低碳概念下的建筑設(shè)計路徑探析

摘要：近些年來中國在經(jīng)濟(jì)上取得了迅猛的發(fā)展，人們的生活上水平有了很大的提升。但與此同時一些問題也逐漸暴露出來，嚴(yán)重降低了人們的生活質(zhì)量亟需解決。這些問題包括水土流失、溫室效應(yīng)等，已經(jīng)嚴(yán)重影響到了我們的日常生活，所以在這種情況下低碳理念自然而然的出現(xiàn)。人們將低碳概念運(yùn)用于各個領(lǐng)域，經(jīng)過長期的時間實踐運(yùn)用取得了顯著的成效。建筑節(jié)能設(shè)計正是在低碳的環(huán)境背景之下所產(chǎn)生的一種新的建筑理念。低碳概念下的建筑設(shè)計既符合中國的可持續(xù)發(fā)展理念，也能夠促進(jìn)中國的生態(tài)環(huán)保建設(shè)。本文以低碳概念下的建筑設(shè)計進(jìn)行相關(guān)研究，對低碳概念下中國建筑設(shè)計的新路徑進(jìn)行探索。

關(guān)鍵詞：低碳概念;建筑設(shè)計;節(jié)能環(huán)保

Analysis of Architectural Design Path Under the Concept of Low Carbon

Shuai Li*

Jiangsu Transportation Institute， Nanjing 210017， Jiangsu， China

Abstract： In recent years， China has achieved rapid economic development and people’s living standards have been greatly improved. However， some problems have gradually been exposed in the process of economic development， which has seriously reduced people’s quality of life and urgently needs to be resolved. These problems， including soil erosion and greenhouse effect， have now seriously affected our daily lives. In this case， the low-carbon concept naturally emerges. People apply the low-carbon concept to various fields and have achieved remarkable results after a long period of application. The building energy-saving design is a new architectural concept generated under the background of low-carbon environment. The architectural design under the low-carbon concept not only conforms to China’s sustainable development concept， but also promotes China’s eco-environmental protection construction. This paper conducts related research on the architectural design under the low-carbon concept， and explores the new path of Chinese architectural design under the low-carbon concept.

Keywords： Low carbon concept; architectural design; energy saving and environmental protection

一、前言

以目前的社會發(fā)展趨勢而言，建筑業(yè)與其他領(lǐng)域有著密切的聯(lián)系。建設(shè)項目的結(jié)構(gòu)質(zhì)量、穩(wěn)定性、環(huán)保性與人民生活水平有關(guān)。長期以來中國建筑業(yè)的能源消耗和污染問題十分嚴(yán)重，對整個建筑業(yè)的健康發(fā)展造成了一定的限制。為了從根本上緩解這一問題，我們需要將低碳概念集成到建筑設(shè)計過程里，最終為人們創(chuàng)造高質(zhì)量的宜居生活環(huán)境，促進(jìn)建筑業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

二、低碳建筑設(shè)計理念概述及意義

（一）低碳建筑理念

在中國建筑業(yè)改革與發(fā)展的新時期，提出了低碳建筑的概念，非常遺憾的是目前低碳建筑并沒有統(tǒng)一準(zhǔn)確的定義。根據(jù)低碳生活的概念可以認(rèn)為，低碳建筑實際上是一種新型的追求綠色生活的建筑，提高了資源和能源的利用率，實現(xiàn)低能耗、低污染的目的[1]。在設(shè)計和建造低碳建筑的過程里，將應(yīng)用更多的綠色建筑材料和技術(shù)類型。在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，現(xiàn)代人們越來越重視低碳建筑，從而深化了建筑業(yè)和低碳概念的集成，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。

（二）低碳理念對于建筑行業(yè)的意義

當(dāng)今時代是經(jīng)濟(jì)全球化的時代。由于經(jīng)濟(jì)全球化，我國的經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，這也在一定程度上加快了城鄉(xiāng)一體化的進(jìn)程，促進(jìn)了我國建筑行業(yè)的發(fā)展。建筑行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，不斷地適應(yīng)新時期的要求，自然而然就誕生了低碳的建筑理念。低碳理念在建筑設(shè)計中的應(yīng)用不僅是人們在新時代的追求，也是時代發(fā)展的要求。低碳的建筑理念不僅對于環(huán)境有著很好地保護(hù)作用，還契合了我國的可持續(xù)發(fā)展理念。在某種程度上融合了低碳、綠色環(huán)保理念的建筑，既有舒適、健康的優(yōu)點(diǎn)，又能夠促進(jìn)節(jié)能減排，并為建筑行業(yè)未來的方向做出指引。因此低碳理念在建筑中運(yùn)用有著積極的意義。

（三）低碳理念對建筑設(shè)計的提出的新要求

隨著經(jīng)濟(jì)增長和人口增長，人們對建筑的需求正在增加。綠色低碳理念的出現(xiàn)，人們對綠色低碳建筑的需求也在增加。為了滿足這一概念的要求，在設(shè)計中必須充分考慮以下方面。首先必須確保建筑物內(nèi)部環(huán)境的舒適性，在設(shè)計過程里必須確保照明和通風(fēng)的設(shè)計[2]。其次選擇盡可能多的原材料。這就要求在原材料采購過程里，應(yīng)根據(jù)實際情況嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，盡可能使用可回收的環(huán)保材料。第三便是合理分配空間，在設(shè)計過程里，必須提高空間利用率，減少土地資源浪費(fèi)。四是搞好綠色工作，建立綠色區(qū)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)生活環(huán)境（如圖1所示）。

三、低碳概念下建筑設(shè)計的現(xiàn)狀

（一）低碳概念理解過于片面

現(xiàn)階段大多數(shù)所以為的低碳建筑設(shè)計，其實并沒有真正的貫徹低碳概念。究其原因主要是由于人們對于低碳概念的了解僅僅停留在表面，對其認(rèn)識過于片面，并沒有真正理解低碳概念的真正含義[3]。在這種錯誤或者說是片面的理解下，設(shè)計人員所進(jìn)行的低碳建筑社會效益嚴(yán)重缺失，低碳的優(yōu)勢性也被埋沒，在各方面都沒有得到真正的凸顯。

（二）低碳設(shè)計理論實踐融合度較差

在建筑的實際過程里低碳概念并不僅僅只是一句空話，想要設(shè)計出真正的低碳、綠色、節(jié)能、環(huán)保的建筑，需要將低碳概念的理論與實踐結(jié)合起來?，F(xiàn)階段中國所謂的低碳建筑設(shè)計問題很多，并不是真正的低碳建筑。這些建筑設(shè)計人員并沒有將理論與實踐相結(jié)合，或者說結(jié)合度較差[4]。正因為結(jié)合度較差，最終低碳設(shè)計的理念以及優(yōu)越性無法在建筑在上真正的反應(yīng)出來。

（三）建筑設(shè)計的創(chuàng)新度缺乏

建筑設(shè)計與低碳理念的有機(jī)結(jié)合，需要一種創(chuàng)新的方法來改變傳統(tǒng)的建筑設(shè)計模式，從而提高建筑設(shè)計的整體質(zhì)量。然而從實際情況來看，一些設(shè)計人員仍然沿用傳統(tǒng)的造型方法，沒有吸取國內(nèi)外成功的經(jīng)驗，且跟不上時代的步伐，繼而導(dǎo)致低碳概念的應(yīng)用效率低下[5]。低碳的概念能夠真正在建筑中顯現(xiàn)出來在于創(chuàng)新，只有積極進(jìn)行性創(chuàng)新才能最大程度上對綠色、環(huán)保、低碳等概念進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

四、低碳概念下的建筑設(shè)計新路徑

（一）運(yùn)用綠色環(huán)保建筑材料

在實施低碳建筑設(shè)計理念時應(yīng)積極使用最新的環(huán)保材料，注意綠色建筑材料的使用，使用各種新型環(huán)保材料控制能耗。在以往的工程建設(shè)中，設(shè)計階段使用的材料會產(chǎn)生大量的甲醛和一氧化碳，對居民造成一定的危害[6]。此外過去工程材料的應(yīng)用性能與不斷發(fā)展的新材料的應(yīng)用性能有很大不同。為了滿足工程規(guī)劃和施工的需要，設(shè)計者經(jīng)常增加材料的數(shù)量以滿足高質(zhì)量施工的需要。大量的材料使用后會產(chǎn)生大量的垃圾，垃圾處理和焚燒對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。在上述分析的基礎(chǔ)上，可以優(yōu)先選擇綠色建筑材料滿足低碳理念（如圖2所示），以滿足建筑規(guī)劃和設(shè)計的可回收性，如：采用新型保溫板和防水材料來突出這些新材料的性能[7]。在此基礎(chǔ)上滿足工程建設(shè)的質(zhì)量要求，降低能耗控制污染在設(shè)計階段進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，有效地促進(jìn)工程項目的科學(xué)建設(shè)。

（二）增強(qiáng)房屋空間的利用率

基于低碳在建筑設(shè)計過程里的概念，通過對生活空間的創(chuàng)新和優(yōu)化提高住宅的利用率，注重降低能源的利用率。具體設(shè)計中控制房屋整體面積，以功能需求為指導(dǎo)有效協(xié)調(diào)內(nèi)部空間，在優(yōu)化居民區(qū)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)集中供熱，集中使用資源和能源。在提高房屋空間利用率的基礎(chǔ)上，有效延長建設(shè)項目的使用期限避免二次施工，實現(xiàn)資源和能源的科學(xué)利用以及貫徹低碳概念的實施要求。

（三）充分考慮光和熱量需求

在建筑工程設(shè)計階段和低碳建筑設(shè)計過程里，設(shè)計者應(yīng)充分立足于區(qū)域地理環(huán)境。根據(jù)建筑的實際照明需求結(jié)合自然采光，準(zhǔn)確計算后充分利用陽光，滿足室內(nèi)光和熱的需要。然后建筑師需要考慮房屋的方向，房屋之間的距離以及房屋的自然地理環(huán)境。室內(nèi)裝飾結(jié)構(gòu)也應(yīng)考慮，以明確不同模式的照明要求。一般來說中國的房屋在夏天會產(chǎn)生更多的熱量，為了避免過多的熱量進(jìn)入房間，必須設(shè)置屋頂遮陽篷和厚厚的窗簾來阻擋熱量。此外應(yīng)在夏季合理設(shè)置排氣孔有效地散熱，從而減少夏季空調(diào)的使用。冬季建筑需要增加照明面積和室內(nèi)熱量，設(shè)計人員需綜合考慮項目的結(jié)構(gòu)、建筑水平和建筑布局，將冬季和夏季的溫度提高到正常范圍，從而得出合理的設(shè)計方案[8]。此外為了改善房屋的光熱需求，我們還計劃通過規(guī)劃室外植被建設(shè)來改善周圍環(huán)境，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境的循環(huán)來吸收外部熱量，控制噪音和空氣污染。

（四）優(yōu)化建筑外形設(shè)計

在低碳理念下，建筑設(shè)計需要注重形狀優(yōu)化設(shè)計。例如在外墻設(shè)計中積極引入塌陷地毯的概念，以降低能耗滿足節(jié)能減排的要求。在墻體造型方面合理選擇材料、形式和色彩，充分考慮以上三個方面的能量利用。在建筑屋面的規(guī)劃設(shè)計中，屋面綠化在夏季保溫、冬季取暖、夏季降溫、美化環(huán)境等方面起著重要的作用[9]。并在窗的規(guī)劃設(shè)計中有效地確定了窗墻比，盡可能采用玻璃-鋁窗框來控制保溫效果，既能滿足室內(nèi)照明和熱量需求，又能有效控制能耗滿足低碳理念。建筑物的形狀優(yōu)化設(shè)計直接關(guān)系到建筑物的能耗，設(shè)計師應(yīng)積極借鑒國外或市場導(dǎo)向的設(shè)計案例，加強(qiáng)本土化設(shè)計的應(yīng)用，在設(shè)計階段有效地滿足低碳設(shè)計理念。

（五）建筑物進(jìn)行智能化設(shè)計

在實施低碳理念和實現(xiàn)合理設(shè)計的過程里，建設(shè)項目應(yīng)以工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，以適應(yīng)住宅建設(shè)由住有所居向住有宜居轉(zhuǎn)變。在實踐中面對日益增長的市場需求，無論是簡單的結(jié)構(gòu)形式還是復(fù)雜的建筑工程形式，總體設(shè)計都是非常復(fù)雜的。在當(dāng)前復(fù)雜的設(shè)計形勢下積極利用計算機(jī)信息技術(shù)，在滿足低碳設(shè)計理念的同時充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，具有重要的現(xiàn)實意義。例如：通過使用BIM技術(shù)，在智能設(shè)計系統(tǒng)下通過工程項目的施工目標(biāo)、可視化設(shè)計和設(shè)計圖紙，設(shè)計人員可以通過仿真視圖和低碳概念實現(xiàn)對比分析，探索其是否符合低碳概念的建設(shè)價值[10]。電氣設(shè)計作為工程設(shè)計的重要組成部分，是在滿足電氣設(shè)備運(yùn)行周期的基礎(chǔ)上，通過計算機(jī)信息技術(shù)對電氣設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，控制污染物排放以滿足實際的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。建筑智能化設(shè)計對于低碳概念在實踐中的實施具有非常重要的支撐價值。設(shè)計單位應(yīng)在資金和技術(shù)人員方面給予有效支持，并將低碳概念納入建設(shè)計劃的制定（另附建筑節(jié)能機(jī)制框圖，見表1）。

五、結(jié)語

低碳概念是建筑節(jié)能和環(huán)保設(shè)計的重要概念和組成部分。在當(dāng)今的建筑工程設(shè)計中，只有從低碳和環(huán)保的角度才能將這一概念融入到每一個細(xì)節(jié)中，滿足人們對生活和自然的高要求。建筑設(shè)計師要不斷探索低碳技術(shù)，快速有效地制定科學(xué)合理的低碳環(huán)保戰(zhàn)略，設(shè)計符合人們健康需要的高質(zhì)量建筑，促進(jìn)中國節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)和綠色建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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通訊作者：李帥，1991年01月，男，漢族，江蘇泗洪人。就職于蘇交科集團(tuán)股份有限公司，建筑設(shè)計師，助理工程師，本科。研究方向：建筑設(shè)計。