低碳概念下的礦山礦山建筑設計符合環保發展設計分析

吳廣惠

（靖遠煤業工程勘察設計有限公司，甘肅 白銀 730913）

低碳概念實際上要求在生產生活中能夠盡可能使用可再生能源，減少對不可再生資源的依賴，同時應積極合理應用清潔能源，以此減少對環境的污染，總體而言屬于較為全新的生活理念。實現煤礦行業的穩定發展，積極將礦山建筑設計與低碳概念融合是建筑企業面對的重要問題。為此，在建設設計中對低碳理念合理運用、積極應對，還需建筑企業能夠結合實際發展需求以及現狀探討科學的應用策略，保證礦山建筑設計的合理可行性。

1 低碳設計的概念以及原則

（1）低碳礦山建筑設計基本概念。在礦山行業良好健康發展中，利用新技術、新工藝，通過不斷創新及轉型等方法，可有效實現礦山產業的健康可持續發展。低碳設計能有效的減少能源消耗實現節能減排的效果。所謂低碳設計是在礦山建筑設計中綜合考慮建筑建設需求與標準多方面因素并將先進的節能減排技術以及綠色環保施工材料、設備、施工技術等合理應用，從而減少對能源資源的損耗，并在降低建筑三廢排放量的基礎上實現對生態環境的保護[1]。這就要求礦山建筑設計專業人員在設計工作中不僅需要考慮建筑立面形式以及基本使用功能等，還需要充分考慮設計中建筑節能減耗的作用以及效果，不斷設計并建設出高收益、低能耗的綠色礦山工程。

（2）低碳概念下礦山礦山建筑設計原則。①與整體設計相協調的原則。低碳概念下對礦山建筑進行設計時，應對當地特色文化內涵進行分析研究，在掌握文化特色的基礎上了解不同建筑類型的特點，并在設計中融入當地文化特征以及建筑特點。與此同時選擇應用與建筑相符的新型能源材料或節能技術等，在滿足建筑建設的美感，融合綠色低碳環保的建設要求下，對礦山工程應具備的功能以及發揮的作用不斷完善，提升礦山建筑設計品質，保障礦山建筑設計建設質量。②節約能源資源消耗。節約資源能源的消耗是礦山礦山建筑設計對低碳理念應用融合的重要體現，而這也是低碳概念下礦山建筑設計應遵循的另一原則。因此在設計過程中應能綜合多種技術最大程度減少礦山工程對環境的影響和污染，同時通過設計對多種資源能源等進行綜合，遵循節能低碳的原則提升資源利用效率，以此達到低碳環保要求。在礦山行業，這顯得尤為重要。③安全舒適。礦山行業，安全是非常重要的命題，不容疏忽。在低碳概念下礦山礦山建筑設計不僅需要提升對資源能源的利用率，減少環境污染等，更應在低碳設計中堅持建筑安全舒適的基本原則，將建筑質量安全以及安逸舒適作為礦山建筑設計的主要標準。

2 低碳概念下礦山建筑設計面臨的問題分析

（1）礦山建筑設計中綠色環保材料的應用效果偏低。造成綠色環保材料應用效率偏低的重要原因則是進行礦山工程設計的工作人員自身素質較低，設計水平不足，在設計實踐過程中對低碳理念的踐行和應用不到位等[2]。主要體現為部分礦山建筑設計工作人員對綠色環保建筑材料的認識不足，不能掌握了解其功能特點以及具體的應用價值和標準等。與此同時，在綠色環保材料選擇過程中存在隨意性，并未對礦山工程功能需求、用途以及建設標準等方面綜合分析研究與之對應的綠色環保材料，而是隨機應用選擇相關但與礦山建筑設計需求不符的綠色環保材料，從而導致材料利用率偏低，整體作用難以有效發揮。

（2）建筑保溫以及形狀的設計科學合理性不足。造成低碳概念下礦山建筑設計效果不顯著的另一重要問題則是對建筑保溫、建筑形狀在設計時明顯缺乏科學合理性，導致建筑能耗過多等問題尚未完善解決。造成這一設計現象的原因集中于兩方面，一是部分礦山建筑設計人員缺乏對低碳理念基本概念的深入理解，對低碳概念下礦山建筑設計的原則不清晰明確，尤其是未結合當前建筑發展要求以及節能環保要求等進行針對化設計，從而使得建筑形狀、保溫設計水平偏低。二是低碳要求下，相關礦山建筑設計人員對建筑形狀、保溫設計的經濟型、可行性考慮缺乏全面性，難以實現預期設計效果和作用。

3 低碳概念下礦山建筑設計的應用策略

（1）科學選擇建筑材料。建筑材料是礦山工程施工中產生能源以及污染的常見原因，并且大部分建筑材料對環境會造成不同程度的污染。針對此在礦山建筑設計中應結合礦山工程要求盡量多選擇合理的工業化成品以及循環可利用的建筑材料。避免應用能源含量較高的材料，以此有效降低并科學控制礦山工程二氧化碳排放量。另外加強對新材料的應用，但在實際設計以及應用時應以材料的源生態性以及地域性為基礎，在實現節能減排的基礎上降低施工建設成本。

（2）圍護結構墻體設計合理優化。對圍護結構墻體設計合理優化能夠提升礦山工程的保溫效果，設計過程中應注意以下幾點：其一，外墻是維護結構的重要組成部分，通常建筑圍護結構多以填充材料為主，應堅持加強荷載、提升保溫、隔熱的原則進行設計并選擇高效且質量較輕的保溫材料。在寒冷地區材料層次布置的差異會影響整體保溫效果，而將保溫設置在外側能夠有效防止墻體內產生冷凝水。其二避免高層建筑圍護墻體設計應用輕質保溫材料。主要是輕質保溫材料在應用后存在明顯的不足，不僅整體抗震能力差，具有松散性且外部承重能力偏低等。同時這一復合墻墻體內由于受到框架梁拉等嵌入容易產生冷橋等問題，影響整體保溫隔熱效果。其三，重視應用性價比良好的保溫材料，以先進保溫技術做支撐。對保溫層合理設計并且明確建筑保溫設計方案。尤其在設計過程中應對低碳概念合理應用，對保溫設計相關內容合理細化，強化保溫效果的同時實現低碳目標。其四，在建筑墻體保溫設計工作中融入低碳概念，相關設計人員可結合實踐效果對建筑形狀進行改變，合理應用自然可再生能源資源提升低碳設計價值。如通過對礦山建筑設計合理的體形和平面形式能夠促進室內空氣暢通性，以此減少傳統供暖或制冷方式對耗費的能源以及污染等，對低碳建筑理念有效落實。

（3）積極踐行綠色礦山建筑設計理念。綠色礦山建筑設計理論不僅體現了節能減排環保的建筑要求，同時體現了低碳設計概念。在對低碳以及綠色礦山建筑設計理念進行落實實踐時，可圍繞建筑區域綠化水平與設計工作展開，即對建筑區域內植物景觀的合理設計應用。一方面通過設計植物景觀能夠使其產生良好的光合作用，對建筑應用中產生的二氧化碳進行吸收，以此減少碳排放量，對空氣環境等進行凈化。另一方面設計合理的植物景觀能夠提升建筑的美觀度，并通過植物景具有的防塵、遮陽以及凈化水體等作用實現節能減排效果，體現低碳概念。

（4）重視建筑位置以及朝向選擇設計。建筑位置的設計與選擇首先應考慮其對城市環境的影響。日照不僅有益于人體健康，同時有利于提升建筑節能低碳效果，但若是建筑容積率偏高則難以滿足日照需求。因此在對建筑位置進行設計選擇適應結合日照原理，對建筑走向和朝向進行確定，確保不同建筑能夠盡可能接收更多太陽能。由于受到朝向與季節的影響，建筑物獲得太陽輻射熱能量不同，并存在一定熱損失。與夏季相比，冬季冬至前后太陽高度角相對偏低，而獲得的太陽光線面積更多。因此對建筑方位進行確定時應注重對環境實際情況的考慮，即根據太陽高度角制定出日影響圖后，分析明確建筑在冬季的日照時間，進而對建筑進行設計時應保證南向開窗面積更大，使夏季獲得光線面積少于冬季。同時以獲得充足采光條件為基礎，盡可能減少北向與東向窗朝向，使建筑熱損失量減少，保證室內溫度環境舒適度。

（5）綜合利用可再生能源。對可再生能源綜合利用，并將可再生能源技術與建筑有機結合，能夠實現建筑一體化設計，促使多功能建筑合理形成，從而利用可再生能源滿足礦山工程使用功能和作用，提升節能減排效果，落實低碳概念。其中光伏建筑一體化、風能建筑一體化得到了廣泛的應用，并發揮了良好效果。其中太陽能在礦山建筑設計中應用更為常見，并且更適合礦山建筑設計施工中。在礦山建筑設計中應用太陽能則是通過對太陽能量進行收集并轉化，并在制冷與空調技術中合理應用。太陽能熱水器、太陽能除濕式制冷器是通過太陽能集熱器對太陽能進行利用的主要方式。在礦山建筑設計中應用太陽能集熱器時，為了提升對太陽能資源的利用率，應根據日照特點以及其獲得太陽熱量的效率對集熱器朝向進行調整，盡可能獲得更多熱量，以此減少對其他污染較大能源的應用。

4 總結

總而言之在當前建筑可持續發展要求背景下將低碳概念融入礦山建筑設計中不僅對提升煤礦行業的經濟、生態環境以及社會等綜合效益產生著重要作用，更能發揮礦山工程設計使用功能，滿足各群體對建筑的基本需求，實現綠色建筑建設目標。但在礦山建筑設計中對低碳概念應用時，需要相關設計人員能夠把握低碳概念發展方向與具體內涵，在明確低碳礦山建筑設計原則的基礎上針對低碳礦山建筑設計存在的問題選擇應用合理的應對措施與方法，通過選擇合理的建筑環保材料、加強對可再生能源的綜合應用設計、堅持綠色環保理念等方式提升低碳礦山建筑設計水平，不斷降低建筑在施工、使用過程中對環境造成的污染和危害。