低碳概念下的建筑設計應對策略

賈晉文

（山西省建筑設計研究院有限公司，山西太原 030013）

0 引言

低碳概念在建筑行業領域應用，有助于建造環境友好型建筑，減少建筑工程施工中的固體廢棄物、廢水、廢氣排放，改善周圍生態環境。因此，在建筑設計中積極融入低碳理念，強調選擇節能環保型建筑材料和施工技術，創設更加健康、綠色的環境。但實際上，此種設計中也可能引發新的問題，過分關注建筑物外觀設計，而忽視了建筑物的節能功能，催生了很多高耗能、低效益建筑物，同樣會對環境產生污染和破壞。鑒于此，建筑設計中應該全面貫徹落實低碳理念，與可持續發展戰略相契合，以此來提升建筑設計質量，建造更多高質量的建筑物，為建筑行業高維度發展做出更大的貢獻。

1 低碳建筑的內涵和優勢

1.1 內涵

相較于傳統建筑，低碳建筑能耗更小，對生態環境更加友好，因此其內涵更加豐富，可以從以下幾點來詮釋：①建筑設計中需要充分貫徹彰顯節能環保理念，包括工程規劃設計、施工、裝修以及后期使用各環節，與低碳經濟發展要求相契合。通過建設低碳建筑，盡可能減少對生態環境的污染和影響，契合實際情況，創設更加舒適、健康、低碳的環境[1]。②建筑設計要多方考量資源、能源、施工材料的使用情況，尤其是要減少煤炭、煤氣等不可再生資源的使用量，引入太陽能等可再生的清潔能源，在不影響工程質量、安全的前提下，合理配置各類資源，便于創造更加理想的效益[2]。③資源合理利用，對于建筑工程施工中所產生的建筑垃圾、生活垃圾合理化處理，盡可能減少垃圾所造成的碳排放。在建筑設計中全面貫徹低碳理念，力求建造環境友好型建筑物，在保留傳統建筑物的功能基礎上，有別于傳統建筑物，成為自然環境范疇的有機構成體。通過此種方式，實現建筑物和環境和諧統一，為人類社會可持續發展奠定堅實保障。

1.2 優勢

低碳理念下建造的建筑物，相較于傳統建筑物具有更加突出的優勢。首先，低碳建筑可以有效減少建筑物總體能耗，設計和施工中均需要選擇節能環保型材料，兼顧建筑物的耐用、經濟與環保需求。實際上，低碳建筑相較于饞鬼建筑可以減少70%的能耗。其次，低碳建筑更符合時代發展要求。不同于常規建筑物，低碳建筑在施工中更加傾向于就地取材，選擇節能環保型的施工材料和工藝，施工中注重區域文化特色挖掘和展現，與區域地質條件、氣候條件相契合。基于此種方式，有助于建造更具特色的綠色建筑，促使建筑使用者獲得更加舒適、健康的生活。最后，低碳建筑可以動態適應季節變化。以往建筑物和自然環境是香格里的，室內環境較為封閉[3]。所以，此種情況下不利于室內空氣流通，而低碳建筑可以充分考量季節變化，依據實際情況來自然調整室內環境，減少采暖能耗。

2 低碳理念下建筑設計現狀分析

現代社會飛快進步和發展，低碳理念逐漸滲透在人們的日常生活、工作各個角落，低碳生活開始被人們所推崇和重視，自覺去規范行為舉止，嘗試著節能減排，減少對生態環境的負擔。根據實際調查結果了解到，建筑施工中需要大量能源和資源，由于設計方案不合理，管理模式粗放，導致很多資源存在不必要的浪費，而建筑設計中通過低碳理念的融合應用，可以有效改善此類問題，帶來更加理想的經濟效益、社會效益和生態效益。而且建筑行業中融合應用低碳理念，有助于賦予建筑行業持久發展動力與活力，朝著更高層次發展[4]。但從另一個層面來看，目前低碳建筑設計中還存在很多的不足。具體表現在以下3點。

2.1 低碳技術應用水平偏低

從低碳建筑設計發展實際情況來看，目前我國的建筑行業仍然存在高耗能問題，即便有很多可再生能源被應用，如風能、太陽能和地熱能等，但占比仍然較少。相較于發達國家，我國科技水平還有所不足，低碳技術處理水平并不高，而技術科研創新能力遠遠不足，難以滿足新時期建筑行業發展需求。

2.2 專業技術人員匱乏

低碳建筑設計難度要遠超傳統建筑師合計，作為一項綜合性學科，目前我國的低碳建筑設計主要是依托于建筑師自身能力，但這是遠遠不足的，主要是由于建筑節能設計關系到多項學科專業，如規劃、建筑、材料、給排水、暖通和結構等。對于目前多數建筑師而言，建筑節能設計水平并不高，認知水平有所不足，很多新的設計思路以往所不具備的[5]。傳統建筑設計更多的是關注建筑結構和美感，對內部使用功能缺乏足夠重視，致使很多建筑物并不符合節能降耗要求。此種情況下，建筑設計理念與低碳建筑的設計要求相背離。目前多數建筑設計人員知識結構單一，難以系統化考量，因此在不同程度上影響到建筑節能效果。

2.3 可再生能源應用范圍狹窄

我國是太陽能光伏電池最大生產國，但實際上國內建筑物對節能技術和產品的利用率并不高，大量節能型產品出口到國外，主要是目前我國尚未頒布實施想教育完善的標準和制度。此類情況下，將阻礙可再生能源大范圍應用，制約低碳建筑物建設和發展。

3 低碳建筑的設計理念

（1）能源組合優化。城市化進程不斷加快，當前社會對于建筑物的節能降耗重視程度逐步提升，開始嘗試著在建筑設計中引入低碳理念，尤其是節能環保型材料和技術的應用，重點控制建筑物消耗的能源，在滿足建筑施工質量的同時，盡可能減少建筑物的能源消耗。所以，積極推動建筑能源優化組合，在提升建筑物能源利用率同時，更好地滿足人們生產生活需要，如圖1所示。

圖1 建筑與太陽能一體化

（2）節約能源。低碳建筑設計中，為了減少建筑物能耗和污染，提升能源利用率，在建筑設計中應該積極整合節能技術、自然環境，以此來提升建筑物節能效果，創造更加理想的生態效益。因此，需要積極推動建筑空間和結構優化設計，加大力度引入自然資源，以此來提升建筑設計節能性與合理性，滿足當代社會發展需要。

（3）合理利用天然材料。低碳建筑設計中在關注進行節能材料和能源應用同時，也要適當地引入天然材料，以此來提升建筑物節能效果，降低總體施工成本，進而創造更加理想的效益。在天然材料使用中，要注重材料質量仔細檢查，符合要求后方可有針對性地應用，避免為建筑工程埋下隱患，帶來不良影響。

4 建筑設計融入低碳理念的策略

4.1 合理選址

建筑設計中融入低碳理念，首要一點是合理選址。基于城鄉自然生態體系，建造環境友好型的低碳建筑，與周圍環境和諧一致。一方面，要重點加強建筑物和周圍環境關系的研究，力求實現共生共榮，實現人與自然和諧共處。通過此種方式，有助于改善人們生活、工作環境，提升建筑物周圍環境質量。另一方面，區域城市建筑環境整體發展。由于碳排放和城市形態結構密切關聯，因此為了實現城市土地資源合理開發和利用，應該加強研究土地資源利用和居民生活碳排放量關系，高密度中心區域人均碳排放量要遠低于低密度郊區。因此，要結合城市總體規劃布局，合理化運用低碳技術，盡可能避免建設后短期內就拆除的現象。由于建筑物建設周期長，耗能大，對環境影響較大，因此如果隨意拆除建筑物，將會產生大量固體廢棄物，污染環境。目前我國關于建筑材料的可回收性較差，會釋放大量的碳，因此要充分契合城市總體規劃設計，盡可能延長建筑物使用壽命，減少不必要能源損耗和環境污染。

4.2 注重材料的高效利用

低碳建筑本質目標是為了節能降耗，減少對周圍生態環境的污染和影響。推行建筑施工和室內設計一體化，可以減少不必要的資源損耗。充分發揮節能材料優勢特性，提升建筑物整體節能效果。優先選擇低能耗、高性能和使用壽命長的建筑體系，尤其是自重輕、可再生的鋼結構構件，便于在施工現場拼湊安裝，在縮短工期，降低施工成本同時，還可以減少材料浪費和環境污染。

施工材料、設備管材和裝修材料等，均是建筑物能耗和污染主要因素，對于一些市場上常見的建筑材料而言，無度使用會對環境產生較大的污染和影響，例如，人造板材會釋放大量的甲醛有害氣體。目前建筑物主要是以鋼筋混凝土結構為主，水泥作為能耗大、污染大的材料，會釋放大量的CO2，每1m2鋼筋混凝土，就會產生大約300～400kg的CO2。鋼筋混凝土結構拆除后，也會產生大量固體廢棄物，難以得到有效處理。也這是由于材料的不合理使用，導致后期使用和維護出現了一系列問題。所以，優先選擇可再生且能夠循環使用的建筑材料，可以顯著降低CO2排放，對于控制污染方面效果顯著。例如，黃土高原地區的生土建筑物，可以就地取材選擇黃土材料，并混入蘆葦和甘草加工成生土材料，具有低能耗、操作簡單的優勢特點。而且生土材料制成的施工材料，造價要小于混凝土造價。鍛造期間也不需要燃燒，減少污染，材料循環使用。內部裝修材料方面，則傾向于選擇能耗小、施工便捷的材料，具有調節室內微氣候的作用。

低碳建筑設計中，節能材料的合理化選擇，可以創造理想的經濟效益，減少建筑物的污染排放。建筑和室內設計一體化，是低碳建筑設計的重要內容，有助于將低碳理念貫徹落實到全過程，減少建筑物能耗損失。充分發揮節能材料優勢，與建筑結構緊密結合，建造低材耗、高性能的新型建筑體系，例如，可再生且自重輕的鋼結構構件，在施工現場即可搭建拼裝，最大沉淀顧上減少施工污染和施工成本，建造環境友好型建筑物。

4.3 加強建筑物體形設計

減少建筑物總體能耗，在建筑設計中應該做好建筑物體形設計，增強建筑物整體性能。改變建筑物體形，遵循低碳設計原則，借助風能穩步建筑物，還可以促進建筑物室內空氣充分流通，調節室內環境溫度、濕度，創設舒適的居住環境。常規建筑物，為了取暖和降溫多需要消耗大量能源提供支持，而低碳建筑則可以借助太陽能和風能減少建筑物的能耗，以此實現節能減耗好的目的，盡可能減少對環境污染和破壞。

4.4 建筑物空間高效利用

對建筑物內部空間進行高效開發和利用，可以起到降低建筑物總體能耗的作用。減少建造是減少建筑物能耗和污染的一個有效手段，促進建筑良性循環，推動城市可持續發展的關鍵所在。因此，在建筑物戶型設計中，采用靈活多變的空間布局，可以賦予建筑物更多功能變更可能性，不僅延長了建筑物的使用壽命，還可以大大減少建筑垃圾出現，實現節能降耗的目標。

4.5 建筑屋面節能設計

屋頂是建筑物的重要組成部分，也是貼近自然的建筑部分，加強屋頂節能設計，可以有效利用自然條件，建造低碳環保的屋頂。例如，選擇坡型屋頂，在降雨或是降雪時可以有效避免積水，減少水分對建筑物結構的侵蝕和影響。此種方式，可以顯著增強建筑物實用性，而且選擇保溫隔熱的材料，可以起到更加理想的節能降耗的效果。目前很多建筑物對屋面面積進行了有效開發和利用，通過屋頂綠化和墻體垂直綠化結合，美化建筑物，還可以起到遮擋太陽光照射作用，充分利用雨水，水分蒸發還可以凈化空氣，調節室內溫度，在改善城市熱島效應方面效果顯著。另外，建筑外墻也可以選擇節能環保材料，鋼筋混凝土墻體內側可以選擇水泥砂漿材料，設置保溫層，并采用2mm厚度的紙筋灰罩面用于裝飾層，以此來增強建筑墻體保溫隔熱效果。

5 結語

綜上所述，低碳建筑是建筑行業發展的主要趨勢，相較于傳統建筑物而言，可以有效降低能源損耗和環境污染。因此，為了建造環境友好型建筑物，應在建筑設計中應融合低碳理念，并將低碳理念貫徹落實到環節，選擇節能環保型建筑材料和工藝。此種方式不僅可以創設更加舒適、低碳、環保的居住環境，還可以提升建筑物節能效果，推動建筑行業向更高層次發展。