碳中和背景下的綠色建筑設(shè)計理念應(yīng)用研討

張金丹 孫培師

山東省建筑設(shè)計研究院有限公司 山東 濟(jì)南 250000

引言

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，過量的碳排放會導(dǎo)致全球變暖、冰川融化以及自然災(zāi)害頻發(fā)等嚴(yán)重不良后果，從而危害人類生存和發(fā)展，而我國的碳排放量超過其他國家，因此我國制定了碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)，在相關(guān)調(diào)查中了解到，建筑工程運(yùn)行及建筑施工材料生產(chǎn)過程中的碳排放量一直居高不下，由此可見，推進(jìn)建筑行業(yè)綠色發(fā)展，是實現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵，所以在碳中和背景下，很有必要借助綠色建筑設(shè)計理念在建筑用地、施工材料等各個方面的合理應(yīng)用，構(gòu)建綠色建筑工程。

1 中國建筑能耗現(xiàn)狀

世界能源機(jī)構(gòu)發(fā)表的近兩年的全球建筑以及建造業(yè)的相關(guān)調(diào)查顯示，環(huán)境中所有的二氧化碳排放量占比中，建筑物的碳排放量超過了36%。建筑物的碳排放主要來自建筑運(yùn)營和建筑材料的制造過程，而在建筑業(yè)的建造過程中，碳排放量所占比例很低。比如當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的建材，只要不是昂貴的運(yùn)輸費(fèi)用，基本上都是低碳的，但如果是進(jìn)口的建材，就必須考慮到運(yùn)輸過程中的二氧化碳，正因為如此，建筑工程項目成為高碳項目。所以在整個建筑的全壽命過程中，我們不能僅僅從生產(chǎn)過程中計算出二氧化碳的排放量。

我國的建筑節(jié)能具有兩大特征：一是公共建筑面積較小，但其二氧化碳排放量較高，單位公用建筑的二氧化碳排放量是日本的兩倍。二是在北方，中央供暖建筑每年排放的二氧化碳處于較高水平。假設(shè)在我國的南方也實行集中供暖，就會成為高碳排放項目。但是，由于我們采用了分體式的空調(diào)器，可以實現(xiàn)僅供人居住的室內(nèi)使用，最大限度地減少了能耗，因此，我們住宅的二氧化碳排放量僅為美國的五分之一。美國居民的能源消耗之所以這么高，有兩個原因：第一，人均住房面積是我們的兩倍；第二個方面是中央空調(diào)和干衣機(jī)的普及率很高。

2 綠色建筑促進(jìn)減排的多條路徑

綠色建筑具有“氣候適應(yīng)性”的特征，它可以根據(jù)氣候的變化調(diào)整其能量利用方式進(jìn)行調(diào)整，這使得建筑的能量使用方式呈現(xiàn)浮動變化狀態(tài)。建筑可以生成能量，這一點在一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到了驗證，德國能源機(jī)構(gòu)和我國的合作也取得了很多成功的經(jīng)驗。在德國北部的一些城市，正能量建筑正在開發(fā)，北京和上海等日照二類或者三類地區(qū)，也可以通過引進(jìn)相關(guān)技術(shù)來獲取太陽能。比如將太陽能電池板安裝在大樓的屋頂上，再安裝在大樓的南邊，這樣就可以利用更多的太陽能。大量的工程實踐表明，建筑物不僅是能源消耗的單位，而且也是生產(chǎn)的單位。

除單體建筑外，太陽能、屋頂風(fēng)能、電梯下降勢能以及都市生物能等都能構(gòu)成微型電網(wǎng)。值得注意的是，建筑節(jié)能的潛在因素是“微能源”體系。將風(fēng)能、太陽能光伏與建筑相結(jié)合，并結(jié)合了電梯的降落勢能以及都市生物能，使得小區(qū)內(nèi)的分布式能源與電動汽車的儲能結(jié)合起來。當(dāng)電量充足的時候，這個系統(tǒng)會出售電能，當(dāng)電量不夠的時候，它會從電網(wǎng)購買電能，而在其他時間，它會儲存在汽車?yán)铩?/p>

3 綠色建筑設(shè)計思想在建筑設(shè)計中的科學(xué)運(yùn)用

要實現(xiàn)“綠色”的概念，就必須從整體的角度來考慮，盡量減少對環(huán)境的污染，同時也要倡導(dǎo)環(huán)保理念，確保小區(qū)居民的工作和生活，不會因為施工而受到影響。在進(jìn)行設(shè)計時，必須充分考慮可能出現(xiàn)的問題。要深入工地，充分了解工地的狀況，進(jìn)行綜合的分析和綜合，以最佳的方案實施，確保在施工中達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。要做到動態(tài)和動態(tài)的監(jiān)控，對工地進(jìn)行有效的監(jiān)控，以保證環(huán)境保護(hù)思想在施工中得以落實[1]。

3.1 綠色設(shè)計思想整體運(yùn)用

綠色設(shè)計不能只是紙上談兵，要將環(huán)保概念全面運(yùn)用于實踐，并付諸實踐，還要考慮很多問題，這樣才能更好地推動綠色設(shè)計的推廣和應(yīng)用，保證每一項技術(shù)都能達(dá)到建筑的要求。要充分把握整個項目的整體和全局，在整個建筑的布置上，必須將整個綠色理念納入其中。在總體布置上，應(yīng)考慮到建筑可能對周邊環(huán)境的影響，以防止建筑風(fēng)格與周邊環(huán)境格格不入。在技術(shù)創(chuàng)新方面，要從整體上推動新技術(shù)、新材料的引進(jìn)，在進(jìn)行建筑設(shè)計時，要根據(jù)市場狀況，在保持原有技術(shù)的前提下，引進(jìn)新技術(shù)，提高施工的效率和質(zhì)量。在傳統(tǒng)的設(shè)計中，對技術(shù)的掌握程度很低，采用常規(guī)的方法，不僅會對周圍的環(huán)境造成破壞，還會造成周圍的生態(tài)失衡，甚至?xí)χ車娜说墓ぷ骱蜕钤斐韶?fù)面影響，這種技術(shù)已與環(huán)保設(shè)計理念相違背，只有不斷創(chuàng)新技術(shù)形態(tài)，才能實現(xiàn)科學(xué)建設(shè)，不斷改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)形式，促使設(shè)計質(zhì)量和效率得到提升。各種建筑材料的運(yùn)輸都要經(jīng)過精心地規(guī)劃，各種建筑材料都要使用各種交通工具，在運(yùn)輸?shù)臅r候，會對周圍的環(huán)境造成一定的污染，因此，在運(yùn)輸?shù)臅r候，要將垃圾處理掉，以免對環(huán)境造成污染，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展。

3.2 碳中和背景下綠色建筑設(shè)計理念設(shè)計的細(xì)節(jié)落實

3.2.1 建筑用地的規(guī)劃和應(yīng)用。我國國土資源雖然較為豐富，但我國人口基數(shù)較大，加上部分國土資源開發(fā)較為困難，致使人均國土用地相對較少。同時在地理分布上，東西差別較大，西部地區(qū)土地相對貧瘠，利于進(jìn)行耕種的土地較少，人均耕地的使用率也相應(yīng)較低。要實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會的全面發(fā)展，就必須加強(qiáng)國土資源總合，秉承綠色建筑設(shè)計理念，科學(xué)合理的對每一塊可用建設(shè)用地進(jìn)行規(guī)劃，以確保土地資源的充分利用。此外，在工程施工過程中，不僅需要關(guān)注建筑施工，還有注意施工對環(huán)境的影響，在進(jìn)行工程設(shè)計時，應(yīng)考慮到工程場地的土體構(gòu)造特點，以達(dá)到工程用地的規(guī)劃要求，盡可能地降低對工程的開發(fā)和破壞。建筑工程在施工前，政府部門要進(jìn)行統(tǒng)籌研究，合理地規(guī)劃土地用途，確保土地開發(fā)的科學(xué)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性，最大限度地減少資源的浪費(fèi)和破壞，從而達(dá)到項目的建設(shè)和發(fā)展的基本需求。例如，在斜坡上，可以考慮建設(shè)一個地下停車場，既能滿足城市的發(fā)展需求，又能解決停車問題，又不會對原有的土地結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的破壞，有利于環(huán)境的發(fā)展[2]。

3.2.2 綠色環(huán)境物料的使用。在進(jìn)行建筑設(shè)計時，既要注重環(huán)境保護(hù)，又要兼顧實際使用效果，同時兼顧材料的品質(zhì)和環(huán)境保護(hù)。采用綠色建材可以達(dá)到建筑的環(huán)境保護(hù)作用，為建筑物提供了很好的保護(hù)。采用綠色材料可使資源最大化，降低廢物對環(huán)境的污染，從而提高整個社會和經(jīng)濟(jì)的效益。不同地區(qū)的自然狀況也不盡相同，在地震多發(fā)地區(qū)，建筑設(shè)計者首先要考慮的是復(fù)合板，這種板可以提高建筑的安全性，也可以確保住宅的實用性。如果是在地震中受損，那么建筑材料就不會再受到太大的傷害，而這些材料，也可以重新利用。有些不符合環(huán)境保護(hù)的物料是不能進(jìn)入工地的，也不能在設(shè)計中得到體現(xiàn)。在建材的選擇上，最重要的是要考慮到節(jié)能和環(huán)保因素，科學(xué)、合理地使用建材，盡量減少廢物對環(huán)境的損害。為降低運(yùn)輸費(fèi)用及環(huán)保效益，必須選用本地自制建材，以提高生產(chǎn)效率，并確保環(huán)保[3]。

3.2.3 提高空間布置的合理性。建筑空間是人們生活的保障，應(yīng)充分利用設(shè)計元素，使其在合理的布局中充分體現(xiàn)出綠色建筑的設(shè)計思想。將建筑的空間規(guī)劃和設(shè)計有機(jī)地結(jié)合起來，以實現(xiàn)環(huán)保目的。而對人類居住的日照需求，必須充分考慮通風(fēng)采光所產(chǎn)生的影響，合理地利用自然環(huán)境，確保建筑空間布局的合理性。在傳統(tǒng)的空間布局中，沒有太多地考慮自然因素，要充分利用自然條件，進(jìn)行全方位的環(huán)境保護(hù)，進(jìn)行室內(nèi)的設(shè)計和施工。室內(nèi)照明、通風(fēng)溫度設(shè)計也很重要，要做到整體布置得最好。可選用具有良好透光率的玻璃，以適應(yīng)人們對日光的需求。室內(nèi)空氣的流動是否順暢，對人體的健康有很大的影響，要充分地保證室內(nèi)通風(fēng)的有效供給，并通過控制氣體來進(jìn)一步地改善住宅的環(huán)境和節(jié)能。

3.2.4 建筑外墻工程施工。建筑設(shè)計需要全面地考慮和分析，墻面也是滿足綠色建筑外觀要求的一個重要方面，要做好墻面的設(shè)計，要通過不同角度，系統(tǒng)化、立體化地考量，墻面所選擇的材料、顏色、墻面所擁有的防水、保溫特性等都與建筑環(huán)保性有直接關(guān)系，要做好墻面保溫設(shè)計，這樣才能更好地節(jié)約能源，保證房內(nèi)溫度的同時，體現(xiàn)了環(huán)保設(shè)計。要合理選用各類原料，多了解新材料的市場狀況，在原材料的選用上要進(jìn)行科學(xué)的檢測，以達(dá)到保溫和環(huán)保的要求。在某些條件允許的區(qū)域，應(yīng)在屋頂或露臺上安裝太陽能，以充分利用太陽能，將無處不在的太陽光轉(zhuǎn)換成熱能和電力，為室內(nèi)的室內(nèi)提供照明和熱水。尤其是跨度較大的倉庫廠房等建筑結(jié)構(gòu)，因為屋頂平坦寬闊，能吸收更多的陽光，所以，可以利用這種特性增加太陽能板，方便工廠獲得更多的可再生資源[4]。

3.2.5 太陽能應(yīng)用的效率提升。新能源歷來都是環(huán)境友好型的設(shè)計，要充分考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件，合理地選用和使用新能源，而太陽能作為一種新型的能源，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，可以說，在所有的能源中，太陽能是最環(huán)保的，也是最方便的，其利用率較高，太陽能無污染且綠色高效的清潔能源能夠全面滿足人類的各種需要。充分應(yīng)用太陽能，可以科學(xué)合理地進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。太陽能是存量無限的能源，科學(xué)地利用太陽能促進(jìn)了建筑業(yè)的健康發(fā)展。設(shè)計師必須盡量將太陽能應(yīng)用于建筑的設(shè)計中，使其成為二次能源。太陽能是一種綠色能源，也是一種非常環(huán)保的能源，它可以通過光伏系統(tǒng)進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能，加熱水源為建筑物提供全天候的熱水，這對于提高生活質(zhì)量有著非常重要的作用。要使太陽能得到最大程度的利用，就必須要有一個全面的了解，所以，在設(shè)計的時候，要考慮到當(dāng)?shù)氐亩旌拖奶斓臍夂?，同時還要考慮到室外的溫度和濕度，所以，我們可以通過大的玻璃窗來滿足陽光的照射，并采用能平衡收放太陽熱量的材料，進(jìn)行建筑外表面設(shè)計與實施[5]。

3.3 建筑信息建模技術(shù)的應(yīng)用

要有效提升綠色建筑的設(shè)計質(zhì)量，就必須運(yùn)用信息模型技術(shù)對綠色建筑進(jìn)行檢測。對某些可以實現(xiàn)的工程，必須采用綠色的設(shè)計模型，進(jìn)行前期的規(guī)劃和設(shè)計，并對施工中出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入分析，以達(dá)到環(huán)保的要求，達(dá)到建筑行業(yè)的最高水平，從而使建筑節(jié)能、節(jié)約材料、節(jié)約材料。施工單位要強(qiáng)調(diào)針對建筑物設(shè)計以及施工過程的信息模型的生成，并利用這種模型在制定方案的過程中開展科學(xué)的統(tǒng)籌管理，強(qiáng)化建筑的綠色屬性，提高能源利用率，充分體現(xiàn)建筑的綠色優(yōu)勢。設(shè)計者應(yīng)主動與施工單位溝通，在方案設(shè)計之前做好充分的調(diào)查，以達(dá)到科學(xué)化的設(shè)計目的，使得建筑符合生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的要求。平面圖紙的設(shè)計可以很好地反映出工程的意圖，但在實踐中常常會出現(xiàn)問題，這些問題多集中在設(shè)計與施工之間的協(xié)調(diào)性不足，最終導(dǎo)致設(shè)計內(nèi)容和建設(shè)過程的不統(tǒng)一，解決問題的過程又需要花費(fèi)大量的人力物力。模型技術(shù)可以有效地利用仿真技術(shù)實現(xiàn)材料技術(shù)的差異化，實現(xiàn)人員調(diào)配的充分和合理，從而達(dá)到人員、設(shè)備與設(shè)計施工內(nèi)容的有效協(xié)調(diào)，通過精準(zhǔn)施工實現(xiàn)建筑設(shè)計要求。針對工程施工中存在的各種問題進(jìn)行分析，降低施工過程中不同專業(yè)之間產(chǎn)生的沖突，提高施工現(xiàn)場的安全水平，全方位地提高建筑工程項目的施工效率和質(zhì)量，推動建筑行業(yè)以及建筑企業(yè)的健康發(fā)展。

4 結(jié)束語

隨著碳中和發(fā)展目標(biāo)的提出，有效降低社會生產(chǎn)生活中的碳排放是各個領(lǐng)域、各個行業(yè)的責(zé)任與使命，加之綠色發(fā)展已經(jīng)成為世界各國共同發(fā)展趨勢，因此對于我國建筑行業(yè)來說，綠色建筑設(shè)計理念的應(yīng)運(yùn)而生開啟了建筑行業(yè)綠色發(fā)展的征程，將綠色建筑設(shè)計理念科學(xué)性的融入建筑工程建設(shè)中，也成為促進(jìn)碳中和發(fā)展目標(biāo)實現(xiàn)的重要途徑，因此很有必要探索碳中和背景下的綠色建筑設(shè)計理念應(yīng)用。