低碳建筑中的設(shè)計分析

吳曉龍

摘 要：中國的城市化、現(xiàn)代化進程還將持續(xù)很長的時間，只有選擇節(jié)能減排的低碳發(fā)展模式，避免用孤立的眼光看待交通、污染、建筑、能源等問題，考慮整個生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同合作，建立建筑低碳排放體系，注重建設(shè)過程的每一個環(huán)節(jié)以有效控制和降低建筑的碳排放，并形成可循環(huán)持續(xù)發(fā)展的模式，才能有效解決城市發(fā)展中的各種問題。

關(guān)鍵詞：低碳建筑；設(shè)計分析

1 前言

低碳經(jīng)濟核心是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新以及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。對低碳建筑的認識，我國目前還存在一些誤區(qū)。本文就低碳建筑發(fā)展現(xiàn)狀，設(shè)計策略及完善推廣等問題進行了探討。

2 低碳建筑發(fā)展現(xiàn)狀

關(guān)于低碳建筑.比較普遍接受的定義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).減少化石能源的使用，提高能效，最終降低CO2排放量。建筑師對建筑、市鎮(zhèn)以及它們在空間上的分布所做的決策對能否實現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”而言至關(guān)重要，能源、原材料的消耗、碳排放水平等都將取決城市的發(fā)展模型。

3 低碳設(shè)計策略

3.1 更多地考慮建筑的環(huán)境屬性

在全球化背景下，建筑師們創(chuàng)造出一批具有可識別性的標(biāo)志性建筑，一種可以獨立于其所建造的環(huán)境的商標(biāo)性建筑，但是也有建筑師始終關(guān)注在具體環(huán)境中解答問題，讓建筑成為特定環(huán)境所創(chuàng)造出的物體。

3.2 材料的多層次開發(fā)與高效利用

①綠色建材的使用。建筑與裝修材料、設(shè)備管材的生產(chǎn)和建設(shè)環(huán)節(jié)是建筑大量產(chǎn)生能耗和污染的環(huán)節(jié)。很多常用的建筑材料會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響，如新鮮加氣混凝土?xí)l(fā)氡氣，人造板材有大量甲醛揮發(fā)。在我國城市化進程中，建筑大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而水泥是高耗能、高污染、高CO2排放的建筑材料，每建成1m2的鋼筋混凝土建筑，將產(chǎn)生300～400Kg的CO2，而且混凝土拆除物還會造成難以處理的廢棄物。材料使用的不恰當(dāng)在后期的使用和維護上帶來很多的問題。因此，選用工業(yè)化成品或者可再生、循環(huán)利用的建筑材料，選取內(nèi)含能源低的材料，是減少CO2排放，控制建設(shè)中、使用中和廢棄后環(huán)境污染的一個有效途徑。②材料的高效利用。

3.3 建筑空間的高效利用

空間的高效利用可以降低總體的面積需求。對大量性的居住建筑而言，注重空間的充分利用，控制住房面積標(biāo)準(zhǔn)，必然降低建造的能耗。減少建造也是節(jié)約能源的有效手段。建筑空間再利用是建筑進入良性循環(huán)的有效手段，是城市發(fā)展的契機。戶型設(shè)計中考慮空間的靈活可變性，以及建筑隨著時間的功能變更的可能性，既延長了建筑的使用壽命，又減少了建造量及建筑垃圾的產(chǎn)生，是降低建設(shè)費用、節(jié)省能源的途徑。

3.4 建筑形式與能源消耗

建筑的形式對建筑使用中的能耗有很大的影響。在規(guī)模、體量、建造年代等基本接近、采用相同的空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)的情況下，由于內(nèi)部空間、建筑形式、窗墻比等的不同，兩棟建筑的能耗相差會將近一倍。因此，從建筑的形式設(shè)計出發(fā)控制建筑使用中的能耗，是一種簡單有效的手段。①形式與氣候相適應(yīng)。中國文化總體上非常關(guān)注自然之道，從氣候因素出發(fā)確定建筑的形式。傳統(tǒng)的民居往往通過天井、庭院等形式改善室內(nèi)的采光與通風(fēng)。適宜的建筑形式，可以節(jié)約電能，減少對機械通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的依賴，為人們提供更高的舒適感。窗是外圍護結(jié)構(gòu)中保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。公共建筑中玻璃幕墻大量采用，可開啟窗扇的減少，在取得獨特的造型及空間效果的同時帶來了光污染，加大了能耗。因此，在滿足采光的前提下，采用較小的窗墻比，采用中空隔熱玻璃、鋁制窗框及多種遮陽技術(shù)，對降低建筑運營中的能耗起到了重要作用。

在以人工照明為主的公共建筑中，將采光形式與功能空間有機結(jié)合，還可以取得獨特的空間效果。造型多樣的遮陽設(shè)施設(shè)計在改善建筑熱工性能的同時對立面的可塑性幫助也不小。選擇合理的遮陽方式，可以改善建筑表皮對外部氣候資源的利用，為建筑內(nèi)部空間提供良好的氣候環(huán)境。遮陽的手法有很多種，利用陽臺、外廊等形體的凹凸變化形成的自遮陽、利用植物、建筑物之間相互遮擋遮陽、利用透光材料自遮陽、結(jié)合立面設(shè)計安裝人工遮陽構(gòu)件等，都是設(shè)計中可以考慮的方式。

3.5 屋面的節(jié)能設(shè)計與構(gòu)建立體綠化網(wǎng)絡(luò)體系

蓄水、架空、覆土種植屋面是目前比較常見的屋面的保溫隔熱設(shè)計的方式。屋面綠化與墻體垂直綠化相結(jié)合，在美化建筑、充分利用雨水、遮擋東西向日曬的同時，水分的蒸發(fā)還可以凈化空氣，調(diào)節(jié)屋面及室內(nèi)溫度，緩解城市“熱島效應(yīng)”。

4 再生能源利用

4.1 節(jié)能系統(tǒng)的選擇

建筑的能源消耗性存在地區(qū)差異性，應(yīng)該根據(jù)不同地區(qū)的特點采取不同的能源利用方式。比如北方城市采暖能耗在總能耗中所占比重較高，對煤炭的消耗也最大，就需要考慮在加強保溫設(shè)計的同時尋求開發(fā)新的替代能源，大量縮減碳排放。南方城市對電能的消耗比較高，在加強隔熱、遮陽設(shè)計同時，采用能耗低的電氣設(shè)備，考慮建筑的通風(fēng)與地冷的利用。改善城市的能源結(jié)構(gòu)，盡量使用清潔能源。

4.2 可再生能源的綜合利用

在建筑全壽命周期內(nèi)，充分考慮可以再生的非化石能源，包括風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?，滿足建筑與環(huán)境之間的辨證關(guān)系。對太陽能的利用正在成為常規(guī)的能源利用手段。

4.3 新技術(shù)開發(fā)

①變廢為寶的水體開發(fā)利用理念。面對全球水資源的缺乏問題，將節(jié)水策略應(yīng)與水環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計有機結(jié)合起來。室外的鋪裝注意水體的循環(huán)、蒸發(fā)、吸收利用，減少熱島效應(yīng)；考慮水的分類使用、循環(huán)使用與節(jié)水設(shè)計，加強水體處理應(yīng)用于景觀、灌溉用水，降低城市耗水量，從而降低城市污水處理的能耗，減少污水排放對水源的污染，達到節(jié)能減排的目的。利用非傳統(tǒng)水源，將污水“變廢為寶”。②建筑成為環(huán)境調(diào)節(jié)器。如果人工的建筑物在降低能耗、利用可再生能源的同時可以同步改善現(xiàn)有的自然環(huán)境，那將是一件兩全其美的事情。

5 低碳設(shè)計理念的推廣及完善

通過政策法規(guī)的制定、專業(yè)機構(gòu)的實施推進、經(jīng)濟杠桿的運用、設(shè)計師有目的的引導(dǎo)等手段進行低碳項目的推廣，是行之有效的手段。一個理性的建筑設(shè)計過程加上一個具有延續(xù)性的環(huán)境性能評價過程，才能形成一個完整的循環(huán)。由評價提供的反饋信息最終可以轉(zhuǎn)化為設(shè)計的優(yōu)化策略。