低碳概念下的建筑設計方法

李文濤

(深圳中海世紀建筑設計有限公司太原分公司，山西 太原 030000)

當前建筑行業(yè)對能源的消耗占我國能源總消耗量的7%左右，建筑能耗占建筑總能耗的30%以上，對于我國來說，減少對能源的消耗已經(jīng)成為當前建筑行業(yè)發(fā)展過程中的主要任務。為了有效減少能耗、節(jié)約資源、保護環(huán)境等一系列問題的出現(xiàn)，應當積極探索新的節(jié)能理念以及設計方法。

1 低碳概念下的建筑設計原則

1.1 節(jié)能環(huán)保原則

在建筑設計和施工的過程中，要遵循節(jié)能環(huán)保原則，從建筑的選址、建筑結構、建筑材料等方面入手，減少能源浪費，減少對環(huán)境的污染。具體來說，在選址方面要盡可能選擇環(huán)境優(yōu)美的地區(qū)，確保在施工過程中不會對周圍環(huán)境造成破壞，減少對自然資源的消耗，充分利用可再生資源。在建筑結構設計方面，要確保結構的安全性、穩(wěn)定性和耐久性。在建筑材料選擇方面，要確保建筑材料的環(huán)保性和節(jié)能性，避免使用高耗能、高污染的材料，最大限度地降低對環(huán)境的影響。在建筑物設計過程中，要盡可能減少建筑材料和能源消耗。在建筑物建設過程中，要充分利用太陽能、風能等可再生能源，在建筑物使用過程中要避免浪費水資源。此外，在設計過程中還要注重節(jié)能環(huán)保原則，通過科學合理的設計方案降低能源消耗和污染排放。只有這樣才能實現(xiàn)建筑節(jié)能環(huán)保的目標[1]。

1.2 功能與形式統(tǒng)一的原則

在建筑設計中，功能與形式的統(tǒng)一是建筑設計中的重要原則之一。在設計時，應充分考慮建筑的功能要求和形式特征，使兩者協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在綠色建筑設計中，應充分考慮其功能和形式。為了實現(xiàn)這一目標，應根據(jù)不同的功能對建筑進行分類，并在此基礎上進行規(guī)劃。例如，對于傳統(tǒng)建筑來說，其主要功能是居住和使用，因此在設計時應充分考慮這些功能，當需要同時滿足居住和商業(yè)的需求時，綠色建筑就可以被應用于其中，不同的外觀和建筑形體會給人不同的感覺。

2 低碳概念下的建筑設計存在的問題

2.1 建筑規(guī)劃布局不合理

建筑規(guī)劃布局不合理是造成建筑能耗高的主要原因之一，尤其是在低碳概念下的建筑設計中，其更加需要對建筑規(guī)劃布局進行科學設計，從而使建筑在設計之初就考慮到低碳概念的應用，從而降低建筑能耗。然而，現(xiàn)階段在建筑規(guī)劃布局中仍然存在諸多問題，如在建筑選址中不能根據(jù)當?shù)貙嶋H情況進行合理規(guī)劃，而是隨意選擇地理位置，造成能源浪費。在建筑設計中存在著隨意擴大建筑間距、對相鄰建筑物間距不夠重視等問題。在建筑物的設計中存在著對于太陽能利用不夠重視、不能充分利用當?shù)刈匀荒茉吹葐栴}。這些問題的存在不僅會對人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生極大影響，也會造成能源浪費。因此，為了實現(xiàn)低碳概念下的建筑設計目標，必須要從規(guī)劃布局方面入手，進行合理規(guī)劃設計，使建筑物能夠充分利用自然資源、自然條件[2]。

2.2 建筑圍護結構設計不科學

在建筑設計過程中，圍護結構是其重要組成部分，其對建筑的保溫、隔熱等性能均具有直接影響。而現(xiàn)階段，在我國的建筑圍護結構設計中存在著一些問題，其中最主要的表現(xiàn)是：對于墻體和屋面等保溫層的厚度未進行科學設計，在對外墻外保溫體系的構造進行設計時，未考慮到建筑節(jié)能需求，如不能在外墻內(nèi)設置保溫層或保溫層厚度過小等。而建筑圍護結構設計中存在問題，對建筑圍護結構節(jié)能效果造成了極大影響，如屋面與墻體的熱工性能較差、不能很好地進行保溫隔熱等。此外，在對建筑圍護結構進行設計時，也未能將建筑節(jié)能需求考慮其中，如在對屋面保溫時未采用新型保溫材料等。

2.3 缺乏綠色能源的使用

現(xiàn)階段，我國建筑設計過程中綠色能源的應用水平仍不夠高。雖然我國國土面積較為廣闊，但人口卻十分密集，能源資源緊缺相對嚴重。雖然在新時期，人們生活水平不斷提高，但生活用電、用水、用氣等資源卻逐漸成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。因此，在建筑設計過程中應結合實際情況應用綠色能源，如太陽能、風能、地熱能等，這樣不僅能有效節(jié)約資源，還能實現(xiàn)資源的高效利用。同時，還應建立合理的綠色能源應用制度，以明確責任主體。此外，還應對綠色能源的應用進行科學規(guī)劃與設計，并為綠色能源的應用提供必要的資金支持。例如：可以采用綠色建筑節(jié)能補貼制度、綠色建筑建設補貼制度以及綠色建筑運營補貼制度等方式來推動綠色能源的有效應用，能有效緩解我國能源資源緊張的情況。

3 低碳概念下的建筑設計方法

3.1 工程范例

以山西長治某冷鏈基地為例，該項目為綜合性冷鏈物流園區(qū)，總用地面積5萬m2余，含五座倉庫、兩座冷庫、智能物流管理中心、附屬用房等。總圖規(guī)劃以組團布局為主，建筑周邊輔以休閑中心或操作場地，盡量多留出綠化及活動場地。

3.2 在建筑設計中注重綠化

在建筑行業(yè)發(fā)展的過程中，應當從低碳環(huán)保的角度出發(fā)，對其進行合理規(guī)劃和設計，這就要求在對案例工程建筑進行設計時，注重對建筑周邊的綠化。首先，在進行建筑設計的過程中，積極結合當?shù)氐牡乩砦恢?、氣候環(huán)境以及經(jīng)濟水平等因素來確定其綠化面積。在設計綠化面積時，應當盡可能地將建筑周邊的綠化面積放大。其次，在進行綠化設計的過程中，應當根據(jù)建筑物所處環(huán)境來選擇合適的植物種類和數(shù)量。例如在進行建筑設計時，可以選擇一些適應當?shù)貧夂驐l件以及土壤環(huán)境的植物種類，例如一些具有防紫外線、殺菌能力強以及耐旱能力強的植物。最后，在對建筑物進行綠化設計時，應當盡可能地減少對土地資源的浪費。例如可以將建筑物周圍一定范圍內(nèi)的土地進行規(guī)劃和設計，如果條件允許的話，可以將建筑物周圍一定范圍內(nèi)的土地進行平整。在對建筑物周圍進行綠化時，應當盡可能地利用自然通風和自然采光。因為如果建筑周邊環(huán)境存在大量遮擋物的話，那么就會降低其通風效果和采光效果，從而導致建筑能耗增加[3]。

3.3 利用太陽能進行采暖

在低碳理念下的案例工程建筑設計過程中，應當將太陽能作為其主要利用資源之一，對其進行充分利用，這樣不僅可以有效降低建筑行業(yè)對能源的消耗，而且還可以有效地減少對環(huán)境的污染。在對太陽能進行利用的過程中，應當在建筑物設計之初就充分考慮其運行模式以及實際應用方式，對建筑的布局進行合理的規(guī)劃，這樣才能保證太陽能能夠被有效地利用起來。與此同時，還應當將太陽能與建筑材料相結合，這樣不僅可以有效地提高建筑材料的保溫性能以及隔熱性能，而且還可以有效地降低建筑物所用能源的消耗。

在建筑設計過程中，可以將太陽能作為采暖的主要能源之一，這樣可以有效地節(jié)約建筑行業(yè)對能源的消耗，使得建筑能夠最大程度滿足人們的需求。首先，應當對太陽能采暖進行充分利用，這主要是由于太陽能采暖與普通的采暖有著很大的不同。在這種情況下，可以對太陽能采暖的工作原理進行了解，然后將其與普通的采暖進行比較。其次，還應當充分考慮到太陽能采暖的運行模式，這樣才能保證太陽能采暖能夠在最大程度上發(fā)揮出其作用。最后，還應當充分考慮到太陽能采暖的使用成本問題。只有在保證太陽能采暖的使用成本不會過高時，才能充分地對其進行利用。通常情況下，可以選擇運用太陽能熱泵技術。在對太陽能熱泵技術進行利用時，應當充分考慮建筑結構以及制冷設備等因素，這樣才能使得其應用更加有效。此外，還應當將太陽能熱泵技術與空調(diào)系統(tǒng)相結合，這樣不僅可以使其使用更加靈活，而且還可以使其能夠更好地發(fā)揮出自身的優(yōu)勢。圖1為太陽能應用示意圖。

圖1 太陽能應用示意圖

3.4 合理選擇材料

在案例工程進行建筑設計時，需要合理選擇材料，這樣才能夠提高建筑質量，降低能源消耗。在進行材料選擇時，要結合當?shù)氐沫h(huán)境，同時還要考慮到施工中的實際情況。由于在進行建筑設計時，會涉及很多建筑材料，因此需要根據(jù)具體情況選擇合適的材料。例如在對建筑物進行設計時，要根據(jù)建筑物的位置以及周邊環(huán)境來選擇不同的材料，需要考慮到施工場地的地質條件以及氣候條件等。在對建筑材料進行選擇時要保證建筑材料符合施工要求。除此之外，還要結合當?shù)氐膶嶋H情況來選擇適合當?shù)厥褂玫慕ㄖ牧?。在進行設計時還要結合當?shù)貙嶋H情況來確定最佳施工方案。例如在對建筑物進行設計時要考慮到當?shù)丨h(huán)境是否適合使用混凝土結構等。

3.5 提高資源利用率

在對建筑工程進行設計時，要對其能源的消耗情況進行全面考慮，保證能源的利用率能夠達到理想狀態(tài)，這樣才能確保建筑工程的實際使用效果。因此，在設計建筑時，要對能耗較大的材料進行合理選擇，如鋼材、混凝土等。對于一些新型材料來說，其本身就具有較好的節(jié)能效果，所以在建筑工程設計中，可以選擇使用這些新型材料來進行建筑物的設計。同時還可以根據(jù)建筑物的使用功能來合理選擇建筑物的材料。對于一些使用年限較長的建筑物來說，其本身也存在著一定的資源浪費問題。因此在對建筑物進行設計時，要充分考慮到這些問題。對建筑材料進行合理選擇，要盡量避免使用那些壽命較短的建筑材料。對于一些新技術、新材料等也要進行合理利用。此外還要加強對可再生能源的開發(fā)和利用，這樣才能從根本上減少資源浪費現(xiàn)象的出現(xiàn)。在對建筑工程設計時要充分考慮到資源利用率問題，如對太陽能進行合理利用等[4]。

3.6 優(yōu)化建筑的選址與布局

在建筑設計中，選址和布局是關鍵。我國地域遼闊，各地氣候差異較大。因此，在進行建筑設計時，需要綜合考慮當?shù)氐臍夂蛞蛩兀虻刂埔说貙ㄖM行設計，合理布局，以達到節(jié)能、環(huán)保的效果。在選址方面，應充分考慮當?shù)氐牡乩砦恢谩⒆匀画h(huán)境以及氣候條件。比如我國北方地區(qū)屬于寒冷地帶，冬季寒冷干燥，夏季炎熱潮濕，因此在進行建筑設計時需要充分考慮當?shù)氐臍夂驐l件。而南方地區(qū)屬于亞熱帶季風氣候，全年溫暖濕潤。因此在進行建筑設計時可以充分利用當?shù)氐臍夂驐l件進行設計，使建筑能夠獲得良好的通風效果。在建筑布局方面，應考慮到建筑物本身所處的位置以及周邊環(huán)境對建筑物造成的影響。比如在建筑物的朝向選擇上，要充分考慮到建筑所處地區(qū)的風向、日照、通風等因素。只有充分考慮到這些因素，才能使建筑在節(jié)能、環(huán)保方面發(fā)揮更大作用。比如在進行我國北方地區(qū)的建筑設計時，可以充分利用冬季寒冷干燥、夏季炎熱潮濕的氣候特點進行設計。這樣就能避免夏季悶熱潮濕而冬季寒冷干燥所帶來的能源浪費。此外，在進行我國南方地區(qū)和北方地區(qū)的建筑設計時，還要充分考慮到當?shù)貧夂驐l件和人們居住習慣等因素對建筑物選址和布局所造成的影響[5]。

3.7 對建筑設計中的低碳概念進行準確的定位

建筑行業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，并且也是我國現(xiàn)代化建設的重點內(nèi)容，但是由于受到經(jīng)濟發(fā)展水平的影響，在建筑行業(yè)中仍然存在著很多問題，這些問題導致建筑行業(yè)的發(fā)展受到了嚴重的限制。目前我國大多數(shù)建筑企業(yè)在進行建筑設計時，主要還是依靠傳統(tǒng)的建筑設計理念進行設計，缺乏對低碳概念下的建筑設計方法的應用。傳統(tǒng)的建筑設計理念主要是通過提高房屋結構強度來降低能耗，但是這種方法在應用過程中存在很大弊端，主要體現(xiàn)在房屋結構強度主要是依靠增加鋼材以及混凝土來提高，但是鋼材以及混凝土都是不可再生資源，大量使用會造成資源浪費。因此在實際應用過程中應該重視對低碳概念下的建筑設計方法進行應用。所謂低碳概念下的建筑設計方法指的是在房屋結構設計過程中，通過對能源消耗以及材料消耗進行有效控制來實現(xiàn)節(jié)能減排目標。所以在實際應用過程中需要結合房屋結構以及所處環(huán)境進行綜合考慮，保證建筑結構體系具有良好的熱穩(wěn)定性。另外還需要注意對建筑物圍護結構以及相關配套設施進行有效選擇與合理應用。因此在實際應用過程中需要注意將低碳概念與房屋結構體系相結合，從而實現(xiàn)對資源消耗以及能源消耗進行有效控制，從而促進我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 結語

在當前時代背景下，基于此低碳概念，合理進行建筑設計有著重要的意義所在，需要結合當前實際情況，了解低碳概念下建筑設計原則和問題，并掌握合理選擇材料、建筑設計注重綠化、合理應用保溫隔熱材料等一系列措施，保證建筑設計有效進行，推動其可持續(xù)發(fā)展和進步。