探究低碳建筑設計

錢進

摘要：低碳建筑是指高能效、低能耗、低污染、低排放的建筑體系，從建筑材料、設備到施工建造再到建筑物使用的整個生命周期內(nèi)，采用生態(tài)建筑、節(jié)能技術、生態(tài)材料等，通過合理的開發(fā)強度，減少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量，實現(xiàn)建筑低碳化。低碳建筑的主要特征為舒適宜居、采光通風、節(jié)能減排。低碳建筑全方位體現(xiàn)“節(jié)約能源、節(jié)約資源、保護環(huán)境、以人為本”的基本理念。

關鍵詞：低碳建筑；理念；設計要點

1 低碳建筑設計理念

低碳建筑的理念不僅包括既有能源的優(yōu)化，節(jié)約資源及材料，還包括使用天然材料和本地建材，減少在生產(chǎn)和運輸過程中對能源造成的浪費。

1.1能源組合優(yōu)化

包括新興能源的利用，引入天然氣、輕烴或生物質(zhì)固體燃料，進行燃煤鍋爐改造，減少碳排放，控制大氣污染。可再生能源的利用，風能、太陽能等。工業(yè)余熱的利用。

1.2節(jié)能

采用節(jié)能的建筑圍護結構，減少采暖和空調(diào)的使用。根據(jù)自然通風的原理設置空調(diào)系統(tǒng)，使建筑能夠有效地利用夏季的主導風向。最大限度地利用自然的采光通風。如，建筑在立面上的開窗形式，應盡量滿足自然采光和通風的要求；同時，設計中要貫穿可持續(xù)發(fā)展的理論，如使用各種自動遮陽，雙層幕墻、可調(diào)節(jié)建筑外立面的設計等。通過各種手段，既保證有非常現(xiàn)代化的建筑形象，又能夠達到比較節(jié)能和舒適的目的。建筑要采用適應當?shù)貧夂驐l件的平面形式及總體布局。

1.3節(jié)約資源

在建筑設計和建筑材料的選擇中，均考慮資源的合理使用和處置。盡可能的優(yōu)化建筑結構，減少資源的浪費，提高中水的利用率，力求使資源可再生利用。

1.4采用天然材料

建筑內(nèi)部不使用對人體有害的建筑材料和裝修材料。盡量采用天然材料。建筑中采用的木材，石塊、石灰、油漆等，要經(jīng)過檢驗處理，確保對人體無害。

1.5舒適和健康的環(huán)境

保證建筑內(nèi)空氣清新，溫、濕度適當，光線充足，給人健康舒適的生話工作環(huán)境。

2 低碳建筑設計要點

2.1低能耗建筑設計和低碳建筑設計

“低能耗建筑設計”基于減少對于能源的需求，“低碳”甚至“零碳”建筑設計不僅建立在降低能源需求的基礎上，更值得一提的是要充分利用場地可得到的可再生能源。零碳建筑的電能通常可以在建筑內(nèi)部和城市電網(wǎng)之間雙向流動，自身產(chǎn)生的電量充足時可以補給城市用電量，不足時可以從城市電網(wǎng)獲取，之間相互平衡和抵消從而選到零碳排放。設計中需要權衡通過“低能耗設計”把能源的需求降低到一個適宜的程度和如何使用可再生能源這兩者之間的關系和比重。例如一個指導原則是降低供暖或制冷的能源需求量使之可以用通風系統(tǒng)來彌補，新風率應該足以滿足維系室內(nèi)環(huán)境的良好空氣質(zhì)量，另外同時考慮借助圍護結構的蓄熱性能來吸收和釋放熱量。

2.2減少能源需求

總的來講，降低能源需求最有效的方法是“被動式設計”。例如.根據(jù)太陽、風向和基地環(huán)境來調(diào)整建筑的朝向；最大限度地利用自然采光以減少使用人工照明；提高建筑的保溫隔熱性能來減少冬季熱損失和夏季多余得熱；利用蓄熱性能好的墻體或樓板以獲得建筑內(nèi)部空間的熱穩(wěn)定性；利用遮陽設施來控制太陽輻射；合理利用自然通風來凈化室內(nèi)空氣并降低建筑溫度；利用具有熱回收性能的機械通風裝置。

2.3灰色能源

制造和運輸建筑材料的過程中會消耗大量能源，建造過程也同樣消耗大量能源。我們稱之為灰色能源，比起建筑中使用的供熱制冷能源來講它是隱性的消耗，當上述顯性能源消耗降低時，隱性能源的消耗比例自然升高。灰色能源消耗占有相當?shù)谋戎兀砸胝嬲貙崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展便不能忽視這部分能源消耗。

2.4可替代能源和可再生能源

太陽能可以用來產(chǎn)生熱能和電能太陽能光電板技術發(fā)展迅速。如今其成本已經(jīng)大大降低，而且日趨高效。在住宅中使用太陽能集熱器是一種有效利用太陽能的途徑，目前主要用來為用戶提供熱水。地熱能也是一種不容忽視的能源，由于其溫度相對恒定，所以既能夠在冬季供熱也可在夏季制冷。

2.5整體設計

低碳設計不是建筑設計的附加物，不應把它割裂看待。目前普遍的一個誤區(qū)是建筑設計完成后把低碳設計作為一個組件安裝上去。事實上，從建筑設計之初就應該考慮低碳的因素使之與設計整合，并使得一種手段能夠達到多種功效。例如使用太陽能光電板作為遮陽板來阻擋過多的太陽輻射。減少能源需求的同時能夠縮小供熱和制冷系統(tǒng)的設備規(guī)模，甚至能夠完全擯棄傳統(tǒng)的供熱制冷系統(tǒng)。又如低碳辦公摟設計無需采用傳統(tǒng)系統(tǒng)，僅利用地熱以及人體散熱及辦公設備等產(chǎn)生的熱量并采用熱回收設備便可滿足冬季供熱。

2.6現(xiàn)代建造方法

現(xiàn)代建造方法旨在盡可能地采用非現(xiàn)場的施工手段來完成建筑的建造。旨在減少濕作業(yè)，提高施工效率，提高施工質(zhì)量，達到更高的客戶滿意度，它是環(huán)境保護，可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一，并且使施工進度更加可控。采用現(xiàn)代建造方法可以大大縮減工地施工時間，提高工地施工的安全度，并彌補一些建造工業(yè)和技術上的缺陷。現(xiàn)代建造方法要求施工工人具備較高技術水平，能夠減少工人的數(shù)量，總體上縮減了勞動力。現(xiàn)代建造方法要求設計方案時便加以考慮，要求改進彌補傳統(tǒng)的建造工藝和技術，這從短期來看會提高整體施工造價，因為現(xiàn)代建造方法需要高技術的工人，這是目前所稀缺的。勞動力技術上差別會帶來價格上相對較大的差異，加上技術上的改進帶來的一系列設備更新費用和培訓費用，造價會增加約30%左右。從長遠來看，建造方法帶來的造價問題會逐漸下降，更重要的是施工完成度、施工質(zhì)量將會大幅提高。施工現(xiàn)場對于環(huán)境的影響會大大減小。現(xiàn)代建造方法越來越被看作是低碳建筑不可或缺的一部分。

2.7可再生能源技術一體化設計

隨著科學技術的發(fā)展，可再生能源逐漸被發(fā)掘并不斷應用于經(jīng)濟之中。將建筑與可再生能源技術相結合，進行一體化設計，不但有利于提升建筑本身的使用功能，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能低碳的效果，將低碳理念充分貫徹實施。當下，我國低碳式建筑設計中與太陽能技術相對整合得較好。在利用太陽能節(jié)約生活用能之外，更能將其進行轉(zhuǎn)化，如使用太陽能熱水器等集熱器將太陽能轉(zhuǎn)化成為建筑用能，以提升集熱效果，使低碳式建筑的構建所需能源得到節(jié)約，修建安裝難度大大降低。

2.8水、熱環(huán)境設計

在低碳式建筑設計之中，水、熱環(huán)境的有機結合也是重要關鍵的技術之一。在節(jié)水方面，需要綜合考慮水質(zhì)和水量兩方面的問題。而低碳式建筑中大多采用節(jié)水型設備，在收集雨水的同時能夠處理污水；而對于小區(qū)一般常見的景觀用水，在低碳式建筑設計之中也大多加以一并考慮，從而實現(xiàn)對水資源的綜合利用，與水環(huán)境的和諧相處。在熱環(huán)境方面，低碳式建筑也應加以充分考慮，通過利用太陽能等，不但要顧及建筑設計小區(qū)的熱供應的舒適性，也要充分顧及節(jié)能環(huán)低碳的要求。

3 結語

低碳式建筑的設計，需要廣大的建筑設計人員與時俱進，轉(zhuǎn)變以往的建筑設計理念，從節(jié)能、環(huán)保、低碳等多個方面綜合考慮低碳式建筑的設計方法，并結合現(xiàn)代化科學技術，探究高效實用的低碳式建筑設計技術及方法，從而推動我國低碳式建筑設計的發(fā)展與進步。

參考文獻

[1]尹宏宇.低碳式建筑設計技術及方法[J].黑龍江科技信息2013

[2]韓放.低碳式建筑設計方法及相應技術[J].民營科技，2013

[3]李越低碳式建筑設計技術及方法[J]民營科技2011

（作者單位：安徽省城建設計研究總院股份有限公司）