低碳建筑設計理念在建筑規(guī)劃設計中的運用研究

李莉

（菏澤市規(guī)劃建筑設計研究院有限公司，山東 菏澤 274000）

1 引言

隨著人們環(huán)保意識的增強，節(jié)能減排、綠色環(huán)保成為各行業(yè)發(fā)展的新趨勢。在建筑的規(guī)劃設計中同樣需要順應時代變化趨勢，積極踐行各類低碳、環(huán)保設計理念。因此，本文就如何利用低碳設計理念創(chuàng)新建筑規(guī)劃設計思路展開分析。

2 低碳建筑設計理念相關概念

低碳建筑設計理念是在城市建筑設計中，通過協(xié)調(diào)建筑物和自然環(huán)境的關系，控制建筑工程項目建設中資源的使用量，降低二氧化碳的排放量。建筑規(guī)劃設計中，落實低碳建筑設計理念的關鍵在于設計低碳建筑，以及建筑與周圍環(huán)境的和諧相處[1]。

3 建筑規(guī)劃設計中低碳建筑設計理念的意義

3.1 有利于減少能源消耗

建筑行業(yè)發(fā)展中，建筑物施工建設、后期使用都會消耗大量的能源、資源，同時會造成較為突出的環(huán)境污染問題。建筑物投入使用后，不僅會產(chǎn)生大量的生活垃圾、廢棄垃圾、工業(yè)垃圾，并且保溫、通風、采光都會產(chǎn)生能源損耗。但在低碳建筑設計理念的實施中，相關人員可從建筑規(guī)劃設計階段強化建筑物的節(jié)能性，并以環(huán)境保護、節(jié)能減排為方向，優(yōu)化建筑整體設計，從多個角度入手，控制建筑物損耗的能源量與資源量，減少建筑物造成的環(huán)境污染[2]。

3.2 有利于促進環(huán)境與建筑的融合

現(xiàn)代建筑設計中，部分設計者更為強調(diào)建筑空間的使用功能以及建筑設計的美觀性，忽視了建筑與周圍環(huán)境的相互融合，使建筑的建設破壞了原有自然環(huán)境，甚至會造成較多的資源浪費?；诘吞冀ㄖO計理念，相關人員應以低碳環(huán)保為核心，重視建筑物與環(huán)境的深度融合，協(xié)調(diào)好二者的關系，減少建筑物對環(huán)境產(chǎn)生的破壞。比如，在對建筑物進行低碳設計時，可運用節(jié)能、環(huán)保型材料，以及各類綠色、節(jié)能技術，控制建筑物使用、建設過程中的碳排放量，使建筑物與周圍生態(tài)系統(tǒng)和諧相處。

4 新時期建筑低碳規(guī)劃設計的現(xiàn)狀分析

目前，我國低碳建筑設計理念的實施尚處于探索階段，低碳設計相關的技術手段均處于完善時期。但國家及相關部門已經(jīng)出臺GB/T 50378—2019《綠色建筑評價標準》、DB13(J)/T 263—2020《被動式超低能耗公共建筑節(jié)能設計標準》《綠色建筑行動方案》（國辦發(fā)〔2013〕1號）等，對融入低碳建筑設計理念的建筑設計、評價給出明確規(guī)定。2016年國務院發(fā)布《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》（國發(fā)〔2016〕74號），提出“開展超低能耗及近零能耗建筑試點”，2017年住建部發(fā)布《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出“積極建設超低能耗建筑……在具備條件區(qū)域集中、連片建設低能耗建筑建設試點”，2021年《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》同樣提出“各地應積極開展低能耗建筑、低碳排放等重大項目的示范工作”。

在此背景下，各地建設低碳環(huán)保型、綠色節(jié)能型建筑的意識逐漸增加，我國各地低碳建筑數(shù)量明顯增加。相關人員基于我國能源結(jié)構(gòu)、氣候特點，積極建立低能耗建筑技術體系。同時提出通過氣候特征、建筑場地條件，充分利用自然通風、太陽能資源，以及高效能源設備，控制建筑使用后供暖、空調(diào)、照明所產(chǎn)生的能耗，建設低碳建筑。然而從整體來說，建筑規(guī)劃設計中部分設計人員在設計低碳建筑時，過于強調(diào)建筑建設階段的技術節(jié)能，忽視了設計時期的低碳設計，使當前時期的多數(shù)建筑物成為利用節(jié)能施工技術、節(jié)能材料堆砌而成的低碳建筑，但建筑物整體規(guī)劃設計與周圍環(huán)境、氣候不適應，低碳節(jié)能程度有限。

5 低碳建筑設計理念的運用思路

5.1 建筑空間布局

低碳建筑規(guī)劃設計中，建筑物空間的高效利用可以降低對建筑面積的需求。在規(guī)劃設計低碳建筑群時，相關人員在建筑空間布局設計時還應注重建筑空間的充分利用，通過建筑空間利用率的提升，減少建筑總面積，控制建造階段的能耗。

在合理選址的基礎上，通過實地勘測分析建筑建設區(qū)域的氣候條件，通過建筑空間布局打造微型氣候。然后結(jié)合低碳建筑的技能要求、環(huán)保特性等對建筑外部空間進行規(guī)劃設計。如栽植適宜生長的植被、樹木，提升建筑周圍綠色植物的覆蓋率，使其在起到降噪、防塵、遮光作用的同時，改善建筑外部環(huán)境中的空氣質(zhì)量。樹木與建筑相依相融后，建筑物會變成天然空氣過濾器、濕度調(diào)節(jié)器，成為“會呼吸的房子”，自然地與周圍環(huán)境相處。

結(jié)合建筑建設區(qū)域的環(huán)境系數(shù)，確定建筑物朝向、體型，然后通過改變建筑物形體結(jié)構(gòu)的方式有效地利用自然風、自然光，從而控制建筑物使用階段的能耗。對建筑外部空間進行布局時，應將低碳建筑設計理念，適當延伸至建筑外部的公共空間，使其與建筑內(nèi)部空間有效過渡，營造可調(diào)節(jié)建筑周圍環(huán)境的氣候緩沖帶，以此平衡好建筑物與內(nèi)外部環(huán)境的關系。

5.2 建筑場地設計

建筑場地規(guī)劃設計時，還應按照建設區(qū)域的地形地貌、地質(zhì)條件，因地制宜地設計建筑場地。在此過程中，可以低碳建筑設計理念為核心，加強建筑場地規(guī)劃設計中的資源控制。在建筑場地設計中，應充分考慮原始場地的地貌特征，通過貼合建設環(huán)境的場地設計減少后期建設中的土石方量，控制土石方工程中的資源使用量，確保建筑場地、建筑物外部空間布局的吻合性。比如，利用場地本身的高差改變建筑物日照間距，以此利用原有的自然資源、場地地形對建筑物進行低碳設計。

5.3 建筑選址

建筑規(guī)劃設計中，選址是落實低碳建筑設計理念的基礎工作，選址的合理性直接影響著建筑物與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性，同時有利于促進可再生能源的高效利用。

1）正式規(guī)劃設計建筑物時，應全面地調(diào)查建設環(huán)境，選擇光照充足、自然風能強的地區(qū)。

2）建筑選址時，還應全面分析建筑周圍、建設區(qū)域的氣候條件，然后結(jié)合建筑建設區(qū)域周圍環(huán)境系數(shù)，精準計算低碳建筑空間設計要求，分析建設低碳建筑的可行性。確定部分場址后，還應通過對比分析后期建筑使用、建設后的節(jié)能程度，篩選出最利于低碳建筑設計的場地。

3）低碳建筑選址還應考慮城市規(guī)劃設計。低碳建筑設計理念指導下，控制資源的利用率是建筑規(guī)劃設計的關鍵，相關人員還應結(jié)合資源節(jié)約型城市的規(guī)劃方案，分析建筑選址、規(guī)劃設計時建筑物與城市規(guī)劃的契合度，以及建筑物建設、使用后的資源利用情況。

5.4 建筑內(nèi)部設計

建筑內(nèi)部設計中低碳建筑設計理念可應用在多個方面，具體包括建筑墻體設計、門窗設計等。墻體設計時，相關人員應結(jié)合建筑的微氣候特點，選擇低碳環(huán)保的材料，同時根據(jù)低碳建筑設計標準，將墻體保溫系數(shù)、隔熱系數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，使建筑墻體在防潮、保溫、隔熱的過程中減少能耗或污染。

1）建筑墻體設計中可按照低碳建筑設計理念的節(jié)能減排要求設計捕風墻。比如，設計人員將陽臺開口設計在建筑物兩側(cè)后，可將擋風墻設計在建筑兩側(cè)墻體上，讓建筑物通風結(jié)構(gòu)呈開口狀，可以有效捕捉自然風，使自然風經(jīng)陽臺進入建筑空間內(nèi)，改善建筑物內(nèi)部的通風條件。

2）設計人員可通過設計雙層外墻系統(tǒng)突出建筑圍護結(jié)構(gòu)的低碳節(jié)能性。外墻是隔離建筑物內(nèi)外部環(huán)境的分界線，其設計效果會直接改變建筑生態(tài)系統(tǒng)、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。在低碳建筑設計理念影響下，外墻設計應以減少室內(nèi)熱損失、高效利用太陽能、滿足自然光照條件、控制室內(nèi)熱輻射為基礎。雙層外墻的熱學性能良好，使墻體在滿足通風需求的同時，可以將空氣腔中的氣壓從室內(nèi)抽離，然后吸收太陽輻射，避免出現(xiàn)熱輻射過度的情況，為建筑物提供不同的采光、通風、熱輻射控制服務。

3）門窗設計中低碳建筑設計理念的核心同樣在于綠色節(jié)能材料的使用。相關人員可基于低碳建筑設計理念，選用高保溫性材料，將其填充到窗框間隙內(nèi)。設計門窗圍護結(jié)構(gòu)時，同樣可應用環(huán)保型高保溫性材料，規(guī)范地對窗戶外側(cè)進行保溫處理，同時填堵相關部位的縫隙以此增強門窗結(jié)構(gòu)的密封性、保溫性，將低碳建筑設計理念落到實處[3]。

5.5 建筑平面及體型設計

建筑體型設計中，實施低碳建筑設計理念時，應重視建筑物體型系數(shù)的控制。建筑物體型系數(shù)是指建筑與室外環(huán)境接觸后，其表面積、環(huán)境所包圍面積的比值。一般情況下，建筑物體型系數(shù)越大，建筑物所需的能耗會增多。因此，為踐行低碳建筑設計理念，控制建筑能耗，還應通過建筑體型的合理設計，減小建筑物體型系數(shù)。而影響建筑物體型系數(shù)的主要因素包括建筑進深、建筑層高、建筑總高度、建筑形狀等，設計人員應結(jié)合實際情況，轉(zhuǎn)變建筑規(guī)劃設計思路。

如圖1所示，該建筑物在低碳設計時，利用建筑頂層的透光天頂作為建筑物內(nèi)部的自然采光，從而降低因為室內(nèi)照明造成的能源消耗。溫度較高時，熱風經(jīng)過建筑物周圍的陰涼位置后，會被冷卻降溫并產(chǎn)生冷氣流，而建筑體型的收分設計能夠使冷氣流上升，帶走室內(nèi)熱量。冷氣流到建筑物頂部時，根據(jù)熱壓促進自然通風的基本，該建筑物則會產(chǎn)生良好的自然通風效果。

圖1 某低碳建筑的體型及結(jié)構(gòu)設計示意圖

建筑平面設計時，低碳建筑設計的關鍵是合理地利用自然通風資源，而建筑平面開口設計會直接影響建筑物內(nèi)的風環(huán)境。對于南北朝向的建筑物，開口軸線上的自然風較為暢通，可以在室內(nèi)產(chǎn)生穿堂風，改善建筑物室內(nèi)通風條件。但盡管開口面積大小會作用于建筑物室內(nèi)自然通風效果，但在實際設計中還應考慮建筑物出氣口、進氣口的面積大小，以此通過自然通風控制建筑能耗，突出建筑設計的低碳、環(huán)保功能。

6 結(jié)語

綜上所述，為在建筑規(guī)劃設計中貫徹落實低碳建筑設計理念，增強建筑物的節(jié)能性。相關人員應將低碳理念滲透在建筑選址、建筑空間布局、建筑主體結(jié)構(gòu)等設計環(huán)節(jié)，細化建筑規(guī)劃設計中的低碳設計內(nèi)容，更有效地控制建筑物能耗，減少建筑生命周期內(nèi)的碳排放量。以此提升低碳建筑規(guī)劃設計水平，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。