低碳節(jié)能理念下建筑設(shè)計方法與技術(shù)探析

柴敏

【摘 要】本文從低碳節(jié)能理念的重要性入手，介紹了低碳建筑設(shè)計的基本理念，指出了低碳節(jié)能理念下建筑設(shè)計方法，最后探討分析了低碳概念下建筑施工技術(shù)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】低碳；節(jié)能概念；節(jié)能；建筑設(shè)計

一、節(jié)能建筑設(shè)計的重要性

1、建筑能耗量大

我國是世界上每年新建建筑量最大的國家，每年20億平方米新建面積，相當(dāng)于消耗了全世界40%的水泥和鋼材。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計證明，建筑能耗一般占到全國總能耗的百分之三十五左右，關(guān)系到國計民生，我國90%以上的在建建筑都是高能耗建筑。建筑行業(yè)與交通行業(yè)、工業(yè)是三個能耗最高的行業(yè)。

2、我國建筑節(jié)能水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家

我國的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能普遍較差，外墻和窗戶的傳熱系數(shù)為同緯度發(fā)達(dá)國家的3～4倍。以多層住宅為例，外墻的單位面積能耗是4～5倍，屋頂是2.5～5.5倍，外窗是1.5～2.2倍，門窗空氣滲透率是3～6倍。

3、節(jié)能建筑是國家持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的需要

建筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用旨在引導(dǎo)人在日常生活中時時刻刻與自然和諧相處，與自然共同發(fā)展，建筑行業(yè)賦予建筑物以節(jié)能、環(huán)保理念也是大勢所趨，因為節(jié)能環(huán)保技術(shù)不但能節(jié)約能源資源，而且能夠保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，順應(yīng)了低碳節(jié)能理念，在我國建造綠色節(jié)能建筑更是勢在必行，因為我國目前呈現(xiàn)資源緊缺、環(huán)境惡化的狀況，而節(jié)能建筑的設(shè)計能為我國減輕土地資源等各種能源資源緊缺、自然生態(tài)遭到破壞等問題。因此，節(jié)能建筑設(shè)計是符合我國的發(fā)展戰(zhàn)略的。

二、低碳建筑設(shè)計的基本理念

1、優(yōu)化能源組合

低碳建筑設(shè)計，需要堅持優(yōu)化能源組合的理念。針對各種能源，要求進(jìn)行優(yōu)化組合，比如：引入天然氣、生物物質(zhì)、固體燃料等；利用新興能源，改造燃煤鍋爐，做好降低碳排放量，減少污染；利用再生能源，如風(fēng)能、太陽能等等。

2、節(jié)約能源資源

低碳建筑設(shè)計，需要堅持節(jié)約能源資源理念。

①在節(jié)約能源方面，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，減少采暖空調(diào)的使用，盡量設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，這樣可以讓建筑充分利用夏季的主導(dǎo)風(fēng)向；盡量利用自然的采光通風(fēng)，同時在建筑設(shè)計中將可持續(xù)發(fā)展理念貫穿始終，不但要確保現(xiàn)代建筑形象，而且要達(dá)到節(jié)能居住舒適的目的。

②在節(jié)約資源方面，科學(xué)地選擇建筑設(shè)計材料，充分考慮資源的合理配置，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，避免資源浪費，提高資源利用率，最大限度地實現(xiàn)資源的可再生利用。

3、材料天然，環(huán)境舒適

低碳建筑設(shè)計，需要堅持材料天然、環(huán)境舒適的理念。在建筑內(nèi)部，堅決不能選用有害于人體的建筑和裝飾材料，需要以天然材料為主；在建筑中，使用木材、石灰、石塊和油漆時，必須經(jīng)過檢驗處理，確保不損害人體健康。

此外，從環(huán)境方面來看，建筑內(nèi)的空氣要保持清新通暢，溫度和濕度要適宜，光線充足，這樣才能為人們提供一個舒適健康的生活和工作環(huán)境。

三、低碳節(jié)能理念下的建筑設(shè)計方法策略

1、對可再生資源的利用

在可再生資源的利用上，要重點加大對天陽能的利用，太陽能的運用有降低能耗的作用，可以減少建筑內(nèi)二氧化碳的的排放，在太陽能的利用過程中，可以將其用來發(fā)電，熱水，以及近年來開發(fā)的太陽能制冷空調(diào)、太陽能采暖等等。對可再生資源的利用，可以起到節(jié)能損耗的作用，可以構(gòu)造建筑與自然的和諧統(tǒng)一，進(jìn)而促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。

2、建筑的選址

在建筑設(shè)計過程中，經(jīng)過對建筑所在地周圍地質(zhì)環(huán)境等進(jìn)行綜合分析，對所在地的環(huán)境資源進(jìn)行合理利用，使建筑與周圍的生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，既充分利用了周圍的各種資源，又不損害自然環(huán)境，還要考慮到周邊的交通便捷，大量可利用的現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施等等，為綠色建筑的建造提供良好的基礎(chǔ)條件。

3、綠化景觀的立體化設(shè)計策略

在低碳節(jié)能建筑的設(shè)計以及建造過程中，綠化的作用顯得尤為重要，它可以調(diào)節(jié)碳氧平衡，可以減輕空氣污染，還可以降低噪聲、節(jié)約能耗、改善室內(nèi)熱環(huán)境等等，是房屋綠色節(jié)能設(shè)計過程中的重點，應(yīng)因地制宜建立立體綠化，使植物的綠化效果達(dá)到最大化。

在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，可以進(jìn)行房屋的頂層綠化，頂層綠化可以降低屋面的溫度，也可以大大減緩城市的熱島效應(yīng)，對建筑的景觀美化和環(huán)境改善都有很大的作用；還可以利用墻體、陽臺進(jìn)行綠化，墻面的綠化可以遮陽隔熱，在現(xiàn)實操作中，可以種植藤蔓植物沿墻攀附來阻擋太陽輻射，也可以在陽臺種植花草，進(jìn)行分層綠化，提高居民的生活品質(zhì)。

4、人性化道路設(shè)計策略

道路設(shè)計關(guān)乎建筑居住者和使用者的出行和生活質(zhì)量的提高，應(yīng)從滿足居民生活、利于消防的進(jìn)行和與環(huán)境協(xié)調(diào)方面著手布局。建筑周圍的主道路路面應(yīng)采用瀝青混凝土材質(zhì)鋪設(shè)，由行車道和園路組成。

在行車道的設(shè)計過程中，要滿足消防的要求，使交通方便快捷，同時要考慮到殘疾人坡道，一般確定建筑周圍主要道路為6m，環(huán)形道路為7m，在園路的設(shè)計上，一般將游步道設(shè)計為1.2～2.0m，用水泥磚、卵石等鋪成，不但可以減少建筑成本，也可以起到環(huán)保、自然的效果。

四、節(jié)能環(huán)保技術(shù)在在建筑中的運用

1、外墻

在房屋建筑節(jié)能設(shè)計過程中，墻體的節(jié)能設(shè)計是非常重要的。對于墻體節(jié)能設(shè)計來說，所應(yīng)用的設(shè)計工藝包含保溫砂漿以及保溫板等。所以，在房屋墻體節(jié)能設(shè)計過程中，必須要選用高質(zhì)量的保溫隔熱材料，這樣能夠大大降低房屋建筑施工階段的能源消耗。對保溫材料而來，并不是單純的只進(jìn)行分層設(shè)計。

當(dāng)將其當(dāng)作外保溫材料使用時，必須確保各層間的粘結(jié)十分的堅固。另外，在方便最終驗收工作的開展，墻體節(jié)能設(shè)計要配備相應(yīng)的文字說明以及圖標(biāo)等內(nèi)容。

而且，在具體設(shè)計過程中，要根據(jù)具體的設(shè)計施工方案找出準(zhǔn)確的設(shè)計位置；應(yīng)用空心磚進(jìn)行砌筑時，要做到錯縫相搭，且相互間不能擠壓、碰撞；在完成空心磚砌筑工作后，及時把磚縫中的雜物清理干凈；規(guī)范管理設(shè)計現(xiàn)場，這樣能夠保證墻體的砌筑質(zhì)量。

除此之外，在地下室保溫設(shè)計過程中，還要做好以下幾點工作：首先，安排專人檢查地下室外墻保溫材料密度、阻燃值以及導(dǎo)熱系數(shù)等各個參數(shù)；其次，利用鋼釘予以固定；再次，在設(shè)計過程中可借助玻纖網(wǎng)格布予以設(shè)計，同時及時處理陰角與陽角位置；最后，保溫層抹灰厚度要大于灰餅的厚度，同時還要把表面刮平，這樣一來，能夠避免夏季長時間的暴曬而影響到保溫墻的質(zhì)量。

2、門窗環(huán)節(jié)的節(jié)能設(shè)計

2.1合理控制設(shè)計門窗和墻體的比例

建筑物的門窗最關(guān)鍵在于促進(jìn)空氣流通，加以控制交換的設(shè)施。因此，在建筑設(shè)計環(huán)節(jié)中必須合理控制墻體與門窗之間的比例，以創(chuàng)建舒適安全的室內(nèi)居住環(huán)境。

在房屋建筑設(shè)計中不但要確保建筑的美觀性，還要嚴(yán)格控制合理的門窗比例，增強(qiáng)建筑物的通風(fēng)供暖功能，實現(xiàn)良好的建筑物節(jié)能效果。我國建筑條例中明確規(guī)定，門窗和墻體比例的控制為：北向門窗低于25%，南向門窗低于30%，東西向門窗低于30%。

2.2增強(qiáng)建筑物門窗的氣密性

建筑物中使用率最高的環(huán)節(jié)是建筑物中的門窗，此環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生的各種損耗，尤其是在使用過程中會消耗大量的熱量。因此，在門窗的節(jié)能設(shè)計過程中，應(yīng)該增強(qiáng)門窗外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。在滿足住戶日常使用的基礎(chǔ)上，應(yīng)該合理控制門窗的面積，以減少使用中的熱量流失。

2.3在門窗部位設(shè)置遮陽設(shè)施

在設(shè)計門窗過程中，應(yīng)該根據(jù)實際的朝向情況，結(jié)合當(dāng)?shù)厝照仗攸c，再設(shè)置相應(yīng)的遮陽設(shè)施，以減少門窗的陽光照射量。

3、圍護(hù)結(jié)構(gòu)

建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括屋面、墻體和門窗。建筑師應(yīng)根據(jù)建筑的功能和美觀要求，綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素，采取有效的手段，滿足建筑節(jié)能的要求。不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能不同，達(dá)到相應(yīng)酌要求所付出的代價也不一樣。對于高層建筑，屋面所占的比例很小，圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)主要著眼于墻體和門窗。而墻體和外窗中，墻體達(dá)到較高的性能比較容易，窗戶則是薄弱環(huán)節(jié)。

所以，建筑的開窗面積一般不可過大，過大則使得窗戶的設(shè)計非常困難。對于采用建筑幕墻的建筑而言，玻璃幕墻要達(dá)到比較好的保溫性能或隔熱性能是比較困難的，而金屬幕墻、石材幕墻等非透明幕墻則只要在幕墻面板后面加設(shè)保溫層就很容易滿足保溫隔熱要求。

再如，對于大跨度的建筑，屋面所占比例較大，屋面保溫的節(jié)能效果是比較好的，而且造價也相應(yīng)比較低，玻璃幕墻或窗戶要達(dá)到同樣的性能則非常困難。

所以，建筑設(shè)計時應(yīng)該考慮到各個方面技術(shù)的可行性，經(jīng)濟(jì)的合理性，進(jìn)行綜合衡量，優(yōu)化選擇。

4、自然通風(fēng)設(shè)計

自然通風(fēng)是建筑設(shè)計中需要注重的一個重要問題，良好的設(shè)計可以使得建筑作品更加節(jié)能和舒適，良好的自然通風(fēng)，不僅會使得室內(nèi)的熱舒適度得到改善，而且還會使空調(diào)運行的時間減少，對于建筑物的實際使用能耗很有幫助。

在建筑設(shè)計中平面要充分利用春、夏、秋時的自然通風(fēng)，而應(yīng)該避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向，通過被動方式，利用室外氣流帶走室內(nèi)產(chǎn)生的余熱，從而使得室內(nèi)的熱舒適性得到保證，并且還能夠使得空調(diào)開啟時間縮短，最終實現(xiàn)節(jié)能的目的。

結(jié)束語

總而言之，低碳節(jié)能是現(xiàn)代建筑設(shè)計的重要理念，它貫穿于建筑設(shè)計的所有環(huán)節(jié)，甚至涉及到建筑設(shè)計的方方面面。

當(dāng)然，只有從節(jié)能降耗和資源再利用等的角度出發(fā)，認(rèn)真考慮低碳建筑設(shè)計的存在問題，才能實現(xiàn)低碳概念下的建筑設(shè)計，從而讓人們享受到低碳生活的美好。

因此，在現(xiàn)代建筑設(shè)計過程中，建筑設(shè)計師必須以低碳理念為基礎(chǔ)，不斷學(xué)習(xí)并掌握低碳施工技術(shù)，積極采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，同時要結(jié)合實際情況，創(chuàng)建健康、舒適、美麗的生活環(huán)境，充分體現(xiàn)建筑設(shè)計的低碳節(jié)能和美觀實用性。

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