低碳概念下的建筑設計策略運用

郭戎

（山西路晟交通建筑設計有限公司，山西太原 030006）

現(xiàn)階段，各行各業(yè)逐步加大對節(jié)能環(huán)保的重視度。尤其是具有高能耗、重污染特征的建筑行業(yè)。將低碳概念融入建筑設計領域，可以有效控制能源損耗，減輕環(huán)境污染，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益與生態(tài)效益的最大化。這對于構(gòu)建能源集約型、環(huán)境友好型城市也具有積極意義。

1 低碳建筑的基本概念

低碳理念，即將一種原生態(tài)的生活方式融合到各行各業(yè)中，推動各個行業(yè)向節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。低碳建筑則是指將低碳理念融入建筑中，在建筑立項到建筑交付竣工的整個生命周期內(nèi)，降低化石能源使用量，減少溫室氣體與污染型氣體排放量。

在建筑設計過程中，首要前提是節(jié)約能源，降低采暖制冷電器設備使用頻率。從采暖方面來說，提高太陽能等可再生清潔型能源使用率。從制冷方面來說，調(diào)整建筑方位，確保室內(nèi)通風的通暢性。

2 低碳概念下建筑設計的重點考量因素

建筑設計理念向低碳建筑理念過渡轉(zhuǎn)變是順應時代發(fā)展趨勢和行業(yè)客觀發(fā)展規(guī)律的重要表現(xiàn)。當前，建筑設計行業(yè)已經(jīng)客觀認知到這一點，利用多樣化技術(shù)手段優(yōu)化資源配置，選擇與低碳建筑理念相契合的設計方式。在低碳建筑設計中，設計人員往往要充分考慮多方面因素。具體內(nèi)容如下：

2.1 環(huán)境因素

低碳建筑設計的主要目的是為居住者提供舒適、安全、健康的居住環(huán)境。在低碳建筑設計中，設計人員要優(yōu)先選擇無毒無害、節(jié)能環(huán)保的工藝、技術(shù)和材料。與此同時，在設計過程中，設計人員還要充分考慮建筑的常規(guī)的功能要求，確保低碳理念下的建筑設計滿足居住者的功能需求。

2.2 空間因素

對建筑空間進行合理規(guī)劃，可以增強居住者的居住體驗，提高建筑材料利用率。優(yōu)質(zhì)的建筑空間設計，可以起到良好的抗震防塌作用，保障居住者的生命財產(chǎn)安全。此外，在設計大規(guī)模建筑群落時，設計人員還要格外注重建筑群落的規(guī)劃，使整個城市內(nèi)部空間更加合理化、有序化。

2.3 建筑材料因素

建筑設計人員應客觀認知材料的重要性，在建筑設計中積極做好材料規(guī)劃工作。首先，考慮材料的預算，避免發(fā)生材料過度浪費等問題，以免影響建筑質(zhì)量安全和綜合效益。其次，設計人員要優(yōu)選無毒無害、節(jié)能環(huán)保的材料，保障建筑生態(tài)效益。最后，在建筑設計過程中，要考慮材料的保存工作，制定完整可行的材料保存計劃，使材料發(fā)揮最大的利用價值。

3 低碳建筑設計的可行性策略

3.1 建筑環(huán)境方面

在建筑設計過程中，設計人員要高度重視如下兩方面內(nèi)容：①結(jié)合建筑所處區(qū)域的環(huán)境特征，注重建筑與環(huán)境的和諧共生。例如，在設計中，通過建筑帶動周邊環(huán)境進一步的協(xié)調(diào)發(fā)展?；蛘弑幸虻刂埔说幕驹瓌t，利用當?shù)噩F(xiàn)有的環(huán)境進行低碳設計；②在設計過程中，增強綠化意識，擴大綠色植被的覆蓋面積。與此同時，做好交通組織規(guī)劃工作，優(yōu)化城市環(huán)境布局，促使建筑環(huán)境與自然環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，達到低碳設計目標。

3.2 建筑物體型設計方面

通過促進空氣流通，可以有效控制采暖制冷方面的能源損耗，加強建筑體型和平面形式的科學合理性，更好地將低碳建筑設計理念落到實處。由于不同區(qū)域、不同建筑的體形系數(shù)不同。為此，在建筑設計過程中，設計人員需充分考慮體形系數(shù)對低碳環(huán)保的影響。在設計環(huán)節(jié)，應用性能穩(wěn)定性高、耐用性長久、能耗指標低、環(huán)境污染小的材料，體現(xiàn)建筑與室內(nèi)一體化的理念。

3.3 節(jié)能環(huán)保建材方面

通常來說，建筑材料是建筑設計與施工過程中能耗與污染的主要來源。部分建筑材料因為質(zhì)量存在問題，所以含有有毒性氣體，而這些氣體不僅會造成空氣污染，還會對人體健康構(gòu)成威脅。為此，在建筑設計過程中，選用可循環(huán)利用的材料至關重要。例如，采用紙管結(jié)構(gòu)與集裝箱構(gòu)成的Papertainer Museum，如圖1所示，拆除后的建材可以二次回收利用，達到節(jié)約資源，減少污染的目的?；蛘撸褂霉I(yè)化成品代替不可回收利用的建材，有效降低工程建設過程中的二氧化碳使用量。

圖1 Papertainer Museum 美術(shù)館

3.4 建筑空間利用方面

縮小建筑物的占地面積，提高建筑空間利用率是節(jié)約能源的關鍵舉措。對于大規(guī)模的住宅建筑來說，合理控制住房面積，可以在很大程度上降低工程能耗指標。在住宅建筑設計過程中，要充分考慮空間的靈活性，且注重建筑在不同時間階段的功能變化。一方面減少建筑垃圾排放量，另一方面延長建筑使用年限，壓縮建筑投資成本，提高能源的利用率。

3.5 自然采光設計方面

自然采光分為主動式自然采光和被動式自然采光兩類。其中，被動式自然采光設計受限于自然光源，利用日光起到室內(nèi)空間照明的作用。盡管被動式自然采光設計屬于一種較為傳統(tǒng)的設計方式，但節(jié)能效果不容小覷。但是被動式自然采光設計也存在一定的缺陷。如果區(qū)域出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣，就會嚴重影響室內(nèi)空間的照明，給居民的生產(chǎn)生活帶來不便。針對此，設計人員要加大技術(shù)研發(fā)投入，提高自然光利用率。

主動式自然采光設計是指依靠鏡面反射光線的原理，利用一些工具，如導光管、光纖等進行導光，棱鏡組傳光并通過衛(wèi)星發(fā)射鏡達到采光的目的。通常來說，主動式自然采光設計更加適用于地下建筑或未設置窗戶的采光效果較差的建筑。采用主動式自然采光設計方式，不僅可以讓居住者在室內(nèi)空間中享受陽光，優(yōu)化室內(nèi)空間環(huán)境品質(zhì)，還能在很大程度上降低用電量，減輕光污染，達到節(jié)能環(huán)保的目的。

3.6 圍護結(jié)構(gòu)設計方面

在建筑節(jié)能設計中，墻體的保溫性能至關重要。首先，在低碳建筑設計中，可以采用混凝土輻射采暖制冷的方式，保證內(nèi)墻的保溫隔熱效果達到預期。與此同時，采用混凝土輻射采暖制冷方式，還可以保持室內(nèi)空間環(huán)境溫濕度的平衡。在外墻設計時，混凝土輻射采暖制冷方式與擠塑聚苯板、聚苯乙烯泡沫板、巖棉板、膠粉聚苯顆粒保溫漿料等材料的共同使用，還可以增大外墻熱阻值，達到保溫隔熱的目的。

其次，在建筑圍護結(jié)構(gòu)中，門窗的保溫隔熱效果較差。針對此，設計人員可以使用鋁木復合型材及鋁合金斷熱型材，同時設計雙層中空玻璃。由此，改善門窗結(jié)構(gòu)的密封性，加強保溫隔熱效果。

最后，采用垂直綠化、太陽能集熱屋面、可控制的通風屋面等技術(shù)完成屋頂設計，如圖2 所示，達到降低熱島效應、保溫隔熱、節(jié)能環(huán)保的目的。

圖2 英國貝丁頓社區(qū)

3.7 新型能源利用方面

建筑是人類生產(chǎn)生活的重要場所。建筑能夠為人們的生產(chǎn)生活提供必要的能源和資源。由此，開展低碳建筑設計，也成為控制能源損耗，減輕資源浪費的重要途徑。在低碳建筑設計中，設計人員要高效應用太陽能、風能、地熱能、潮汐能等可再生清潔型能源。在部分建筑中，使用太陽能電池板可以蓄存太陽能，將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能和電能，供人們采暖和照明使用。

設計人員需選擇合適的低碳節(jié)能系統(tǒng)。由于南方城市全年持續(xù)高溫，對制冷電器設備的使用需求較大，而這也使得建筑物的電能損耗較高。針對此，設計人員可加強通風與隔熱設計，采用低能耗的電器設備；又由于北方城市四季分明，冬季低溫天氣持續(xù)時間較長，對建筑物保溫功能的要求較高。針對此，設計人員要選擇節(jié)能環(huán)保的保溫材料?？傊?，設計人員要根據(jù)當?shù)氐臍夂颦h(huán)境特征進行建筑設計，在滿足居住者實用性需求的基礎上，增強居住舒適度體驗效果，達到節(jié)能減排的目的。

4 結(jié)束語

綜上所述，針對我國的發(fā)展現(xiàn)狀，積極開展節(jié)能環(huán)保工作具有實際意義。為此，建筑設計人員應全面且深入地了解低碳理念的精髓，將低碳理念更好地應用于建筑設計中，由此推動整個建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，促進經(jīng)濟建設與生態(tài)文明建設的協(xié)同進步，貫徹落實可持續(xù)發(fā)展理念。