淺談低碳概念下的建筑設(shè)計應對策略

董興珍

（江西省桂能綜合設(shè)計研究院有限公司，江西 宜春 336000）

1 低碳建筑設(shè)計的價值

現(xiàn)代城市體系中碳排放的主要構(gòu)成為建筑碳排放近60%、車輛碳排放30%與其他碳排放。相較于多種措施控制的交通領(lǐng)域，建筑領(lǐng)域碳排放控制措施較為稀少，但建筑才是城市生態(tài)系統(tǒng)中最為主要的碳排放來源［1］。日本相關(guān)研究表明，在建筑領(lǐng)域追加5%的經(jīng)濟投入，減排效果可以達到40%左右，且對于業(yè)主使用體驗也有一定的提升。

2 低碳設(shè)計的核心因素

低碳建筑從本質(zhì)上來說通過多種設(shè)計優(yōu)化，盡可能控制建筑建設(shè)與使用進程中的碳排放數(shù)量。在這種思想指導之下，低碳設(shè)計的核心因素主要有：

第一，節(jié)能材料。即在設(shè)計過程中盡可能多的使用環(huán)保材料。相關(guān)工程數(shù)據(jù)表明每一立方米的木質(zhì)材料，相較于混凝土材料可減少0.7噸左右的碳排放數(shù)量，整個建筑生命周期節(jié)能效率約為25%。因此，建筑設(shè)計過程中節(jié)能材料的選擇是低碳建筑的核心因素之一。需要注意的是，節(jié)能材料含義十分廣泛，不僅僅是對低碳排放做出貢獻的材料種類，材料設(shè)計也在該范疇內(nèi)，如現(xiàn)階段存在的造價較高、但可以將室外光直接用于室內(nèi)照明合金玻璃。

第二，環(huán)境要素。不同于與低碳直接關(guān)聯(lián)的“環(huán)境”，低碳建筑設(shè)計中環(huán)境要素指建筑物內(nèi)環(huán)境。即在低碳設(shè)計過程中不能夠以犧牲業(yè)主建筑物使用體驗為代價控制碳排放量，而是以材料與工藝優(yōu)化的手段，分析現(xiàn)有建筑物內(nèi)環(huán)境構(gòu)建的基礎(chǔ)上，如何控制能源消耗，實現(xiàn)碳排放的控制。

第三，空間要素?？臻g要素可以說是低碳建筑設(shè)計中的核心方式之一，即通過建筑物的空間調(diào)整，實現(xiàn)如外部光照高效利用、內(nèi)部氣體循環(huán)優(yōu)化等建筑物使用階段碳排放控制?，F(xiàn)代設(shè)計理念下，低碳理念主導的空間設(shè)計與用戶體驗決定的空間設(shè)計具備高度統(tǒng)一性，可以很好的進行結(jié)合。

3 低碳建筑設(shè)計的實踐

雖然低碳建筑在我國發(fā)展稱不上成熟，但在日本、德國等自身持有資源缺失嚴重的國家努力之下，低碳建筑設(shè)計理念已經(jīng)取得了不錯的發(fā)展成果［2］。如上文論述的5%追加投入獲取40%的碳排放控制便是日本設(shè)計師研究成果。以國外成熟設(shè)計經(jīng)驗為參考，低碳建筑設(shè)計的主要思路為：

3.1 環(huán)境協(xié)調(diào)性

主要指建筑設(shè)計中充分考量周邊環(huán)境特征，盡量減少建筑物建設(shè)對已有環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，提升建筑設(shè)計與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，充分利用周邊環(huán)境因素對建筑物性能進行調(diào)節(jié)，減少建筑物使用產(chǎn)生的能源消耗，進而控制碳排放。同時，建筑設(shè)計過程中要注重周邊綠化，現(xiàn)代低碳建筑設(shè)計理念中通常會在樓頂與各層空余位置增設(shè)植物，對建筑物內(nèi)部溫度進行調(diào)節(jié)，減少空調(diào)等設(shè)備的使用頻率，實現(xiàn)碳排放控制。

3.2 環(huán)保材料的應用

環(huán)保材料最為突出的特征為綠色與可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)建筑工程中大量使用的混凝土材料具備生產(chǎn)能源消耗大、周邊環(huán)境影響嚴重等多種缺陷，是建筑物施工中碳排放最為主要的來源。環(huán)保材料的使用是低碳建筑設(shè)計中最為有效的手段之一。其中較為極端的發(fā)展是部分設(shè)計人員利用集裝箱拼接形成的超低碳建筑物，當然這種設(shè)計理念存在許多缺陷，不具備推廣應用的價值。低碳建筑設(shè)計中的合理做法為盡可能多的使用環(huán)保材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑材料，如上文提及的木質(zhì)材料部分替代混凝土結(jié)構(gòu)；硅藻泥等代替?zhèn)鹘y(tǒng)高污染油漆；大面積使用可循環(huán)利用裝飾材料等。

3.3 空間設(shè)計

低碳理念下建筑物空間設(shè)計的主要思路包含兩項內(nèi)容：第一，通過室內(nèi)空間調(diào)節(jié)加強建筑物能源利用效率，如以空間通透性增加的模式增強太陽光照射面積，減少室內(nèi)照明消耗的能源，進而實現(xiàn)碳排放控制。但該種措施使用需要注意的是，建筑物采光的同時需要做好防曬措施，以保證建筑物使用價值最大化，二者共同實現(xiàn)的最佳方式是采光遮陽玻璃的使用；第二是通過提升建筑物空間容積率的模式，變相增加建筑物的使用價值與使用壽命，以減少工程數(shù)量的思路實現(xiàn)碳排放控制。

3.4 清潔能源的使用

清潔能源使用也是低碳建筑設(shè)計的核心思路之一，即通過建筑物之上增設(shè)適合環(huán)境條件的能源轉(zhuǎn)化設(shè)備用以部分供給建筑物自身的消耗。以德國為例，其通過大面積建筑物頂端增設(shè)太陽能電池板，并統(tǒng)一接入電網(wǎng)的模式，實現(xiàn)民用電能過半自我供給，有效減少了建筑物使用過程中的碳排放數(shù)量。我國環(huán)境中，由于自然條件的多樣，清潔能源利用形式更加豐富，如風力資源提供電能、地熱資源建筑物供暖等。設(shè)計人員要結(jié)合基礎(chǔ)條件合理展開規(guī)劃，盡可能多的控制建筑物碳排放。

3.5 外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心思路為墻體保溫措施，即將建筑物構(gòu)建成為一個與外界能源交換效率極低的獨立個體。墻體保溫板鋪設(shè)與墻芯保溫等措施的綜合運用降低熱能自然散失。同時，建立固定的通道對室內(nèi)熱能進行收集，并將其再次利用到室溫調(diào)控之中。減少建筑物生命周期中空調(diào)設(shè)備使用的數(shù)量，實現(xiàn)碳排放控制，提升建筑物的環(huán)保性能，為生態(tài)凈化與可持續(xù)發(fā)展事業(yè)做出貢獻。

4 結(jié)語

低碳概念下建筑設(shè)計的核心便是減少建筑建設(shè)及使用的碳排放數(shù)量，是一項貫穿建筑物整個生命周期的理念，建筑物使用年限也在低碳設(shè)計的考量范圍之內(nèi)。設(shè)計人員需要充分了解建筑區(qū)域條件，并從空間、材料、清潔能源使用等多個方面進行低碳設(shè)計，盡可能控制碳排放，為我國環(huán)保事業(yè)做出貢獻。