低碳理念下綠色建筑設(shè)計(jì)策略

劉 達(dá) 山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司

近年來，社會(huì)發(fā)展迅速，人們對(duì)低碳理念的認(rèn)知越來越充分，生活需求標(biāo)準(zhǔn)也明顯提升，很大程度上為推動(dòng)現(xiàn)代化的綠色建筑設(shè)計(jì)發(fā)展提供了充足的原生動(dòng)力。盡管現(xiàn)代化的技術(shù)與手段層出不窮，但事實(shí)上，現(xiàn)有的能源消耗依舊在持續(xù)[1]。因此，低碳理念下的綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐需進(jìn)一步深化發(fā)展，以此來促進(jìn)資源短缺問題得以解決，深度宣傳節(jié)約環(huán)保知識(shí)，增強(qiáng)人們的低碳環(huán)保意識(shí)。

1 低碳設(shè)計(jì)理念對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)的影響

1.1 減少能源消耗，提升建筑經(jīng)濟(jì)效益

所謂低碳設(shè)計(jì)理念，簡單來說，指的是實(shí)現(xiàn)人們需求優(yōu)化滿足的同時(shí)，盡可能降低能源消耗，將污染能源應(yīng)用中產(chǎn)生的危害控制在一定范圍內(nèi)的一種低能耗、低成本、低排放以及高效益的環(huán)境保護(hù)理念。其一，這種理念的經(jīng)濟(jì)效益明顯。由于建筑施工建設(shè)中的各類投入會(huì)產(chǎn)生一定能量損耗，使得建筑施工成本增加，較為常見的包括水電費(fèi)、建筑材料費(fèi)用等。但引進(jìn)低碳設(shè)計(jì)理念則能夠基于技術(shù)進(jìn)行改造，讓水、電等能源損耗下降，從長效發(fā)展角度來講，能夠產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。其二，這種理念能夠促進(jìn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)低碳設(shè)計(jì)理念與綠色建筑施工建設(shè)的有效融合，盡可能將外部生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為內(nèi)部成本，這一過程中所節(jié)省的耗能，又以施工成本的方式呈現(xiàn)，進(jìn)而達(dá)到建筑行業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)，推動(dòng)建筑行業(yè)的全面穩(wěn)定發(fā)展。

1.2 降低人體危害，提升人們消費(fèi)安全

傳統(tǒng)建筑施工的能源消耗在一定程度上對(duì)人們身體健康發(fā)展的危害極大。

一方面，具體的建筑室內(nèi)外施工中，很少考慮季節(jié)、氣候變化等對(duì)人們居住環(huán)境的重要影響，造成長期居住后居民身體健康深受影響。但是將現(xiàn)代化的低碳環(huán)保理念和綠色建筑設(shè)計(jì)理念引入其中，所選用材料多為無害或低危害材料，危害盡可能被控制在人體可接受的臨界點(diǎn)內(nèi)，這樣就能夠讓建筑室內(nèi)外設(shè)計(jì)及應(yīng)用的安全得以保障，進(jìn)一步提升建筑類產(chǎn)品的消費(fèi)安全。

另一方面，有關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，超過45%的慢性呼吸道疾病以空氣污染為主要致病因素，因此，低碳環(huán)保理念下的綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)將空氣質(zhì)量作為重要指標(biāo)之一。選擇高環(huán)保、高性能的綠色建筑材料，避免裝修過度造成室內(nèi)外有害氣體污染超標(biāo)，危害人們的身體健康。

1.3 改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會(huì)持續(xù)發(fā)展

隨著科技的不斷進(jìn)步，大自然對(duì)于人們的“發(fā)展反饋”也越來越明顯和激烈。而且很顯然，反饋的弊大于利。惡劣天氣和自然災(zāi)害頻發(fā)等都昭示著全球范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。其中，碳排放是造成全球生態(tài)環(huán)境急劇惡化的主要原因，這是因?yàn)镃O2過渡排放造成大氣層形成保溫氣層，阻隔了地面與大氣層之間的熱交換，造成地?zé)彷椛涫罩Р痪?。?duì)此，引入低碳環(huán)保理念和綠色建筑設(shè)計(jì)理念，能夠借助于更多高科技技術(shù)和理念，實(shí)現(xiàn)空氣污染與環(huán)境危害的弱化，讓人類的生存環(huán)境得以改善，還能實(shí)現(xiàn)CO2排放控制，降低城市霧霾污染，緩解自然災(zāi)害帶來的生存威脅，從而促進(jìn)社會(huì)的全面可持續(xù)發(fā)展。

2 低碳理念下綠色建筑設(shè)計(jì)的基本要求

2.1 實(shí)現(xiàn)組合優(yōu)化要求

前期思考與規(guī)劃中，需要研究建筑施工區(qū)域再生能源，如太陽能和風(fēng)能等，確保具體設(shè)計(jì)實(shí)踐中低碳環(huán)保理念的高效應(yīng)用和凸顯[2]。因此，設(shè)計(jì)師需要具備極強(qiáng)的資源組合優(yōu)化能力，科學(xué)合理運(yùn)用可再生能源，進(jìn)而確保在建筑建設(shè)及后期投產(chǎn)使用過程中能夠提升可再生能源利用率，環(huán)保降耗，減少對(duì)自然環(huán)境的危害和影響，這樣也更契合綠色低碳設(shè)計(jì)的初衷。

2.2 實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約要求

目前，能源短缺現(xiàn)象越來越突出，造成的供需矛盾越來越明顯。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的提升，人類對(duì)賴以生存的環(huán)境質(zhì)量要求更高，相應(yīng)環(huán)保規(guī)則與法律日漸嚴(yán)苛。為了保護(hù)環(huán)境，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生存需求，人類不得不在能源開發(fā)、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)換以及利用等環(huán)節(jié)投入更多的資源和科技力量，導(dǎo)致能源消耗的費(fèi)用迅速增加。低碳理念作為解決經(jīng)濟(jì)能源問題的重要指導(dǎo)思想，以節(jié)約能源為發(fā)展核心和目標(biāo)，與綠色低碳設(shè)計(jì)的初衷相契合[3]。

2.3 實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保要求

綠色環(huán)保是人類為保護(hù)自然而采取的系列行動(dòng)措施，在具體的建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，需要設(shè)計(jì)師應(yīng)用健康、無污染的材料與能源。材料選用時(shí)，應(yīng)關(guān)注以下兩個(gè)方面：一是全面檢測建材本身的環(huán)保要求契合度，不可為了節(jié)省成本而選用不合格材料，避免損害用戶健康與行業(yè)形象；二是關(guān)注建材因外部環(huán)境而造成的變質(zhì)，確保建材儲(chǔ)存、運(yùn)輸及應(yīng)用中的安全，避免將變質(zhì)材料用于建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，導(dǎo)致建筑安全質(zhì)量受影響[4]。

3 低碳理念下綠色建筑設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

3.1 低碳理念認(rèn)知不足

設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)要將低碳環(huán)保理念與綠色健康理念融入其中，真正實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)低碳、綠色、環(huán)保。這對(duì)于設(shè)計(jì)師自身而言極具挑戰(zhàn)性，需要設(shè)計(jì)師全面掌握項(xiàng)目可能存在的問題，并針對(duì)問題進(jìn)行設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，確保建筑設(shè)計(jì)具有較高的可操作性。但事實(shí)上，很多設(shè)計(jì)師對(duì)低碳理念了解并不全面，設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)中隨處可見傳統(tǒng)理念應(yīng)用的現(xiàn)象，或是綜合考慮不足，以偏概全，導(dǎo)致建筑整體效果受到影響[5]。因此，應(yīng)重視設(shè)計(jì)師的專業(yè)能力與理念認(rèn)知，其對(duì)于設(shè)計(jì)質(zhì)量具有十分重要的影響。

3.2 設(shè)計(jì)實(shí)踐存在問題

設(shè)計(jì)師在具體進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要保證真正貫徹落實(shí)綠色低碳設(shè)計(jì)理念，避免僅限于現(xiàn)有的單一理論知識(shí)基礎(chǔ)或單一設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，需要盡可能將理論與實(shí)踐完整銜接起來，基于實(shí)際的設(shè)計(jì)構(gòu)想，才能夠最終轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。具體的綠色建筑設(shè)計(jì)中，盡管設(shè)計(jì)師延續(xù)并堅(jiān)持綠色環(huán)保、低碳降耗以及新能源應(yīng)用等理念，并以其作為設(shè)計(jì)主旨，但事實(shí)上設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)僅限于對(duì)建筑項(xiàng)目的簡單了解，并沒有真正從實(shí)際情況出發(fā)，展開項(xiàng)目建設(shè)真實(shí)數(shù)據(jù)調(diào)查，導(dǎo)致設(shè)計(jì)最終成品與項(xiàng)目施工計(jì)劃之間匹配度不高，最終造成項(xiàng)目無法按時(shí)或按質(zhì)完成交工。

3.3 設(shè)計(jì)創(chuàng)新有所欠缺

創(chuàng)新是現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念中最重要的追求目標(biāo)，是基于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念、模式、方法以及材料應(yīng)用等所展開的進(jìn)一步拓展研究。設(shè)計(jì)師需要對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念較為熟悉，同時(shí)也需要具備較強(qiáng)的思維發(fā)展與拓展能力，只有二者兼顧才有可能推陳出新，其個(gè)人作品才能脫穎而出，煥發(fā)出新的設(shè)計(jì)生機(jī)。但事實(shí)上，關(guān)于創(chuàng)新，近些年更多的是外顯的呼聲與觀念，真正的實(shí)踐研究做得并不到位，設(shè)計(jì)師自身的知識(shí)更新和思維解放并不徹底，很多設(shè)計(jì)師的創(chuàng)新僅憑個(gè)人想象或經(jīng)驗(yàn)積累，并不能稱之為真正的創(chuàng)新，導(dǎo)致低碳環(huán)保理念沒有得到更好地實(shí)施。

4 低碳理念下綠色建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

所謂低碳理念下的綠色建筑設(shè)計(jì)，具體指的是建筑設(shè)計(jì)中全面依靠現(xiàn)代化綠色技術(shù)、能源及建材等所展開的設(shè)計(jì)，在降低能耗與污染、滿足人們使用需求方面功效顯著。

4.1 充分考慮光熱需求，優(yōu)化外形設(shè)計(jì)

對(duì)于低碳理念下的綠色建筑設(shè)計(jì)，一方面需要充分考慮光熱需要，要求設(shè)計(jì)師充分考慮建筑所選地理位置、光熱等以及周邊環(huán)境，基于現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)模擬計(jì)算工具對(duì)項(xiàng)目實(shí)際光照要求展開模擬計(jì)算，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)自然關(guān)照的最大限度利用，讓建筑使用中的采光與采暖效果更為突出。設(shè)計(jì)師不僅要在設(shè)計(jì)中融入建筑朝向、樓間距及具體地理位置、周邊環(huán)境等，對(duì)設(shè)計(jì)中的建筑光熱需求進(jìn)行綜合考評(píng)考量，要盡可能合理化地進(jìn)行建筑通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃，確保建筑投入使用后內(nèi)部產(chǎn)生的熱量能盡數(shù)排出，使建筑用戶減少室內(nèi)空調(diào)應(yīng)用，節(jié)能降耗。

另一方面需要充分優(yōu)化外形設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)師在具體建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用低碳環(huán)保的綠色設(shè)計(jì)理念。針對(duì)建筑外墻設(shè)計(jì)而言，應(yīng)該積極引入現(xiàn)代化的環(huán)保墻體結(jié)構(gòu)和新興技術(shù)，以便節(jié)能、減排、降耗。具體來講，材料、墻面形狀以及材料顏色等的搭配需堅(jiān)持“能量利用”原則。針對(duì)屋頂規(guī)劃設(shè)計(jì)而言，需要考慮到“冬保夏防”和美化的雙重作用。針對(duì)建筑窗戶設(shè)計(jì)而言，窗墻比的設(shè)計(jì)需確保保溫功能發(fā)揮，因此對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)應(yīng)以中空玻璃與鋁框?yàn)橹?，這樣不僅便于采光、采暖，而且便于控制消耗，實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保。而在具體的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)師應(yīng)積極學(xué)習(xí)和借鑒國內(nèi)外相關(guān)優(yōu)質(zhì)作品，加強(qiáng)低碳理念在建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用。

4.2 充分規(guī)劃節(jié)能空間，提升空間利用效率

建筑設(shè)計(jì)中，低碳理念不僅需要充分應(yīng)用于初級(jí)階段，而且需要進(jìn)一步滲透。對(duì)此，空間規(guī)劃與利用方面至關(guān)重要。

第一，設(shè)計(jì)師需要充分規(guī)劃節(jié)能空間。具體設(shè)計(jì)中，一方面需明確建筑的后期投產(chǎn)使用，不但要具備完整的使用功能，而且必須將建筑與生態(tài)環(huán)境全面融合，讓建筑與自然之間能夠和諧發(fā)展，讓建筑既不破壞周圍自然環(huán)境，又能夠和自然環(huán)境相得益彰。另一方面，還需要對(duì)建筑面積進(jìn)行科學(xué)合理控制，盡可能減少建筑資源浪費(fèi)現(xiàn)象。規(guī)劃節(jié)能低碳空間可以降低能耗，實(shí)現(xiàn)低碳設(shè)計(jì)。

第二，充分提升建筑空間利用效率。現(xiàn)實(shí)的建筑資源應(yīng)用中，不同用戶對(duì)建筑空間的應(yīng)用需求千差萬別。為了保證建筑設(shè)計(jì)的低碳環(huán)保，同時(shí)盡可能滿足更多建筑用戶的多樣化需求，設(shè)計(jì)師在具體建筑設(shè)計(jì)過程還要充分考慮建筑不同空間的功能需求。首先基于設(shè)計(jì)，確保建筑空間應(yīng)用中的安全舒適性；其次基于建筑質(zhì)量，確保工程項(xiàng)目整體造價(jià)得以控制；再次確保所選擇方式的科學(xué)合理性，保證建筑空間利用效率提升，為建筑企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益；最后針對(duì)特殊地區(qū)，確保建筑空間設(shè)計(jì)功能的靈活性和完備性。

4.3 充分借助現(xiàn)代技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展，無論簡單亦或是復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)成都已經(jīng)無法充分滿足建筑市場的發(fā)展需求，設(shè)計(jì)與施工整體難度也在不斷增加?；谶@一現(xiàn)狀，在應(yīng)對(duì)具體的復(fù)雜設(shè)計(jì)與施工環(huán)境時(shí)，既要重視低碳環(huán)保理念的解讀與應(yīng)用，又要引入現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及云處理技術(shù)等，將現(xiàn)代化新興數(shù)字信息技術(shù)優(yōu)勢盡數(shù)顯現(xiàn)出來。通過此類技術(shù)構(gòu)建完善的智能設(shè)計(jì)框架體系，將具體建筑項(xiàng)目作為目標(biāo)，以直觀展示的方式呈現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)方案與對(duì)應(yīng)模型，為設(shè)計(jì)師獲取數(shù)據(jù)和形成對(duì)比提供便利，通過多方討論或驗(yàn)證，使設(shè)計(jì)方案更具存在價(jià)值。

另外，建筑設(shè)計(jì)智能框架體系構(gòu)建中還可以充分引入樓宇監(jiān)管控制系統(tǒng)，為低碳環(huán)保理念的具體項(xiàng)目應(yīng)用提供更多的借鑒思路。此外，現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用離不開現(xiàn)代化專業(yè)人才，設(shè)計(jì)單位需重視人才培養(yǎng)。在建筑設(shè)計(jì)中，可以通過現(xiàn)代化的新興技術(shù)與設(shè)備對(duì)溫、光、空氣等進(jìn)行合理計(jì)算與規(guī)劃，確保建筑內(nèi)外部環(huán)境得到全面優(yōu)化。

當(dāng)下，空調(diào)已經(jīng)成為居家必備用品，基于空調(diào)進(jìn)行室溫調(diào)節(jié)會(huì)讓用戶倍覺舒適，但長時(shí)間使用空調(diào)會(huì)對(duì)建筑用戶身體健康造成嚴(yán)重影響。另外，空調(diào)屬于大功率家電，耗電量大，與當(dāng)前倡導(dǎo)的節(jié)能降耗發(fā)展理念相違背。因此為了讓居住環(huán)境更加舒適自然，需要發(fā)掘利用自然資源，以全面滿足用戶日常生存發(fā)展需求。室外環(huán)境也應(yīng)盡可能與建筑地理位置緊密結(jié)合起來，設(shè)計(jì)合理，確保建筑自然通風(fēng)與采光。具體施工中，還可以借助現(xiàn)代化的保溫材料來避免室溫上升。同時(shí)，應(yīng)盡可能分析當(dāng)?shù)貧夂蜃兓?，最大化利用綠色可再生能源。

4.4 充分選擇綠色材料，利用綠色能源

低碳理念下的綠色建筑設(shè)計(jì)要得到全面實(shí)踐，新型、綠色環(huán)保建材的應(yīng)用也是極為重要的環(huán)節(jié)，這些建材的使用可以減少環(huán)境污染和能源消耗。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)所選用設(shè)計(jì)及施工材料中多含有甲醛、一氧化碳等污染物，輕則造成環(huán)境污染，重則造成建筑用戶身體健康受到威脅。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)及施工材料審美功能、應(yīng)用性能等也與現(xiàn)代化的新型、綠色建筑材料有明顯差距。設(shè)計(jì)師為了盡可能滿足工程規(guī)劃建設(shè)需求，會(huì)增加建材數(shù)量，大量建材的堆積使用會(huì)產(chǎn)生更多建筑垃圾與污染，無論選用填埋還是焚燒處理方式，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的危害。

基于此，現(xiàn)代化建筑設(shè)計(jì)必須選用綠色的、可實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)的建筑材料，如草墻紙、塑料金屬復(fù)合管、太陽能照明、生物乳膠漆等。此類材料在滿足建筑質(zhì)量要求、節(jié)能降耗、控制污染、提高資源利用率以及提升項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益等方面優(yōu)勢明顯，效能突出。而除了新型的、綠色的環(huán)保建材，基于低碳理念下的綠色建筑設(shè)計(jì)中還可以應(yīng)用綠色能源。近些年，關(guān)于風(fēng)能、太陽能等可再生能源的研究與應(yīng)用極其廣泛，現(xiàn)代化的低碳環(huán)保建筑設(shè)計(jì)中也可以引入此類能源。

將建筑項(xiàng)目與當(dāng)?shù)刈匀坏乩項(xiàng)l件緊密結(jié)合起來，通過對(duì)節(jié)能體系進(jìn)行科學(xué)選擇，實(shí)現(xiàn)綠色能源的合理應(yīng)用。如果涉及建筑應(yīng)用中的保溫性能，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)就可以積極探索借助于綠色能源達(dá)到目的的可能性，降耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染與二氧化碳排放的有效控制。在建筑設(shè)計(jì)的其他方面，可以科學(xué)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(fēng)能等實(shí)施建筑低能耗工程，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)提高建筑設(shè)計(jì)的整體水平。

5 結(jié)語

社會(huì)發(fā)展至今，低碳理念日漸深入人心，與建筑設(shè)計(jì)聯(lián)系更為緊密。設(shè)計(jì)者需基于自身實(shí)力，將低碳理念貫穿于建筑設(shè)計(jì)全過程，切實(shí)研究低碳環(huán)保建筑實(shí)現(xiàn)辦法，盡可能為人們提供充滿現(xiàn)代化氣息與功能完善的居住環(huán)境。同時(shí)，還應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到某種理念的倡導(dǎo)與應(yīng)用，不僅是行業(yè)與行業(yè)內(nèi)從業(yè)人員的職責(zé)所在，而且是國家相關(guān)部門及社會(huì)需要共同關(guān)注與倡導(dǎo)的內(nèi)容。低碳環(huán)保理念下的綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐既需要相關(guān)政府部門提倡與宣導(dǎo)，又需要社會(huì)監(jiān)督與推動(dòng)，以此來建造出符合人們健康需求的綠色居住空間，進(jìn)而促進(jìn)我國節(jié)能環(huán)保事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。