淺談夏熱冬冷地區(qū)低碳建筑技術(shù)設(shè)計要點

■ 姚利侃

0 前言

自從第二次工業(yè)革命后，人類社會進入到了工業(yè)化快速發(fā)展的黃金時期，隨著對環(huán)境資源的開發(fā)利用程度的不斷增大，人類社會在快速發(fā)展的同時對于生態(tài)環(huán)境的破壞程度也逐漸加大。隨著資源日益緊張，各國政府將低碳式經(jīng)濟發(fā)展模式作為首要選擇，其中以建筑工程行業(yè)最為突出。建筑行業(yè)是資源消耗的主要行業(yè)，也是使用節(jié)能技術(shù)進行節(jié)能減排效果最為顯著的行業(yè)。所以，作為建筑行業(yè)的工程技術(shù)人員，要把低碳思想融入城鎮(zhèn)的建設(shè)中。低碳建筑就是采用一定的人為手段和自然條件使生活環(huán)境更加舒適和健康，同時還要對自然資源的使用進行有效地控制，使人們向自然的索取和對自然的回報更加平衡，做到建筑與自然生態(tài)環(huán)境相適應(yīng)。低碳建筑能夠有效地節(jié)約土地、能源、減少對環(huán)境造成的污染等。低碳的生活方式是沒有污染，生態(tài)環(huán)境比較平衡的，換句話說，也就是生活方式的低消耗、低能量、低開支。

1 當(dāng)前建筑碳排放現(xiàn)狀的分析

根據(jù)對建筑物二氧化碳排放的研究和統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國每建成1m2的房屋，約排放0.8t碳。建筑是資源、能源的終端用戶，人類從自然界獲取一半以上資源用于建筑。建筑在C O2的排放量中，幾乎占到了50%，其中60%用于維持建筑功能本身上，遠高于交通和工業(yè)領(lǐng)域，因此，打造低碳建筑是實施低碳經(jīng)濟戰(zhàn)略的關(guān)鍵因素。為了實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，一方面要從建材的生產(chǎn)和運輸過程中開始節(jié)能減排，更重要的是從如何降低建筑的日常運行能耗，如何提高建筑的節(jié)能性能上入手。

2 當(dāng)前建筑低碳技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

低碳建筑是指在建筑材料與設(shè)備制造、施工建造和建筑物使用的整個生命周期內(nèi)，減少能源的消耗，提高能效，降低二氧化碳的排放量。低碳建筑主要存在兩方面的特點：

(1)采用低碳式的建筑能夠使能耗得到明顯的降低。經(jīng)過調(diào)查研究顯示，建筑物的能源消耗一般有一半以上是在建筑的建設(shè)和使用過程中消耗的，在這一過程中還會產(chǎn)生34%的污染物，根據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，在達到同等舒適度的前提下，低碳節(jié)能型建筑的能耗能夠降低70%左右。所以低碳建筑更有利于環(huán)境的保護。

(2)低碳建筑再現(xiàn)新型建筑藝術(shù)。傳統(tǒng)的建筑采用的是商品化的生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計和建設(shè)過程。低碳建筑強調(diào)了將本地的文化和原材料融入建筑設(shè)計之中，不違背當(dāng)?shù)氐淖匀缓蜌夂驐l件，展現(xiàn)出本地風(fēng)格并形成新的建筑美學(xué)。

要打造低碳建筑，最重要的手段是在設(shè)計階段將低碳技術(shù)融入其中，從源頭上進行控制，但在設(shè)計階段應(yīng)用低碳技術(shù)依然存在一些問題。

(1)目前大多數(shù)設(shè)計單位已習(xí)慣于以往的設(shè)計思路，為了應(yīng)用低碳技術(shù)勢必對建筑物的平立面造型、高度、結(jié)構(gòu)、供水、供暖等各項工作都增加了難度，而且由于缺乏必要的實踐經(jīng)驗，一方面影響了設(shè)計進度，另一方面有時也難以達到預(yù)期的節(jié)能減排效果。

(2)我國在低碳建筑領(lǐng)域的科技水平處于剛起步的階段，較一些西方國家仍有差距，例如：在夏熱冬冷地區(qū)進行節(jié)能設(shè)計時，由于該地區(qū)夏季制冷和冬季供暖的空調(diào)能耗高，因此既要考慮圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能又要注重隔熱性能。但目前，可供選用的保溫隔熱材料不多，并且性能尚需進一步提高。

3 夏熱冬冷地區(qū)低碳建筑技術(shù)設(shè)計要點簡述

夏熱冬冷地區(qū)低碳建筑技術(shù)設(shè)計主要分為兩部分，一是內(nèi)部環(huán)境設(shè)計，即通過利用建筑自然采光、外墻保溫隔熱手段等技術(shù)措施直接提高建筑自身節(jié)能效果的設(shè)計內(nèi)容；二是外部環(huán)境設(shè)計，即通過規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備設(shè)施智能化控制等手段間接提升建筑節(jié)能效果的設(shè)計內(nèi)容。

3.1 內(nèi)部環(huán)境設(shè)計

3.1.1 圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計

圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計主要通過減少來自建筑圍護結(jié)構(gòu)的能量損失，提高建筑的節(jié)能效果，主要分成三個部分：外墻保溫節(jié)能技術(shù)、門窗保溫節(jié)能技術(shù)、屋面保溫節(jié)能技術(shù)。

外墻保溫節(jié)能技術(shù)主要是通過在外墻增加保溫材料提高外墻熱工性能。主要分為外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫、復(fù)合保溫和外墻自保溫等形式，在選用保溫材料時應(yīng)注意選用保溫性能良好，符合防火性能要求的材料。

門窗是圍護結(jié)構(gòu)中能量損失最大的部位，目前，門窗的節(jié)能措施主要是改善型材的保溫隔熱性能和提高門窗的氣密性能。當(dāng)然通過采用外窗外遮陽也可有效地降低建筑的能耗，主要分為三種類型：固定窗口外遮陽、百葉式外遮陽和卷簾式外遮陽。

屋面保溫節(jié)能技術(shù)在夏季能有效地防止太陽的輻射熱，冬季可以阻止室內(nèi)熱量的散失。主要可采用在屋面加設(shè)保溫隔熱層、種植屋面等方法。

3.1.2 采光設(shè)計

通過自然采光設(shè)計可充分利用陽光來為空間照明，主要分為主動式和被動式。被動式存在采光不穩(wěn)定、太陽直射時容易產(chǎn)生過亮、過熱等問題，因此一般在設(shè)計過程中，通常采用主動式的自然采光設(shè)計。

為了增加日照時間，整棟樓可以設(shè)計成波浪形或弧形。每個房間要考慮窗的面積及方位。設(shè)置反射光板或光導(dǎo)管等自然光導(dǎo)入設(shè)備，建筑內(nèi)裝修可采用淺色調(diào)，增加二次反射光線，通過這些手段保證獲得足夠的室內(nèi)光線，并達到了一定的均勻度，由此減少白天的人工照明，節(jié)省照明能耗。

3.1.3 用水設(shè)計

在用水設(shè)計上應(yīng)同時考慮節(jié)水和水質(zhì)兩個方面。主要采用的方法有：選用節(jié)水型供水設(shè)施；安裝收集雨水裝置；專門設(shè)計小區(qū)景觀用水等。

3.2 外部環(huán)境設(shè)計

3.2.1 節(jié)能規(guī)劃設(shè)計

在總體規(guī)劃和單體設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)建筑功能要求和當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r，改善建筑外環(huán)境，包括冬季防風(fēng)、夏季及過渡季節(jié)促進自然通風(fēng)以及夏季室外熱島效應(yīng)的控制。同時合理地確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀體型、間距、層高及對建筑周圍環(huán)境進行綠化設(shè)計，最大限度減少建筑物能耗量，獲得理想的節(jié)能效果。

3.2.2 綠化設(shè)計

通過規(guī)定住區(qū)內(nèi)綠地種植面積的比例和單位面積內(nèi)喬木、灌木的種植量和配比關(guān)系，以及運用適合本地氣候和土壤條件的擬生態(tài)復(fù)層植物群落的設(shè)計、種植及養(yǎng)護技術(shù)，結(jié)合加強使用各種垂直綠化技術(shù)和屋頂綠化技術(shù)等技術(shù)手段，達到低碳建筑環(huán)境“以綠為主”、“以人為本”的建設(shè)宗旨。

3.2.3 智能化系統(tǒng)設(shè)計

建筑智能化系統(tǒng)可對建筑內(nèi)的設(shè)備進行測量、監(jiān)視和控制，不僅可保證各類設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運行，而且可在滿足需求的前提下，根據(jù)事先制定的設(shè)備運行策略，優(yōu)化設(shè)備的運行，減少設(shè)備開啟臺數(shù)和運行時間，從而節(jié)約電能，達到節(jié)能和環(huán)保的要求。

3.2.4 可再生能源利用設(shè)計

在低碳建筑設(shè)計過程中，應(yīng)積極采用可再生能源技術(shù)，包括太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能等，根據(jù)建筑的環(huán)境條件和使用特點，選擇合理的可再生能源類型。例如太陽能的利用要考慮日照時間和強度；城市高層建筑和郊區(qū)風(fēng)力資源豐富時，可有效利用風(fēng)力發(fā)電等。目前，太陽能的利用已成為較常用的可再生能源利用技術(shù)手段，如太陽能熱水器、太陽能光伏路燈等。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人們對生活質(zhì)量的追求，低碳建筑受到越來越多的關(guān)注，在設(shè)計建筑的過程中，應(yīng)不斷注入低碳的設(shè)計理念，探索有效的低碳建筑技術(shù)，創(chuàng)造出更加適宜的生活環(huán)境，推動我國低碳建筑的發(fā)展。