(fēng)、節(jié)能減排。低碳建筑全方位體現(xiàn)“節(jié)約能源、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、以人為本”的基本理念。

關(guān)鍵詞：低碳建筑；理念；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1 低碳建筑設(shè)計(jì)理念

低碳建筑的理念不僅包括既有能源的優(yōu)化，節(jié)約資源及材料，還包括使用天然材料和本地建材，減少在生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)能源造成的浪費(fèi)。

1.1能源組合優(yōu)化

包括新興能源的利用，引入天然氣、輕烴或生物質(zhì)固體燃料，進(jìn)行燃煤鍋爐改造，減少碳排放，控制大氣污染?？稍偕茉吹睦?，風(fēng)能、太陽(yáng)能等。工業(yè)余熱的利用。

1.2節(jié)能

采用節(jié)能的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，減少采暖和空調(diào)的使用。根據(jù)自然通風(fēng)的原理設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，使建筑能夠有效地利用夏季的主導(dǎo)風(fēng)向。最大限度地利用自然的采光通風(fēng)。如，建筑在立面上的開(kāi)窗形式，應(yīng)盡量滿(mǎn)足自然采光和通風(fēng)的要求；同時(shí)，設(shè)計(jì)中要貫穿可持續(xù)發(fā)展的理論，如使用各種自動(dòng)遮陽(yáng)，雙層幕墻、可調(diào)節(jié)建筑外立面的設(shè)計(jì)等。通過(guò)各種手段，既保證有非?，F(xiàn)代化的建筑形象，又能夠達(dá)到比較節(jié)能和舒適的目的。建筑要采用適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件的平面形式及總體布局。

1.3節(jié)約資源

在建筑設(shè)計(jì)和建筑材料的選擇中，均考慮資源的合理使用和處置。盡可能的優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，減少資源的浪費(fèi)，提高中水的利用率，力求使資源可再生利用。

1.4采用天然材料

建筑內(nèi)部不使用對(duì)人體有害的建筑材料和裝修材料。盡量采用天然材料。建筑中采用的木材，石塊、石灰、油漆等，要經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)處理，確保對(duì)人體無(wú)害。

1.5舒適和健康的環(huán)境

保證建筑內(nèi)空氣清新，溫、濕度適當(dāng)，光線(xiàn)充足，給人健康舒適的生話(huà)工作環(huán)境。

2 低碳建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1低能耗建筑設(shè)計(jì)和低碳建筑設(shè)計(jì)

“低能耗建筑設(shè)計(jì)”基于減少對(duì)于能源的需求，“低碳”甚至“零碳”建筑設(shè)計(jì)不僅建立在降低能源需求的基礎(chǔ)上，更值得一提的是要充分利用場(chǎng)地可得到的可再生能源。零碳建筑的電能通?？梢栽诮ㄖ?nèi)部和城市電網(wǎng)之間雙向流動(dòng)，自身產(chǎn)生的電量充足時(shí)可以補(bǔ)給城市用電量，不足時(shí)可以從城市電網(wǎng)獲取，之間相互平衡和抵消從而選到零碳排放。設(shè)計(jì)中需要權(quán)衡通過(guò)“低能耗設(shè)計(jì)”把能源的需求降低到一個(gè)適宜的程度和如何使用可再生能源這兩者之間的關(guān)系和比重。例如一個(gè)指導(dǎo)原則是降低供暖或制冷的能源需求量使之可以用通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)，新風(fēng)率應(yīng)該足以滿(mǎn)足維系室內(nèi)環(huán)境的良好空氣質(zhì)量，另外同時(shí)考慮借助圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能來(lái)吸收和釋放熱量。

2.2減少能源需求

總的來(lái)講，降低能源需求最有效的方法是“被動(dòng)式設(shè)計(jì)”。例如.根據(jù)太陽(yáng)、風(fēng)向和基地環(huán)境來(lái)調(diào)整建筑的朝向；最大限度地利用自然采光以減少使用人工照明；提高建筑的保溫隔熱性能來(lái)減少冬季熱損失和夏季多余得熱；利用蓄熱性能好的墻體或樓板以獲得建筑內(nèi)部空間的熱穩(wěn)定性；利用遮陽(yáng)設(shè)施來(lái)控制太陽(yáng)輻射；合理利用自然通風(fēng)來(lái)凈化室內(nèi)空氣并降低建筑溫度；利用具有熱回收性能的機(jī)械通風(fēng)裝置。

2.3灰色能源

制造和運(yùn)輸建筑材料的過(guò)程中會(huì)消耗大量能源，建造過(guò)程也同樣消耗大量能源。我們稱(chēng)之為灰色能源，比起建筑中使用的供熱制冷能源來(lái)講它是隱性的消耗，當(dāng)上述顯性能源消耗降低時(shí)，隱性能源的消耗比例自然升高。灰色能源消耗占有相當(dāng)?shù)谋戎?，所以要想真正地?shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展便不能忽視這部分能源消耗。

2.4可替代能源和可再生能源

太陽(yáng)能可以用來(lái)產(chǎn)生熱能和電能太陽(yáng)能光電板技術(shù)發(fā)展迅速。如今其成本已經(jīng)大大降低，而且日趨高效。在住宅中使用太陽(yáng)能集熱器是一種有效利用太陽(yáng)能的途徑，目前主要用來(lái)為用戶(hù)提供熱水。地?zé)崮芤彩且环N不容忽視的能源，由于其溫度相對(duì)恒定，所以既能夠在冬季供熱也可在夏季制冷。

2.5整體設(shè)計(jì)

低碳設(shè)計(jì)不是建筑設(shè)計(jì)的附加物，不應(yīng)把它割裂看待。目前普遍的一個(gè)誤區(qū)是建筑設(shè)計(jì)完成后把低碳設(shè)計(jì)作為一個(gè)組件安裝上去。事實(shí)上，從建筑設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該考慮低碳的因素使之與設(shè)計(jì)整合，并使得一種手段能夠達(dá)到多種功效。例如使用太陽(yáng)能光電板作為遮陽(yáng)板來(lái)阻擋過(guò)多的太陽(yáng)輻射。減少能源需求的同時(shí)能夠縮小供熱和制冷系統(tǒng)的設(shè)備規(guī)模，甚至能夠完全擯棄傳統(tǒng)的供熱制冷系統(tǒng)。又如低碳辦公摟設(shè)計(jì)無(wú)需采用傳統(tǒng)系統(tǒng)，僅利用地?zé)嵋约叭梭w散熱及辦公設(shè)備等產(chǎn)生的熱量并采用熱回收設(shè)備便可滿(mǎn)足冬季供熱。

2.6現(xiàn)代建造方法

現(xiàn)代建造方法旨在盡可能地采用非現(xiàn)場(chǎng)的施工手段來(lái)完成建筑的建造。旨在減少濕作業(yè)，提高施工效率，提高施工質(zhì)量，達(dá)到更高的客戶(hù)滿(mǎn)意度，它是環(huán)境保護(hù)，可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一，并且使施工進(jìn)度更加可控。采用現(xiàn)代建造方法可以大大縮減工地施工時(shí)間，提高工地施工的安全度，并彌補(bǔ)一些建造工業(yè)和技術(shù)上的缺陷。現(xiàn)代建造方法要求施工工人具備較高技術(shù)水平，能夠減少工人的數(shù)量，總體上縮減了勞動(dòng)力?，F(xiàn)代建造方法要求設(shè)計(jì)方案時(shí)便加以考慮，要求改進(jìn)彌補(bǔ)傳統(tǒng)的建造工藝和技術(shù)，這從短期來(lái)看會(huì)提高整體施工造價(jià)，因?yàn)楝F(xiàn)代建造方法需要高技術(shù)的工人，這是目前所稀缺的。勞動(dòng)力技術(shù)上差別會(huì)帶來(lái)價(jià)格上相對(duì)較大的差異，加上技術(shù)上的改進(jìn)帶來(lái)的一系列設(shè)備更新費(fèi)用和培訓(xùn)費(fèi)用，造價(jià)會(huì)增加約30%左右。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，建造方法帶來(lái)的造價(jià)問(wèn)題會(huì)逐漸下降，更重要的是施工完成度、施工質(zhì)量將會(huì)大幅提高。施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于環(huán)境的影響會(huì)大大減小。現(xiàn)代建造方法越來(lái)越被看作是低碳建筑不可或缺的一部分。

2.7可再生能源技術(shù)一體化設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可再生能源逐漸被發(fā)掘并不斷應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)之中。將建筑與可再生能源技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，不但有利于提升建筑本身的使用功能，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能低碳的效果，將低碳理念充分貫徹實(shí)施。當(dāng)下，我國(guó)低碳式建筑設(shè)計(jì)中與太陽(yáng)能技術(shù)相對(duì)整合得較好。在利用太陽(yáng)能節(jié)約生活用能之外，更能將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化，如使用太陽(yáng)能熱水器等集熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成為建筑用能，以提升集熱效果，使低碳式建筑的構(gòu)建所需能源得到節(jié)約，修建安裝難度大大降低。

2.8水、熱環(huán)境設(shè)計(jì)

在低碳式建筑設(shè)計(jì)之中，水、熱環(huán)境的有機(jī)結(jié)合也是重要關(guān)鍵的技術(shù)之一。在節(jié)水方面，需要綜合考慮水質(zhì)和水量?jī)煞矫娴膯?wèn)題。而低碳式建筑中大多采用節(jié)水型設(shè)備，在收集雨水的同時(shí)能夠處理污水；而對(duì)于小區(qū)一般常見(jiàn)的景觀用水，在低碳式建筑設(shè)計(jì)之中也大多加以一并考慮，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的綜合利用，與水環(huán)境的和諧相處。在熱環(huán)境方面，低碳式建筑也應(yīng)加以充分考慮，通過(guò)利用太陽(yáng)能等，不但要顧及建筑設(shè)計(jì)小區(qū)的熱供應(yīng)的舒適性，也要充分顧及節(jié)能環(huán)低碳的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

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(guó)低碳式建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展與進(jìn)步。

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（作者單位：安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司）