低碳理念下的建筑設計探析

摘要：在現代的建筑設計中，低碳節能建筑的概念越發成為了主流。相對于傳統的一般性建筑技術，現代的低碳節能建筑施工技術不再以追求經濟效益作為建筑的唯一目的，而是格外注重建筑與生態環境相適應，為人們提供更健康、更舒適的生活、工作環境。

關鍵詞：低碳概念；節能；建筑設計；應對策略

1.低碳概念下建筑設計的內容

低碳建筑的內容主要包含：①在建筑的生命周期內充分體現減排節能。將建筑在設計、施工、規劃等方面充分考慮融合于大自然，盡可能降低對環境造成的影響，并且聯系當時所在地的資源氣候、自然環境等因素為人們提供低耗、舒適的空間。②基于高效、節能的原則使用土地、材料等。充分實現經濟社會效益與環境效益的和諧統一。③盡量減少對石油、煤等具有污染性的化石能源的應用。④循環與再使用資源，盡量回收廢棄物。

2.低碳式建筑設計策略

2.1從規劃設計開始注入低碳理念

在節能的同時積極開發應用風能、太陽能、地熱、生物質能等可再生能源，優化能源結構。建筑物若想實現持續發展必須考慮到長遠的生態區域規劃。北京國奧村集成運用了可再生能源、中水回用、雨洪利用、建筑節能、綠色建材、生態景觀、樓宇智能控制等眾多前沿科技，科學規劃，充分體現“綠色、科技、人文”三大奧運理念。國奧村每年從太陽能和再生水中獲取約6700萬千瓦時能量，相當于減排3.6萬噸標準煤，以先進的規劃理念設計出了以人為本、健康、舒適、節能的居住環境，也為世界遞交了一張綠色名片。

2.2使用新能源與新材料

在低碳式建筑設計的方法之中，通過利用新能源和新材料也是目前較為熱門的方法。其中，利用太陽能、地熱能、風能和生物質能等可再生能源；因地制宜，使用周邊工業項目的余熱、余氣等是當前運用新能源來進行低碳建筑設計的主要方法。在使用新材料方面，運用綠色建材，采用無污染的材料與保溫隔熱涂料等節能材料，都顯示了新材料在節能低碳建筑中的重要作用。

2.3優化建筑位置及朝向設計

在建筑設計時，首先應該考慮建筑位置對于一座城市的環境所帶來的影響。因此，要選擇合適恰當的建筑位置。同時，通過建筑位置和朝向的考慮，有利于對采光進行充足設計，在采光方面減少電能的耗費，從而將低碳理念得以充分貫徹。在低碳式建筑的設計過程中，應該注重對日照原理的應用，按照太陽高度角做出相關日影響圖，確定冬天時期每天的日照時間，使每幢建筑都能夠最大程度地接收到太陽輻射的熱能，從而確定建筑位置和朝向。在滿足采光條件的前提之下，建筑的南向開窗面積應該盡量增大，而北向和東向的開窗面積則盡量減小，力圖增大采光面積，從而獲得更為充足的光線，減少熱能損失，保證室內舒適宜人的環境溫度。此外，積極采用現代科技成果，使用智能遮陽系統和門窗自動系統，都能夠在一定程度上降低室內照明能耗，實現低碳節約。

2.4外部智能系統的設計

為了實現低碳式建筑設計理念，在滿足用戶使用需要的基礎上，應該進行外部設備的優化工作，盡量減少外部設備的運行時間，做到節約電能和減少電廠大氣污染物排放?？梢越⑵鸨憬莸男畔⒃O施系統、信息化應用系統等智能系統，讓用戶在建筑內便可與外界進行信息交流與應用，例如通過網絡視頻進行遠程辦公、通過智能安防系統了解周邊環境動態等方式，最大限度減少交通壓力對人們的影響，以及二氧化碳排放過多對環境造成的影響。同時，加強對新型能源的利用，通過將太陽能、風能等可再生能源轉化為電能的利用方式。此外，智能安防系統作為建筑外部智能系統中耗能最高的技術，在采用時，應該最大限度優化終端節點的選取，通過事先進行建筑周邊環境地形、圍墻等方面的勘測，從而實現以最少的終端攝像頭進行全方位、多角度的布控；并合理控制智能安防系統的作業時間，當用戶在戶外或白天時，可以暫時關閉智能安防系統，以節省能耗。

2.5優化圍護結構墻體設計

為了使低碳式建筑能夠更好地滿足通風、透光、保溫等一系列需求，在圍護結構墻體設計也需要更好的設計優化，使其能夠根據外界條件的變化而變化，從而實現室內外物理環境的良好統一，能源消耗得到很大程度上的降低。目前，圍護結構墻體設計涉及的產品主要有外墻保溫和隔熱、熱物理性能優異的外窗和玻璃幕墻、基于相變材料的蓄熱型圍護結構和基于高分子吸濕材料的調濕型飾面材料等等。此類建筑材料的使用大多應該建立在科學合理的基礎之上，不但可以提高低碳式建筑的使用壽命，而且也節約了建筑的運行成本。

2.6可再生能源的綜合利用

要想實現建筑的低碳化發展建設必須多種技術手段同時運用。首先要考慮高度節能設計，其次優化能源利用方式、多使用可再生能源、開發應用新技術新材料，這些都是關鍵的因素。

2.6.1節能系統的選擇

由于地區的差異，建筑的能耗也是不同的，對于不同地區能源利用方式也應該是不同的。比如北方城市采暖主要依靠煤炭，對煤炭的需求量最大，所以在建造時應加強保溫設計，同時開發替代性能源也迫在眉睫，盡量縮減碳排放。南方城市的耗電比重較高，所以應盡量讓建筑本身具有良好的隔熱通風功能，在遮陽設計時也應考慮耗電低的方式。改善能源結構，開發利用新型清潔能源，是建筑低碳設計的必然趨勢。

2.6.2可再生能源的綜合利用

對于一個建筑的全部使用周期而言，應充分考慮外界清潔能源的利用，滿足建筑與環境之間的辨證關系。其中對太陽能的利用是主要利用手段。英國Graylingwell社區通過將太陽能光電版和熱電聯產系統使二氧化碳不再排放，燃氣熱電聯產設備為整個小區提供暖氣和熱水，并且還有多余電量供給電網或臨近區域。

2.6.3新技術開發

1）從水資源入手變廢為寶

目前，全球都處于水資源缺階段，所以應將節水策略與水環境系統設計有機結合起來。對水進行充分綜合利用，降低城市耗水量，這樣既能降低處理城市污水的能耗，又能減少排放的污水對水源的污染，從而節能減。天津公館項目成功應用“污水源熱泵空調系統”，實現冷暖及生活熱水的三聯供，且該系統不產生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，環保效益顯著。

2）建筑成為環境調節器

人們也一直在探索如何在降低能耗、利用可再生能源的同時同步改善現有的自然環境。日本的“零排放住宅”，外墻表面的裝飾材料“TAFCLEAR-E”超親水涂料可以起到墻體自凈、凈化空氣的作用。涂料中的“光解酶”成分，經過太陽照射后釋放出的活性氧可以分解大氣中的氮氧化物。

2.7低碳設計理念的推廣與建立

豐富的經驗通常是通過其他人的評價與自身的不斷總結得來的。通過對反饋信息的匯總最終可以為設計提供創新。比如在新材料新技術的推廣應用上，單從感覺上判斷節能的效果是不夠的，然而通過一個有效的評價機制，獲得科學的證實，從經濟、環保等多方面綜合判斷其應用價值。

3.結語

低碳的經濟核心就是創新的能源技術與減排技術、制度與產業結構的創新以及人類生存發展觀念的轉變。中國還需要一段很長時間的現代城市化進程，只有選擇減排節能的低碳概念發展模式，防止使用狹窄的眼光看待能源、交通、建筑等問題，考慮整體生態系統的合作協同，構建低碳建筑排放系統，重視建設過程中的任一控制與降低建筑排放碳的環節，逐漸形成一個持續循環的發展模式，才能對城市中的發展問題進行有效解決。

參考文獻：

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