低碳概念下的建筑設計策略運用

梁效銘，李錫濤

（中國建筑第二工程局有限公司華東公司）

1 低碳理念在建筑設計中的必要性分析

1.1 低碳設計是建筑設計企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路

低碳綠色理念是目前建筑行業(yè)發(fā)展最重要的指導思想之一，建筑企業(yè)都在積極進行低碳設計的研究，響應國家綠色低碳發(fā)展的號召，提高工程建設水平。對建筑工程項目來說，設計是龍頭，是項目最重要的基礎，設計的質量直接影響工程項目的水平。設計單位應順應創(chuàng)新趨勢，在設計階段全過程中融入低碳理念，促進設計規(guī)劃和方案在后期施工階段發(fā)揮作用，提高企業(yè)發(fā)展的核心競爭力。

1.2 在設計階段引入創(chuàng)新低碳理念可以提高經(jīng)濟效益

目前，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，城市居民的生活質量也日益提高，人們開始對居住的生態(tài)、健康、環(huán)保等方面提出要求。在建筑設計中應用新材料和新技術，進行綠色、節(jié)能設計，貫徹低碳理念，將更高標準的創(chuàng)新型項目推向市場，吸引更多消費者，可以大大提高企業(yè)的經(jīng)濟效益[1]。

2 低碳設計的基本要求和原則

2.1 優(yōu)化能源組合

在基于低碳理念進行設計時，需要保證建筑的低碳環(huán)保，合理使用光伏、風能等新型綠色能源。經(jīng)過對能源的優(yōu)化組合，控制建筑項目的整體碳排放量，降低污染，減少對自然環(huán)境的影響。

2.2 能源節(jié)約

在引入綠色能源的同時，還需要考慮能源的節(jié)約問題。可以將墻體溫度設計作為低碳設計的重點，設計師綜合考慮建筑的通風及保溫性能，基于低碳理念，利用自然風及太陽光，實現(xiàn)內部溫度的調控。同時，應盡可能使用新型節(jié)能環(huán)保建材，降低建筑在后期使用時能源的消耗，達到節(jié)能效果。

2.3 健康環(huán)保

在選擇建筑材料時，需遵循綠色環(huán)保的要求，盡可能選擇天然材料。同時，設計師要熟悉建材的特性和功能，避免有害材料的使用；即使是某些天然物質，使用前也必須經(jīng)過專業(yè)處理，質量等方面要符合國家檢測標準。

3 低碳理念下建筑設計策略應用研究

低碳理念下的建筑設計是指在設計階段（見圖1），綜合應用綠色建筑技術、新能源材料和新型環(huán)保建材，有效降低能源消耗和污染物排放，為人們營造生態(tài)、宜居建筑空間的建筑設計。

圖1 低碳建筑結構示意圖

3.1 充分考慮陽光和熱量需求

基于低碳理念的建筑設計，在初級階段就需要設計師充分考慮項目所處的地理位置及環(huán)境，依據(jù)項目的實際光照要求，通過計算模擬實現(xiàn)對自然光的充分利用，將陽光最大化應用在室內采光和采暖中。設計師要充分結合建筑的朝向、樓間距、建筑地理位置、建筑周邊環(huán)境影響等因素進行綜合考量。例如，在夏季，為了降低建筑吸收的熱量，可以在屋頂設置自動化的遮陽棚，阻擋烈日的暴曬。合理規(guī)劃通風系統(tǒng)，將建筑內的熱量排出，盡量減少室內空調的使用，降低能耗。冬季時，通過對建筑結構、層次和布局的合理調整，增大陽光照射面積，幫助保持室內溫度[2]。

3.2 規(guī)劃節(jié)能低碳空間

低碳理念需要滲透到建筑設計的各個階段。建筑在具有完整使用功能的同時，還需要將建筑與生態(tài)環(huán)境融為一體，實現(xiàn)建筑與自然的和諧發(fā)展，使建筑既不破壞自然環(huán)境，又與自然環(huán)境相得益彰。同時，要科學控制建筑面積，減少建筑資源的消耗。建筑空間的有效利用不僅可以延長建筑的使用壽命，還可以減少建筑資源的浪費。規(guī)劃節(jié)能低碳空間可以降低能耗，實現(xiàn)低碳設計。

3.3 合理使用綠色建筑技術

為了優(yōu)化建筑內外環(huán)境，對室內環(huán)境問題，如溫度、采光、空氣質量等進行合理規(guī)劃?？照{調節(jié)室內空氣溫度會讓人感覺舒適，但長期使用會對身體健康產(chǎn)生影響，而且空調系統(tǒng)的耗電量很大。因此，為了營造舒適的自然居住環(huán)境，溫度、采光、空氣流通都可以充分利用自然能源，滿足居民的日常生活需要。室外環(huán)境應與建筑的地理位置相結合，設計應合理，保證建筑的自然通風和自然采光。在施工過程中，可采用新型保溫材料避免室內溫度上升。同時，應盡可能分析當?shù)貧夂蜃兓?，最大化利用綠色再生能源，實現(xiàn)綠色建筑的基本理念。

3.4 合理選擇綠色建筑材料

在建筑設計中應用低碳理念，積極使用新型綠色環(huán)保建材是必不可少的一部分。綠色環(huán)保建材可以減少對環(huán)境的污染和能源的消耗。在傳統(tǒng)的建筑工程中，設計和施工階段選擇的材料很多都含有甲醛、一氧化碳等有毒污染物，對環(huán)境和人身安全產(chǎn)生威脅。同時，傳統(tǒng)的工程材料應用性能與現(xiàn)今不斷研發(fā)的新型建材相比有較大差距。為了滿足工程規(guī)劃建設需求，設計師大都會通過增加建材數(shù)量的方法，導致大量建材的使用，產(chǎn)生了更多建筑垃圾，無論是使用填埋還是燃燒的方式處理，都會對環(huán)境造成嚴重污染。

因此，必須選擇新型綠色建筑材料，實現(xiàn)材料的良性循環(huán)應用。例如，新材料保溫板和防水材料等。這些新材料既可以滿足建筑質量的要求，減少能源消耗，控制環(huán)境污染，還能使設計師充分利用項目周邊資源，提高資源利用率，減少材料消耗和浪費，保證項目的經(jīng)濟效益[3]。

3.5 建筑外形設計優(yōu)化

在低碳理念下，建筑設計需要注重建筑外形的優(yōu)化。例如，在外墻設計中，積極引入新結構、新技術，降低能耗，滿足節(jié)能減排的要求。在墻面造型中，材料的選擇、形狀和色彩的合理搭配應考慮能量的利用。在屋頂建筑的規(guī)劃設計中，屋頂綠化的種植方式既能防止夏季高溫，又能起到冬季保溫的作用，同時起到美化環(huán)境的效果。在窗戶的規(guī)劃設計中，窗墻比的設計多選擇中空玻璃和鋁框的窗戶進行保溫，這不僅符合室內照明和采暖的設計要求，還可以有效控制能耗，滿足低碳理念。建筑外形優(yōu)化設計直接關系到建筑能耗。設計師必須積極借鑒國內外優(yōu)秀的設計案例，加強低碳理念在建筑設計階段的應用。

3.6 基于低碳設計，增大空間利用率

人們對建筑空間有不同的需求，為了減少碳排放和環(huán)境污染，設計師在設計過程中必須考慮不同功能空間的不同需求。具體建造中，首先要以設計為導向，注重建筑空間的安全性和舒適性，其次要控制工程項目的整體造價。采取合理方式提高建筑空間利用效率是提高經(jīng)濟效益的重要途徑。在人口密集、可用地相對較少的地區(qū)，通過靈活設計不同的建筑空間，可以解決這一問題。

3.7 科學使用綠色能源

現(xiàn)代低碳建筑設計應充分利用當?shù)乜稍偕Y源，結合自然地理條件，科學選擇節(jié)能體系，合理利用能源。設計師要考慮到建筑的保溫性，積極探索在建筑供暖過程中使用新能源的可能性，進而降低能耗，控制環(huán)境污染和二氧化碳排放。在建筑設計的各個方面，科學利用可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，高效利用清潔可再生的太陽能、風能等，實施建筑低能耗工程，在保護環(huán)境的同時，提高建筑設計的整體水平。

3.8 建筑智能化、數(shù)字化設計

在實踐中，無論是簡單的建筑結構形式還是復雜的建筑結構形式，面對當前日益增長的市場需求，整體設計難度在不斷增大。在應對復雜設計時，滿足低碳設計理念，要積極利用計算機信息技術、BIM技術等新興數(shù)字技術的優(yōu)勢，通過構建智能設計框架系統(tǒng)，以建設項目為目標，對設計方案和建筑信息模型進行直觀展示，便于設計師調查和對比分析設計方案，探討方案是否符合低碳建筑的價值。建筑智能化設計可以從樓宇控制系統(tǒng)入手，進行節(jié)能減排，這對低碳理念在實際項目中的應用具有很高的借鑒價值，設計單位應該從資金和技術人才等方面給予有效支持。

4 結語

綜上所述，在遵循低碳設計原則的基礎上，利用規(guī)劃手段，結合綠色能源，依托綠色建筑技術和綠色建材進行建筑空間的數(shù)字化、智能化節(jié)能改造和設計，可從根本上降低建筑物的能耗，提高資源循環(huán)利用率，打造科學、合理的低碳節(jié)能建筑空間。