如何在住宅建筑設(shè)計中融入低碳設(shè)計理念

李寶林

（太原王孝雄建筑設(shè)計院有限公司平陽分公司 山西太原 030000）

0 前言

通過查閱多篇文獻統(tǒng)計可知，建筑行業(yè)的耗能總值占據(jù)我國社會總能耗的40%左右[1]。大力發(fā)展住宅建筑低碳設(shè)計是拓展我國建筑行業(yè)發(fā)展空間、提升建筑行業(yè)發(fā)展水平和提高發(fā)展質(zhì)量的關(guān)鍵。住宅建筑低碳設(shè)計指的是，充分利用可再生資源（太陽能資源、生物資源、風力資源等）開展各項生產(chǎn)活動，[1]并大力研發(fā)和應(yīng)用新型低碳化技術(shù)手段以降低住宅建筑能耗量。但是針對目前住宅建筑設(shè)計中低碳設(shè)計理念的應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析可知，目前的很多從業(yè)人員尚未充分理解低碳設(shè)計理念的基本內(nèi)涵及低碳設(shè)計理念在具體設(shè)計工作中的應(yīng)用要點，還沒有足夠重視住宅建筑低碳設(shè)計的實用性、節(jié)能性和環(huán)保性[1]。從而致使住宅建筑實際施工活動受到較大制約，項目投資經(jīng)費損失較大。所以，積極探究低碳設(shè)計理念的基本原理及結(jié)合多篇優(yōu)質(zhì)文獻的深入分析低碳設(shè)計理念在住宅建筑設(shè)計工作中的應(yīng)用要點可以更有效的應(yīng)對上述問題。

1 住宅建筑低碳設(shè)計價值分析

基于低碳設(shè)計理念的住宅建筑設(shè)計工作主要從住宅建筑結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計、結(jié)構(gòu)長期使用環(huán)節(jié)中對建筑物低污染、低消耗和低排放等問題出發(fā)重視建筑節(jié)能化設(shè)計內(nèi)容，改善建筑室內(nèi)外環(huán)境以提升建筑居住舒適度。如果傳統(tǒng)的住宅建筑設(shè)計工作尚未融入先進的低碳設(shè)計理念，那么住宅建筑在施工建設(shè)及后期使用過程中出現(xiàn)了能耗大、資源浪費嚴重、能源利用率低的問題。這不僅會嚴重制約建筑行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，也對房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的發(fā)展空間起到了限制的作用。全方位應(yīng)用低碳設(shè)計理念的住宅建筑設(shè)計工作是推動住宅建筑持續(xù)性發(fā)展的關(guān)鍵[1]，也是建設(shè)解決型社會的本質(zhì)需求；新的低碳化設(shè)計手段、節(jié)能化設(shè)備均處于持續(xù)性的創(chuàng)新發(fā)展之中，其在住宅建筑設(shè)計中的廣泛應(yīng)用也是充分利用及組合社會資源、降低住宅建筑傳統(tǒng)材料對人體的傷害、提升住宅建筑設(shè)計先進性和創(chuàng)新性的關(guān)鍵。

2 低碳設(shè)計理念在住宅建筑設(shè)計中的應(yīng)用策略[2]

2.1 優(yōu)化住宅建筑布局設(shè)計

現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的住宅建筑布局設(shè)計方案為行列式布局方案和自由式布局方案[2]。行列式建筑布局設(shè)計方案的整體性更強，整個建筑布局呈現(xiàn)出統(tǒng)一化、一體化的狀態(tài)；自由式布局方案的自由性更強，業(yè)主在住宅建筑室內(nèi)裝飾裝修過程中的可發(fā)揮的空間更大。但是上述兩種建筑布局設(shè)計方案的室內(nèi)通風性和室內(nèi)采光性能也存在較大的差異，行列式建筑布局設(shè)計方案的建筑背面受風壓影響易產(chǎn)生棄流渦流區(qū)[2]，不僅會影響業(yè)主室外活動時的感受，還會影響建筑室內(nèi)采光[2]；自由式建筑布局方案能夠充分滿足建筑室內(nèi)光照需求和通風需求，且土地利用效率更高、住宅建筑小區(qū)內(nèi)部風環(huán)境更加適宜。因此，在住宅建筑布局設(shè)計的過程中應(yīng)充分利用低碳設(shè)計理念，不斷優(yōu)化住宅建筑布局設(shè)計，促使建筑室內(nèi)通風和采光在滿足業(yè)主生活需求的同時還能顯著降低業(yè)主對空調(diào)系統(tǒng)的使用頻率。

2.2 優(yōu)化設(shè)計建筑形體及朝向設(shè)計[1]

優(yōu)化設(shè)計建筑形體及朝向是建筑低碳設(shè)計的核心內(nèi)容。建筑形體設(shè)計應(yīng)根據(jù)周圍環(huán)境、場地條件和建筑布局，綜合考慮場地內(nèi)外建筑日照、自然通風與噪聲等因素，確定適宜的形體。建筑造型應(yīng)簡約，并應(yīng)符合下列要求：①應(yīng)符合建筑功能和技術(shù)的要求，結(jié)構(gòu)及構(gòu)造應(yīng)合理；②不宜采用純裝飾性構(gòu)件；③太陽能集熱器、光伏組件及具有遮陽、導(dǎo)光、導(dǎo)風、載物、輔助綠化等功能的室外構(gòu)件應(yīng)與建筑進行一體化設(shè)計。建筑設(shè)計人員應(yīng)在充分了解建筑所在地區(qū)的日照情況，并使用日照計算軟件對住宅建筑小區(qū)的光照情況進行計算，以確定住宅建筑的方位及朝向；應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)地理與氣候條件，建筑宜采用最佳朝向或適宜朝向。當建筑處于不利朝向時，宜采取補償措施。

2.3 建筑設(shè)計與室內(nèi)設(shè)計一體化[2]

住宅建筑外立面的圍護墻體是建筑能耗量較大的部位，其能耗量的大小是由住宅建筑圍護墻體面積決定的。而住宅建筑圍護墻體控制因素主要是建筑體型，將建筑體型設(shè)計的均勻合理可以有效控制圍護墻體的外露面積以降低能耗量。建筑設(shè)計應(yīng)按照被動措施優(yōu)先的原則，優(yōu)化建筑形體和內(nèi)部空間布局，充分利用天然采光、自然通風，采用圍護結(jié)構(gòu)保溫、隔熱、遮陽等措施，降低建筑的采暖、空調(diào)和照明系統(tǒng)的負荷，提高室內(nèi)舒適度。建筑設(shè)計與室內(nèi)設(shè)計一體化，可避免在建筑設(shè)計方案確定之后室內(nèi)設(shè)計人員因設(shè)計需求而頻繁更改建筑設(shè)計方案，室內(nèi)裝飾活動影響建筑結(jié)構(gòu)的低碳化設(shè)計效果，造成建筑材料、施工成本的消耗與浪費。

2.4 優(yōu)化住宅建筑外墻設(shè)計[3]

優(yōu)化住宅建筑外墻設(shè)計可顯著降低建筑能耗量，具體的措施是使用質(zhì)量強、強度高、保溫效果好的外墻砌筑材料和涂刷材料。但是在追求建筑外墻材料低能耗的同時也應(yīng)注重安全性設(shè)計，應(yīng)避免建筑外墻在長時間使用階段出現(xiàn)外皮剝落情況的發(fā)生。此外，建筑窗戶是建筑室內(nèi)外能量交換的重要場所，也是低碳設(shè)計的關(guān)鍵位置[3]。建筑窗戶存在冷橋現(xiàn)象，該現(xiàn)象所導(dǎo)致的建筑能源消耗量占總消耗量的10%以上，所以應(yīng)盡量避免該類現(xiàn)象的發(fā)生。這就需要在設(shè)計及施工作業(yè)中安排不同性能材料的排列順序以提升建筑門窗位置處的保溫隔熱性能。其中應(yīng)將墻體保溫材料鋪設(shè)在建筑物的外側(cè)不僅可避免熱橋效應(yīng)的出現(xiàn)，還可避免冷凝水出現(xiàn)在住宅建筑墻體內(nèi)側(cè)[3]。

2.5 增大建筑室外綠化面積

增大住宅建筑室外綠化面積可以高效提升住宅建筑小區(qū)的綠化面積、改善住宅建筑生活區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量、提升居住舒適度。在確定住宅建筑小區(qū)容積率的過程中不僅需要考慮建筑采光效果，還應(yīng)考慮建筑室外綠化面積。建筑綠化面積主要包括了建筑室外地面綠化和建筑屋頂綠化兩部分，建筑室外的綠化設(shè)計方法主要有設(shè)置綠化帶、在人行道兩側(cè)種植花草樹木、依據(jù)住宅建筑小區(qū)地形變化情況劃分多個小型綠化庭院等；建筑屋面綠化設(shè)計方法主要指的是在建筑屋面上種植綠色植物，細分為簡單式綠化種植、花園式綠化種植和容器式綠化種植三種[4]。建筑屋面綠化不僅可以顯著增大建筑室外綠化面積，而且還可以降低太陽光對建筑屋面的敷設(shè)以調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)溫度。但是應(yīng)值得注意的是建筑屋面綠化需與設(shè)備專業(yè)、水專業(yè)和結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計人員做充分的溝通與交流，確保建筑屋面綠化設(shè)計的完整性和可行性。

2.6 提升綠色建筑材料應(yīng)用率

綠色建筑材料指的是基于綠色環(huán)保時代為主題的、具備節(jié)能性、環(huán)保性、無污染性和可循環(huán)使用性等特性的建筑施工材料。目前廣泛應(yīng)用于住宅建筑施工建設(shè)活動中的綠色建筑材料類型主要有環(huán)保地面材料、環(huán)保墻體材料、綠色環(huán)保模板、空氣凈化類材料、保健抗菌類材料、多功能性建筑材料等。大力研發(fā)綠色建筑材料，在住宅建筑設(shè)計中提升綠色建筑材料的應(yīng)用率是低碳設(shè)計理念在建筑設(shè)計中的重要應(yīng)用點。

3 結(jié)語

提升低碳設(shè)計理念在住宅建筑設(shè)計中的應(yīng)用質(zhì)量有利于切實提升住宅建筑發(fā)展空間和市場競爭優(yōu)勢。本文主要分析了低碳設(shè)計理念的應(yīng)用價值及其在住宅建筑中的應(yīng)用要點。