低碳建筑設計理念實踐

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摘要：現(xiàn)今科技發(fā)展迅速，在人們享受高科技所帶來便利的同時往往忘記了環(huán)境所承受的壓力，全球變暖日益嚴重，二氧化碳排放量持續(xù)走高成為最有說服力的表現(xiàn)。因而，尋求保護環(huán)境成為各行各界的共同目標，建筑界也不例外。低碳建筑設計理念的提出為建筑行業(yè)的環(huán)保工作指明了方向。文章通過對于低碳建筑理念的闡述并結合現(xiàn)今我國建筑行業(yè)現(xiàn)狀，為未來的建筑設計及建設提出建設性建議，旨在為更多建設提供借鑒指明方向，同時為社會主義可持續(xù)發(fā)展道路做出貢獻。

關鍵詞：建筑設計；節(jié)能環(huán)保；低碳；理念

1引言

低碳建筑的概念是依據(jù)現(xiàn)實情形所提出的策略性理念，實際上，現(xiàn)今對于其定義并不明確，同時，對于二氧化碳排放量也沒有數(shù)值的相關規(guī)定。因而，對于低碳建筑即可認為在保障建筑施工平穩(wěn)的前提下采取使用環(huán)保材料，選擇環(huán)保施工工藝等方式盡可能地減少碳的排放量以減少溫室氣體，緩解溫室效應。自2009年12月的哥本哈根聯(lián)合國氣候大會以來，低碳成為世界經(jīng)濟發(fā)展的主題，為響應聯(lián)合國號召，我國積極將“低碳”理念引入建筑行業(yè)，讓低碳建筑成為構成低碳經(jīng)濟的重要部分。通過采用環(huán)保材料及選擇低排施工工藝，盡可能降低建筑建設過程中對于環(huán)境的污染破壞，推進現(xiàn)代化低碳建筑進程，為我國實現(xiàn)低碳經(jīng)濟做出貢獻，同時也為地球這個大環(huán)境的未來提供保障。

2建筑設計與低碳環(huán)保的聯(lián)系

實際調查表明，廢氣中的50%來自建筑排放，其中導致溫室效應的二氧化碳氣體，建筑釋放占40%之多。綜上可得，實現(xiàn)低碳建筑是低碳經(jīng)濟實現(xiàn)的重要基礎。因而，在建筑設計之初應當著重考慮環(huán)保方面問題，將低碳環(huán)保作為建筑設計的原則之一，以期后續(xù)具體施工操作能夠將低排放、環(huán)保節(jié)能貫徹落實到每一個環(huán)節(jié)當中。從設計方面入手有利于為建筑的建設指引方向，加速低碳建筑進程，推進低碳經(jīng)濟發(fā)展。

3建筑設計現(xiàn)狀及存在的問題探究

現(xiàn)今，我國的建筑業(yè)飛速發(fā)展，較以往有著十分喜人的進步。然而與西方發(fā)達國家相比，還有著較大差距，具體而言主要體現(xiàn)在如下幾方面：

3.1我國未賦予給節(jié)能環(huán)保以明確定義，因而在建筑建設過程中沒有明確的參考基準，即使是《公共建筑節(jié)能設計標準》（以下簡稱為“《公建設計標準》”)和《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(以下簡稱“《居住設計標準》”)中的相關規(guī)定即全年總能耗與未采取節(jié)能措施前減少50％，其也只是一個較為籠統(tǒng)的節(jié)能目標，反映的僅是建筑行業(yè)的一個總體節(jié)能方向，對于具體建筑的節(jié)能要求并沒有做相關規(guī)定，總體而言，在低碳減排，環(huán)保節(jié)能的理念方面，我國還相對欠缺，因而，未能給建筑行業(yè)以明確的指導方向。

3.2若想將“低碳”貫徹落實到建筑建設的每個環(huán)節(jié)中，在建筑設計之初就應當將這一理念融合其中作為后續(xù)具體施工操作的指導原則。而現(xiàn)實情形是，建筑設計者本身對于低碳建筑方面知識較為匱乏，在節(jié)能環(huán)保意識上也相對欠缺，因而設計建筑上不能體現(xiàn)對于低碳環(huán)保方面的追求，更不能對施工操作予以引導。因而，應對于此，要求設計人員發(fā)揮主觀能動性，積極獲取低碳相關知識，深入分析探究理念，緊隨時展腳步，明確當今社會潮流，有意識的將節(jié)能環(huán)保注入設計中，讓其為低碳建筑建設指導方向，為低碳經(jīng)濟發(fā)展貢獻力量。

3.3在進行低碳環(huán)保節(jié)能減排設計時應當對于現(xiàn)實情形進行考察，使其更契合現(xiàn)狀，同時更重要的是應當重視人的感受，將人的舒適度與健康作為設計的重要因素之一。然而，很多建筑在設計時并不能符合要求。例如，在建筑窗戶設計方面，窗戶設計面積較大但實際可通風率較小，自然通風不暢造成室內空氣質量差損害人體健康。

3.4建筑設計是后續(xù)具體施工操作的導向標，因而，對于設計的把握十分重要，節(jié)能設計審查成為審批檢驗設計的關鍵環(huán)節(jié)。然而，在實際操作時，很多審批單位自身相關專業(yè)知識十分匱乏，并且審查環(huán)節(jié)并沒有完善的體系指導，欠缺綜合審查能力，這給一些單位可乘之機，許多建筑設計并不合格只是建造的建筑不能滿足低碳要求。

4低碳建筑的設計原則

建筑設計是應當牢牢遵循法律法規(guī)與相關政策規(guī)定，同時，將低碳環(huán)保，節(jié)能減排作為設計的一個重要原則，為后續(xù)建筑的具體施工指引明確方向。在具體設計時應當注意以下幾方面內容：

4.1在設計時應當綜合考察，“因地制宜”。在具體的建筑設計之前，設計者應當實地勘察建筑施工現(xiàn)場，分析其周圍環(huán)境，其中包括現(xiàn)場所處的大環(huán)境即所處南方或是北方，所處氣候帶等等以濟南為例，其屬于溫帶大陸性季風氣候，既不同于南方的溫暖濕潤，也與北方的嚴寒干燥有區(qū)別，因而，在濟南地區(qū)的建筑設計應當注意其特殊性，打造其獨特的建筑模式；同時，在把握大的環(huán)境同時也應當注重周圍小環(huán)境特征，如地質、水文、及周邊車輛人流狀況。

4.2建筑設計者應當培養(yǎng)自身責任意識，為建筑社會效益做出貢獻。設計者在設計之初應當明確設計目標及原則，并充分了解是施工現(xiàn)場的環(huán)境，因地制宜。同時，設計者應當主動獲取相關專業(yè)知識，確保設計科學合理具有可操作性。建筑設計關系到后續(xù)工作的開展，是整個工程項目的關鍵，因而，建筑設計者所承擔的責任可想而知。現(xiàn)今，為響應國家低碳建筑的號召，設計者更應集中精力，突破創(chuàng)新，為社會更有效貫徹落實低碳經(jīng)濟做出貢獻。

5低碳建筑的設計要點

現(xiàn)今低碳建筑成為建筑行業(yè)發(fā)展的指向標，然而，想要貫徹落實低碳這一標準并不容易。首先，節(jié)能環(huán)保本身就是個系統(tǒng)而龐大的過程，它涉及到從建筑設計開始到具體工程施工的各個環(huán)節(jié)，需要一個科學而完整的系統(tǒng)予以指導進行。其次，節(jié)能環(huán)保這一理念是受到多方面因素共同作用的，因而，應當理清各方面之間聯(lián)系，促進整體的協(xié)調發(fā)展，從而以最低的投資與最精簡有效的方式實現(xiàn)低碳建筑的建設目標，為低碳經(jīng)濟的發(fā)展也貢獻一份力量。在具體的設計操作方面可從以下幾方面著手：在建筑設計時應考慮使用節(jié)能設備首先節(jié)能目標，例如空調熱泵比一般的空調機更具節(jié)能效果，因而在設計時考慮采用空調熱泵。同時節(jié)能也意味著對于能源的節(jié)約。因而，使用可再生能源代替不可再生能源例如運用風力發(fā)電或者太陽能發(fā)電等。只有將節(jié)能設計滲透到各方面，才能真正實現(xiàn)低碳建筑目標。在建筑節(jié)能設計的同時，應當將環(huán)保理念與之結合充分考慮人的感受，體現(xiàn)人文主義。環(huán)保方面的設計要點即是提高人的居住舒適度與心理感受，其主要依據(jù)對于自然資源的設計與運用從而保證和維持建筑內的溫度和通風等使用要求。簡單而言，溫度與自然通風構成整個環(huán)保設計的重要因素。所設想的良好的建成效果即建筑內冬暖夏涼、通風良好，或者僅需要小功率的空調和采暖系統(tǒng)就可以滿足人們的生活或工作需要，這便達成最初的環(huán)保設計目標。

5.1采光設計

自然采光即指在日間充分利用自然光為室內進行照明的方式。自然采光又可分為兩類即主動式采光與被動式采光。兩種采光方式相比較而言主動式采光更具有實際意義，具體理由如下：首先，被動式采光是在日間充分利用太陽光進行照明的方式，這種方式擁有十分悠久的歷史，在現(xiàn)今社會也依舊在人們的生活學習及工作中占有重要地位。然而其有著不可忽視的弊端。根據(jù)對被動式采光的定義，太陽光是其實現(xiàn)的重要因素，因而可斷定其對于天氣的依賴程度高，如果是陰天或者光線較弱的情形下，采光實現(xiàn)起來很有難度。同時，光源的變化也會造成采光的不穩(wěn)定從而造成光能的浪費。其次，主動式采光是通過采用鏡面反射采光，由定義可得采光方式具有主動性。其適用于無窗或地下建筑等建筑本身采光條件較為惡劣環(huán)境，其有利于改善室內照明質量，節(jié)約電能，做到低碳環(huán)保。最后，建筑設計是以“低碳”為原則的，因而，采光選擇上，被動式采光對于天氣的依存度高，需要對其做出技術上的改善以更好的節(jié)約能源。在主動采光方面，其能夠有效改善室內照明，并節(jié)約能源，是符合環(huán)保原則的較為良好的采光方式。

5.2通風設計

通風設計是基于環(huán)保設計理念上的具體措施，其主要是為保障人的居住感受與身心健康，使得室內通風順暢，人們更加舒適。在建筑上的自然通風可分為三種即熱壓作用通風、風壓作用通風與熱壓與風壓的綜合作用通風。三種通風方式的原理均為氣壓差作用，因而，在建筑設計時應當考慮窗戶大小、室內外氣壓差等各種影響自然通風效果的因素，致力于打造一個具有良好且舒適環(huán)境的建筑。

5.3環(huán)保措施的探索與使用

人們在漫長的探索節(jié)能環(huán)保措施的過程中，依據(jù)理論與實踐的結合逐漸總結出了低能耗的途徑，其在以“低碳”為原則下的建筑設計與建設同樣適用即利用余熱形成供暖形成能源的再利用及開發(fā)新的可再生的能源兩種方式。能源的再利用是對資源的節(jié)約，而新能源的開發(fā)即是通過一種更為先進的方式保護能源。因而，兩種方式相輔相成，相互協(xié)調為節(jié)約能源保護環(huán)境打造低碳建筑，推動低碳經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。

6低碳建筑在實際中的探索與應用

6.1對傳統(tǒng)技術探索

隨著“低碳建筑”理念的興起，為積極響應國家號召，人們也在生活的各方面進行探索。例如，在農村家庭中，改變先前焚燒秸稈的做法，將秸稈收集起來為做飯及一些日常生活提供能源，這便是對于能源的再利用，同時有效避免秸稈焚燒所產(chǎn)生的有害氣體污染環(huán)境。同時，人們也積極將一些低能耗低碳材料用于房屋建設當中例如我國東北地區(qū)所使用的苯板、稻草板、稻草磚等。除此之外，節(jié)能技術的使用如陶土夾心墻建造技術，竹子建造技術，木結構填充巖棉，木框架填充秸稈磚等等為節(jié)能減排保護環(huán)境做出重要貢獻。除了人們在生活中的實踐，相關研究人員與學者也在為低碳事業(yè)做出努力如由同濟大學師生共同建造的太陽能竹屋（如圖1所示）。由圖1所示，太陽能竹屋主要材料為竹子，最主要的特色即整個小屋以太陽能為能量來源，可供家庭日常生活使用，其充分滿足了節(jié)能環(huán)保的屬性，是對于低碳建筑的良好探索，為未來的建筑建造也起著啟發(fā)與引導作用。若太陽能竹屋還在試行階段，臺灣成功大學則是以已建成的一座十分具有代表性的建筑，被稱為綠色魔法建筑（如圖2所示）。臺灣成功大學建筑從建筑設計到材料選擇到具體的施工操作均將低碳環(huán)保彰顯的淋漓盡致。在建筑設計方面，由多位著名學院的資深專家學者以低碳建筑為導向多次考察論證，分析研究最終敲定設計計劃，由此指導的建筑，運用特殊水泥減少碳排放，使用不含甲醛與重金屬的油漆和鋼板，制作可吸臭的墻面。同時，在屋頂設置太陽能電板為室內提供日常學習生活所需要的能源。由上，這所綠色魔法建筑真正實現(xiàn)了“綠色”，并將“綠色”貫徹到細節(jié)中，成為名副其實的低排放，保護環(huán)境的并令人身心愉悅的魔法建筑。

6.2新型技術探索

與傳統(tǒng)相對應的即是當代新型技術在低碳環(huán)保方面的探索?，F(xiàn)代科技重視對于材料與施工技術的選擇，因而，在低碳環(huán)保理念指導下的建筑設計應當采用環(huán)保型材料作為建筑主體并依托節(jié)能低碳低耗的施工工藝形成較為完善的施工理念，從而真正貫徹落實低碳建筑目標。如我國第一幢零碳排放節(jié)能大樓——寧波諾丁漢大學可持續(xù)能源技術研究中心（如圖3所示）。寧波諾丁漢大學可持續(xù)能源技術研究中心是一所真正實現(xiàn)零碳排放的建筑，其主要依靠太陽能、地熱能等自然可再生能源維系能源供給，自然資源的使用讓其并不排放CO2，實現(xiàn)對于環(huán)境最大限度的保護。大樓樓頂及窗戶邊均設置太陽能光電板以采集包括日常工作用電、電梯等運輸用電、計算機、空調機等高耗能設備用電等等。同時大樓采用新型夾層玻璃材料用于窗戶及外墻玻璃使用，使得大樓內制冷制熱均在夾層中進行，最大限度地減少能量流失，保障在能源使用時不造成浪費，為低碳環(huán)保盡一份力量。寧波諾丁漢大學可持續(xù)能源技術研究中心建筑設計、建設及實際使用都很好地貫徹了節(jié)能環(huán)保這一目標，是新型技術的良好探索與應用，為更多低碳建筑引導方向，提供借鑒。隨著科技的迅速發(fā)展，人們在建筑行業(yè)的探索不斷深入，世界零碳館即是良好的證明（如圖4所示）世界零碳館較其他展覽館而言其獨棟別墅的別致外形成為令人印象深刻的特色之一。作為中國第一座零排放的公共建筑，其除了能在可再生能源運用上得心應手，在其他方面也有著讓人驚喜之處。首先，它能夠實現(xiàn)對水能的合理運用。汲取黃浦江水利用水源熱泵為房屋提供能源形成天然的“空調”。同時，其可將殘羹粉碎降解用于發(fā)電，不至于造成能源浪費。另外，更令人矚目的是其對于植物“景天”的運用。在房屋頂端種植這種多肉植物，不僅可以避免熱量的散失，同時與周圍綠色植物相呼映襯，融為一體，使得低碳環(huán)保這一理念更具人文色彩，在保護環(huán)境的同時創(chuàng)造環(huán)境，使得人身心舒適。如圖5所示為杭州低碳科技館，其是人們對于低碳建筑的又一成功探索。杭州低碳科技館在設計之初嚴格將“國家建筑三星級”標準作為原則，在材料選用方面選擇天然的低碳材料，在具體施工操作時將低耗低碳的施工工藝作為主要施工方式，將節(jié)能環(huán)保這一理念滲透到各個環(huán)節(jié)當中。如此，其成為世界上首個以低碳為主題的科技館，在世界建筑業(yè)也頗具盛名。

7結語

現(xiàn)今，我國的建筑業(yè)飛速發(fā)展，較以往有著十分喜人的進步。然而與西方發(fā)的國家相比，還有著較大差距。同時，在世界“節(jié)能減排，低碳環(huán)?！钡奶栒傧?，我國將“低碳”理念引入建筑行業(yè)作為建筑設計的原則之一。為更好貫徹落實這一理念，建筑設計者在設計之初應當明確設計目標及原則，并充分了解是施工現(xiàn)場的環(huán)境，因地制宜。同時，其應主動獲取相關專業(yè)知識，確保設計科學合理具有可操作性。再者，在建筑建設過程中對于環(huán)保材料的選用，對于節(jié)能施工工藝的選擇都關系到“低碳建筑”的發(fā)展進程。因而，只有將這一理念滲入建筑的每一個環(huán)節(jié)，才能真正打造良好的節(jié)能環(huán)保建筑，才能為人們提供給更為舒適的居住環(huán)境，才能推進“低碳經(jīng)濟”進程，促進社會發(fā)展。

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作者：宋樹信 單位：河南大建建筑設計有限公司