低碳概念下的建筑設計策略運用

梁效銘，李錫濤

（中國建筑第二工程局有限公司華東公司）

1 低碳理念在建筑設計中的必要性分析

1.1 低碳設計是建筑設計企業發展的必經之路

低碳綠色理念是目前建筑行業發展最重要的指導思想之一，建筑企業都在積極進行低碳設計的研究，響應國家綠色低碳發展的號召，提高工程建設水平。對建筑工程項目來說，設計是龍頭，是項目最重要的基礎，設計的質量直接影響工程項目的水平。設計單位應順應創新趨勢，在設計階段全過程中融入低碳理念，促進設計規劃和方案在后期施工階段發揮作用，提高企業發展的核心競爭力。

1.2 在設計階段引入創新低碳理念可以提高經濟效益

目前，我國經濟飛速發展，城市居民的生活質量也日益提高，人們開始對居住的生態、健康、環保等方面提出要求。在建筑設計中應用新材料和新技術，進行綠色、節能設計，貫徹低碳理念，將更高標準的創新型項目推向市場，吸引更多消費者，可以大大提高企業的經濟效益[1]。

2 低碳設計的基本要求和原則

2.1 優化能源組合

在基于低碳理念進行設計時，需要保證建筑的低碳環保，合理使用光伏、風能等新型綠色能源。經過對能源的優化組合，控制建筑項目的整體碳排放量，降低污染，減少對自然環境的影響。

2.2 能源節約

在引入綠色能源的同時，還需要考慮能源的節約問題。可以將墻體溫度設計作為低碳設計的重點，設計師綜合考慮建筑的通風及保溫性能，基于低碳理念，利用自然風及太陽光，實現內部溫度的調控。同時，應盡可能使用新型節能環保建材，降低建筑在后期使用時能源的消耗，達到節能效果。

2.3 健康環保

在選擇建筑材料時，需遵循綠色環保的要求，盡可能選擇天然材料。同時，設計師要熟悉建材的特性和功能，避免有害材料的使用；即使是某些天然物質，使用前也必須經過專業處理，質量等方面要符合國家檢測標準。

3 低碳理念下建筑設計策略應用研究

低碳理念下的建筑設計是指在設計階段（見圖1），綜合應用綠色建筑技術、新能源材料和新型環保建材，有效降低能源消耗和污染物排放，為人們營造生態、宜居建筑空間的建筑設計。

圖1 低碳建筑結構示意圖

3.1 充分考慮陽光和熱量需求

基于低碳理念的建筑設計，在初級階段就需要設計師充分考慮項目所處的地理位置及環境，依據項目的實際光照要求，通過計算模擬實現對自然光的充分利用，將陽光最大化應用在室內采光和采暖中。設計師要充分結合建筑的朝向、樓間距、建筑地理位置、建筑周邊環境影響等因素進行綜合考量。例如，在夏季，為了降低建筑吸收的熱量，可以在屋頂設置自動化的遮陽棚，阻擋烈日的暴曬。合理規劃通風系統，將建筑內的熱量排出，盡量減少室內空調的使用，降低能耗。冬季時，通過對建筑結構、層次和布局的合理調整，增大陽光照射面積，幫助保持室內溫度[2]。

3.2 規劃節能低碳空間

低碳理念需要滲透到建筑設計的各個階段。建筑在具有完整使用功能的同時，還需要將建筑與生態環境融為一體，實現建筑與自然的和諧發展，使建筑既不破壞自然環境，又與自然環境相得益彰。同時，要科學控制建筑面積，減少建筑資源的消耗。建筑空間的有效利用不僅可以延長建筑的使用壽命，還可以減少建筑資源的浪費。規劃節能低碳空間可以降低能耗，實現低碳設計。

3.3 合理使用綠色建筑技術

為了優化建筑內外環境，對室內環境問題，如溫度、采光、空氣質量等進行合理規劃。空調調節室內空氣溫度會讓人感覺舒適，但長期使用會對身體健康產生影響，而且空調系統的耗電量很大。因此，為了營造舒適的自然居住環境，溫度、采光、空氣流通都可以充分利用自然能源，滿足居民的日常生活需要。室外環境應與建筑的地理位置相結合，設計應合理，保證建筑的自然通風和自然采光。在施工過程中，可采用新型保溫材料避免室內溫度上升。同時，應盡可能分析當地氣候變化，最大化利用綠色再生能源，實現綠色建筑的基本理念。

3.4 合理選擇綠色建筑材料

在建筑設計中應用低碳理念，積極使用新型綠色環保建材是必不可少的一部分。綠色環保建材可以減少對環境的污染和能源的消耗。在傳統的建筑工程中，設計和施工階段選擇的材料很多都含有甲醛、一氧化碳等有毒污染物，對環境和人身安全產生威脅。同時，傳統的工程材料應用性能與現今不斷研發的新型建材相比有較大差距。為了滿足工程規劃建設需求，設計師大都會通過增加建材數量的方法，導致大量建材的使用，產生了更多建筑垃圾，無論是使用填埋還是燃燒的方式處理，都會對環境造成嚴重污染。

因此，必須選擇新型綠色建筑材料，實現材料的良性循環應用。例如，新材料保溫板和防水材料等。這些新材料既可以滿足建筑質量的要求，減少能源消耗，控制環境污染，還能使設計師充分利用項目周邊資源，提高資源利用率，減少材料消耗和浪費，保證項目的經濟效益[3]。

3.5 建筑外形設計優化

在低碳理念下，建筑設計需要注重建筑外形的優化。例如，在外墻設計中，積極引入新結構、新技術，降低能耗，滿足節能減排的要求。在墻面造型中，材料的選擇、形狀和色彩的合理搭配應考慮能量的利用。在屋頂建筑的規劃設計中，屋頂綠化的種植方式既能防止夏季高溫，又能起到冬季保溫的作用，同時起到美化環境的效果。在窗戶的規劃設計中，窗墻比的設計多選擇中空玻璃和鋁框的窗戶進行保溫，這不僅符合室內照明和采暖的設計要求，還可以有效控制能耗，滿足低碳理念。建筑外形優化設計直接關系到建筑能耗。設計師必須積極借鑒國內外優秀的設計案例，加強低碳理念在建筑設計階段的應用。

3.6 基于低碳設計，增大空間利用率

人們對建筑空間有不同的需求，為了減少碳排放和環境污染，設計師在設計過程中必須考慮不同功能空間的不同需求。具體建造中，首先要以設計為導向，注重建筑空間的安全性和舒適性，其次要控制工程項目的整體造價。采取合理方式提高建筑空間利用效率是提高經濟效益的重要途徑。在人口密集、可用地相對較少的地區，通過靈活設計不同的建筑空間，可以解決這一問題。

3.7 科學使用綠色能源

現代低碳建筑設計應充分利用當地可再生資源，結合自然地理條件，科學選擇節能體系，合理利用能源。設計師要考慮到建筑的保溫性，積極探索在建筑供暖過程中使用新能源的可能性，進而降低能耗，控制環境污染和二氧化碳排放。在建筑設計的各個方面，科學利用可再生能源代替傳統能源，高效利用清潔可再生的太陽能、風能等，實施建筑低能耗工程，在保護環境的同時，提高建筑設計的整體水平。

3.8 建筑智能化、數字化設計

在實踐中，無論是簡單的建筑結構形式還是復雜的建筑結構形式，面對當前日益增長的市場需求，整體設計難度在不斷增大。在應對復雜設計時，滿足低碳設計理念，要積極利用計算機信息技術、BIM技術等新興數字技術的優勢，通過構建智能設計框架系統，以建設項目為目標，對設計方案和建筑信息模型進行直觀展示，便于設計師調查和對比分析設計方案，探討方案是否符合低碳建筑的價值。建筑智能化設計可以從樓宇控制系統入手，進行節能減排，這對低碳理念在實際項目中的應用具有很高的借鑒價值，設計單位應該從資金和技術人才等方面給予有效支持。

4 結語

綜上所述，在遵循低碳設計原則的基礎上，利用規劃手段，結合綠色能源，依托綠色建筑技術和綠色建材進行建筑空間的數字化、智能化節能改造和設計，可從根本上降低建筑物的能耗，提高資源循環利用率，打造科學、合理的低碳節能建筑空間。