碳中和理念下的建筑一體化設計

謝 渤

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

隨著全球二氧化碳排放量逐漸增加，全球變暖問題也愈發嚴重，不利于人類的生存以及發展，因此，降低我國實際二氧化碳排放量成為迫切需要解決的問題。針對二氧化碳排放問題，我國開始倡導低碳理念，并將低碳理念融入到各個行業中。根據調查顯示，建筑行業不僅需要較大的能源消耗，還會產生較多的二氧化碳，對我國生態環境有著嚴重危害。建筑行業在發展過程中，需要促進節能減排理念的應用，有效減少二氧化碳的排放量。在進行建筑一體化設計過程中，需要節能減排理念運用到建筑設計的各個環節，促進建筑設計向綠色化發展。

1 碳中和理念提出背景

由于二氧化碳排放量的逐漸上升，全球變暖成為我國急需解決的問題。圖1（2011年—2020年我國二氧化碳排放），為了能夠保護我國生態環境，改變我國氣候現狀，針對二氧化碳實際排放情況，推行碳中和理念，降低我國各個行業二氧化碳排放量，有效改善我國氣候現狀以及生態環境。碳中和理念在我國各個行業中應用，能夠在減少二氧化碳排放量的同時，減少行業生產資源以及能源的消耗，促進我國行業可持續發展，保證我國行業發展經濟效益，我國社會經濟發展提供更多支持。建筑行業是我國能源消耗以及二氧化碳排放量較多的主要行業，碳中和理念下，需要建筑行業在各個環節中實現節能減排，有效減少能源消耗以及二氧化碳排放，促進建筑行業向著綠色化發展。建筑行業需要轉變傳統的建筑設計方法，在設計過程中降低能源消耗，減少二氧化碳排放量，建筑一體化設計是針對建筑綠色化發展提出的設計方法，能夠將節能減排理念融入到建筑設計的各個環節中，優化建筑設計過程，使建筑行業更加符合社會發展需求。

圖1 2011年—2020年我國二氧化碳排放量

2 碳中和理念下建筑設計的優勢

2.1 減少資源消耗

建筑設計過程中出現大量的資源浪費，減少建筑設計過程中的經濟投入。在傳統的建設設計過程中，建筑設計人員缺少可持續發展意識，選擇建筑材料時對各項因素考慮不充分，導致建筑資源消耗過大，造成較多的資源浪費，影響建筑設計所產生的經濟效益。碳中和理念下，建筑設計人員節能減排的意識逐漸提升，在選擇建筑材料時，會充分考慮建筑材料的整體性能，以及在建筑施工過程中會產生的資源消耗，避免造成大量的建筑資源浪費。設計人員會選擇耐用性較高以及強度較大的材料，這樣能夠在保證建筑設計質量的同時，有效減少建筑資源的消耗。建筑設計中對節能環保型建筑材料的應用也越來越多，并且對傳統的建筑方式進行創新，建筑一體化以及裝配式建筑方式應用越來越廣泛，有效降低了建筑資源的消耗。

2.2 改善生態環境

在傳統的建筑施工過程中，對生態環境的污染較為嚴重，給人們的日常生活也造成較大的影響。建筑施工過程中需要較多的機械設備進行輔助施工，機械設備運行過程中產生較大的噪音，給人們的生活環境造成影響。建筑施工區域粉塵污染較為嚴重，周圍環境也較為容易受到其影響，隨著建筑工程施工規模的逐漸擴大，對生態環境的影響也越來越嚴重。碳中和理念下，建筑施工過程中更加重視綠化問題，合理利用建筑施工周圍土地資源，對其進行綠化建設，減少對人們日常生活的影響以及對生態環境的污染。加強建筑施工周圍土地綠化，還能夠有效吸收建筑施工中所產生的二氧化碳，有效減少建筑施工中所產生的二氧化碳排放量。

2.3 節約水資源

給排水管道設計是建筑設計中的重要內容，能夠為人們提供生活用水，滿足人們生活中對水資源的基本需求。設計人員在進行建筑給排水管道設計時，沒有按照建筑的實際需求進行設計，導致給排水管道設計不合理，造成大量的水資源浪費。碳中和理念下，設計人員將節能減排理念融入到給排水系統設計中，根據建筑的實際需求設計進行給排水管道設計，保證給排水管道分布科學合理，滿足人們日常用水需求的同時，實現節約水資源，避免水資源浪費較多，給我資源供應帶來較大的壓力。給排水管道需要配合建筑內部的節能器具使用，這樣才能夠有效達到節約水資源的目的。設計人員可以為給排水設計循環利用管道，將居民用水凈化后，用于洗車、灌溉、清掃等工作，充分利用水資源，實現建筑行業的節能減排。

2.4 降低能源消耗

建筑使用過程中需要消耗較多的能源，加上人們缺少節能減排意識，使建筑能源消耗越來越快，二氧化碳排放量也越來也高。碳中和理念下，建筑設計更加注重節能減排，為了能夠減少建筑使用過程中產生的能源消耗，建筑設計過程中會使用太陽能能源代替傳統能源，將太陽熱量轉化為能源，實現為建筑居民供暖。照明系統使建筑設計中的重點，照明系統運行過程中所需要消耗的能源較多，設計人員可以使用節能燈具代替傳統燈具，有效節約照明系統的耗能，在建筑樓道內部安裝節能聲控燈，為人們提供照明的同時，減少建筑中能源的損耗。在選擇建筑內部其他基礎設施時，設計人員要選擇低碳節能型設施，有效節省建筑能源消耗以及降低二氧化碳排放量，使建筑設計能夠符合碳中和理念的要求，為推動建筑行業可持續發展做出貢獻。

3 碳中和理念在建筑中的應用

碳中和也被稱為碳補償，主要目的是應對全球變暖問題，減少二氧化碳的排放量，降低能源消耗，促進全球生態環境可持續發展。碳中和理念需要對我國每年平均排放二氧化碳量進行計算，在利用植樹或者是其他方式抵消二氧化碳的排放量，從而達到中和二氧化碳的目的，避免生態環境進一步惡化。傳統的建筑設計環節較多，對建筑的不同區域需要分開設計。碳中和理念下進行建筑設計，對于建筑的整體性要求較高，需要保證建筑一體化，設計人員需要考慮的設計因素也較多。建筑一體化設計能夠有效減少建筑施工過程中二氧化碳的排放量，降低能源消耗，減少建筑施工過程中對生態環境的影響。碳中和理念下，建筑一體化設計過程中，設計人員可以使用新型節能能源作為建筑主要能源，能夠有效減少二氧化碳的排放量，使建筑設計向著綠色化發展。

4 案例分析與對比

4.1 丹麥生態住宅

丹麥生態住宅主要以碳中和理念為依據進行設計，在碳中和理念下實現了建筑一體化，充分利用太陽能以及自然采光為居民提供基礎的能源保障，有效減少了二氧化碳的排放量。如丹麥生態住宅使用了太陽能集熱地板，在屋頂安裝太陽能集熱地板，利用太陽能地板吸收熱量轉化為能源，滿足居民日常生活供暖。太陽能地板的應用，能夠節約較多的能源。（圖2丹麥生態住宅）

圖2 丹麥生態住宅

丹麥生態住宅除了配備太陽能集熱板，還安裝了太陽能電池，能夠對住宅屋外窗簾進行遙控，降低太陽能照射的同時，將太陽能轉換為能源進行儲蓄，為住宅供暖提供保障。丹麥生態住宅在建筑設計過程中，保證了建筑的功能性，加強建筑整體保溫工作，實現物理供暖，減少了供暖過程中產生的能源消耗。利用太陽能集熱板以及太陽能電池，收集以及儲存熱量，并將熱量轉化為能源滿足居民的日常生活使用。

4.2 寧波諾漢丁漢大學可持續能源技術研究中心

寧波諾丁漢大學可持續能源技術研究中心就是以碳中和理念為基礎，融入綠色技術研究成果所設計出的一體化建筑。建筑整體對能源消耗較小，并且能夠減少的二氧化碳的排放量，充分利用自然能源實現建筑供暖、照明等。建筑主要利用太陽能、風能以及淺層地熱等再生能源，不需要消耗電力也能夠滿足建筑整體照明以及供暖需求，與正常建筑的能源消耗相比，一體化建筑消耗能源更少，二氧化碳排放量更低。該建筑設計縮小了建筑整體大小，從而實現降低建筑耗能，并且通過泡沫防護等措施，加強建筑內部外部保暖工作，減少在供暖上建筑對能源的消耗以及二氧化碳的排放，使用節能燈具進行照明，降低照明系統在建筑中的耗能。其中所采取的被動式節能設計，可以通過建筑體型、覆土設計、圍護結構設計、熱質材料設置、自然在光等措施，減少建筑在使用過程中所消耗的電力，能夠有效達到節能的目的。建筑中所使太陽能、風能等再生資源，可以不依賴電網進行發電，就能夠滿足建筑的用電需求，實現能源的循環利用。

5 碳中和理念下的建筑一體化設計措施

5.1 加強對周圍環境的保護

碳中和理念下進行建筑一體化設計，需要加強對建筑區域周圍環境的保護，擴大建筑區域周圍綠化面積，利用植物進行光合作用吸收二氧化碳，降低建筑工程施工中二氧化碳的排放量。設計人員在進行建筑一體化設計時，要充分考慮建筑周圍情況，如果建筑區域周圍植物較多，設計人員可以采取合適的保護措施保護植物，同時，可以加強周圍植物綠化范圍，種植合適的綠化植物，降低建筑工程施工對環境的影響。設計人員在設計過程中，需要對建筑體積以及建筑材料進行分析，通過縮小建筑體積的方式，降低建筑使用過程中的能源消耗，結合建筑區域周圍環境選擇合適的環保綠色建筑材料，減少建筑材料中的有毒物質對環境的影響，設計需要充分融入碳中和理念，保證建筑設計更加符合環境的發展需求。

5.2 太陽能熱空間和溫度梯度場房間設計

碳中和理念下進行建筑一體化設計，需要在降低建筑耗能的同時，降低二氧化碳的排放量，設計人員可以將再生能源應用到設計當中，再生能源的應用，能夠有效降低建筑在使用過程中的能量消耗，并且能夠滿足建筑居民日常的生活需求。設計人員在進行太陽能熱空間和溫度梯度房間設計過程中，需要對房間布局進行合理規劃，充分保留房間的熱量，這些熱量可以轉換為能源，為建筑提供有力的能源支撐。太陽能熱空間主要是吸收太陽光照以及太陽熱量，符合碳中和理念下建筑一體化的設計需求。建筑一體化設計還需要配備風能，陰雨天太陽能洗吸收的熱量不足，可能會導致建筑供暖系統出現問題，這時候可以利用風能發電實現供暖。

5.3 自然采光地設計

碳中和理念下建筑一體化設計越來越符合現代建筑發展的需求，有效減少了建筑施工所造成的污染以及建筑使用過程中產生的能源消耗。建筑一體化設計過程中，照明系統對能源的消耗較大，會導致二氧化碳排放量持續增加，設計人員在進行建筑照明系統設計時，可以利用自然采光實現建筑照明，減少建筑照明系統對能源的消耗。設計人員要利用建筑自然采光，保證建筑室內采光較好，減少建筑白天照明系統的使用頻率。設計人員可以采取鏡面折射的方式，增加建筑室內明亮度，滿足人們日常生活的照明需求，盡量保證建筑室內窗戶較大，使建筑能夠受到更多的陽光照射，增加建筑室內整體明亮度。

5.4 考慮建筑整體環境

碳中和理念下建筑一體化設計需要設計人員考慮建筑整體，保證建筑整體質量以及協調性。設計人員在設計的過程中，要了解建筑區域周圍環境情況，將碳中和理念更好的融入到建筑設計中。建筑一體化設計要符合地區特色，能夠展示區出建筑所在地區的文化風貌，確保建筑與周圍環境的協調統一性。設計人員可以擴大建筑設計中的綠化范圍，采用合適的節能環保材料作為建筑的主要材料，有效減少建筑耗能以及二氧化碳排放，保證建筑特色的同時，促進建筑設計向著綠色化發展。

碳中和理念在建筑一體化設計中應用，能夠有效建筑使用過程中所產生的能源消耗，能夠避免環境污染問題，有利于改善生態條件，促進建筑行業可持續發展。在進行建筑一體化設計的過程中，不僅需要追求建筑外型美觀性，還需要考慮建筑施工過程中對于能源的消耗，促進建筑能夠向著綠色化的方向發展。在進行建筑一體化設計的過程中，應將碳中和理念融入其中，并能夠在建筑設計過程中尊重自然，提高建筑一體化設計的生態效益，從而降低建筑應用對能源的消耗。建筑設計一體化中應多運用新能源，太陽能空調、太陽能光伏發電、風能發電技術等，能夠有效降低能源的消耗，達到節約能源目的的同時，提高能源使用效率。

6 結語

綜上所述，碳中和理念下建筑一體化設計，能夠合理應用建筑資源，實現節能減排，對推動建筑行業綠色化發展有著重要作用。