现代建筑设计中的低碳设计彭广荣

现代建筑设计中的低碳设计彭广荣

彭广荣

关键词：低碳建筑设计选址选材环境

前言:气候变化影响人类的生存和发展,应对气候变化已经成为人类社会共同的行动。我国政府已经承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放降低40%~45%,低碳经济的发展模式将成为我国未来可持续发展的一项重要战略。国际能源组织的数据表明,目前67%的能源是城市消耗的，城市排放了约占总量70%的二氧化碳;到2030年，城市能源使用将增加到73%。城市建筑将排放占总量约40%的二氧化碳，因此,解决建筑能耗问题,尤其是利用新技术和新系统减少城市建筑的碳排放成了当务之急。近年来，中国建筑节能的关注力度逐渐加大，国家对住宅建筑的发展政策亦更加注重绿色、环保、低碳和可持续性。在国家《应对气候变化国家方案》中明确提出:积极推广节能环保型建筑和绿色建筑,新建建筑严格执行强制性节能标准,加快既有建筑节能改造。低碳设计在真正实现绿色低碳建筑中起着至关重要的作用，要实现“低碳建筑”需从低碳设计做起。

在低碳设计过程中，从整体思维出发，探索建筑系统与环境大系统之间广泛相关的联系，然后针对各个层面的构成因素，确定相应的设计策略。虽然每一种设计策略的侧重点有所不同，但是它们都体现了低碳建筑的主题。从整体设计出发将低碳设计分成4个部分，即选址、选材、内部环境设计、外部环境设计。

一、选址

1、利用城乡自然生态体系，构筑山水城市

低碳建筑，要做到人与自然的和谐。就是要研究建筑物旁的植被、动物和人之间的关系，强调他们之间的共生共荣，强调人与自然的和谐。这些都可以通过根据大自然原有的生态环境来设计我们生活、居住的场所，从而提高建筑旁边的环境质量。

2、区域城市建筑环境整体发展

碳排放与城市形态结构存在着一定关系，提倡紧凑城市的空间发展模式。建筑的开发首先应紧密结合当地城市整体规划和布局，避免出现三年建，两年拆的现象。建筑施工具有周期长、资源和能源消耗量大、废弃物产生多等特点，项目施工过程会对环境、资源造成严重的影响；建筑物拆除会带来大量建筑垃圾，现行建筑材料可回收性极差，造成了大量碳的放量。所以选址要结合当地的城市规划，尽量保证建筑物的自然寿命。

二、选材

1、主体结构

提倡采用钢结构体系取代钢筋混凝土结构。国外研究表明，钢筋混凝土建筑的耗能量，为钢结构建筑的1.2倍，其耗能所产生的CO2排放量为钢结构建筑的1.4倍。可见钢筋混凝土建筑对地球环保有很大的杀伤力，钢筋混凝土建筑构件的断面大，要消耗大量的砂石、水泥和水，导致国土流失。最后当其寿终正寝，拆除解体时，其废弃的渣块屑又难以回收再利用，造成环境的大负荷，拆解中的扬尘再次冲击环保。

2、材料选用

中国每年大量的能耗中，40%是建筑能耗，要真正实现节约能源，要建造可持续建筑；低碳的建材对低碳建筑的实现有着举足轻重的作用。一要减少排放，二要节约能源。所以要通过低碳设计来实现低碳技术和零碳技术乃至负碳技术策略，实现低碳、零污染、高效率可持续发展目标。低碳建材和绿色建材相比，在内涵和目标上保持一致的，但是侧重点有所不同。绿色建材强调减少污染排放，低碳则是减少碳的用量和排放。它更符合节能减排和应对全球气候变化的主题。

三、内部环境设计

1、声、光环境设计

天然采光方面，整栋楼的设计为了增加日照时间，可以设计成波浪形或弧形。每个房间要考虑窗的面积及方位。设置反射光板或光导管等天然光导入设备，建筑内装修可采用浅色调，增加二次反射光线，通过这些手段保证获得足够的室内光线，并达到了一定的均匀度，由此减少白天的人工照明，节省照能耗。夏季要有可收放的遮阳篷在夏季尽可能减少不需要的太阳辐射热进入室内，门窗设置还要有利于自然通风，带走热量。冬季又有利于太阳光进入。针对声环境设计来看，设计师应考虑将卧室设置在背向噪声源的方向，这样可降低噪音30dB，有时可能和采光冲突，这就需要合理布局。采用隔音窗也能显著阻隔室外噪音；在住宅区沿路适当栽植绿色植物，对降噪也有一定效果。在实际的声环境设计中，可以采用多孔吸声材料，用亥姆霍兹共振原理组成的吸声构造。理想的做法是在建筑设计的同时进行音质设计，已达到人性化的温馨环境。

2、水、热环境设计

低碳建筑讲究节水，并且要考虑水质和水量两个问题。低碳建筑采用的节水方法有：选用有良好节水型供水设施；安装收集雨水装置，建立污水处理系统，就地处理污水。小区景观用水要专门设计并将其纳入全局一并考虑。热环境的实现尤其重要，小区的热供应应满足居民的舒适度的要求，并能实现建筑节能和环保的要求。夏季空调的室内适宜温度为22-27℃，冬季供暖的室内温度宜在20-24℃。可采用制冷、取暖、生活用热水联合供应的热环境技术。

四、外部环境设计

1、绿化设计

首先，应将建筑空间与城市绿化通过资源整合的方式达成统一。其次，将建筑与绿化复合，做到双方效益的最大化。建筑与绿化覆盖结合。再次，这种设计方式是一种人性化的方式去解决建筑与城市的生态问题。最后，这种方式有利于城市公共空间体系的整合。绿化是与自然环境有机的结合，而不是脱离地面而孤立存在的，是相互依存相互依赖的整体；同时，由于这种空间的连续性，建筑的可达行增加了，人们也能够从一个外部环境轻松地进入建筑的上部空间，并享有这份空间提供的视觉与心理上的轻松、愉悦。

2、智能系统设计

利用建筑智能化技术实现低碳建筑的目标，前景广阔。一方面是发掘现有建筑智能化系统的节能降耗潜力，如通过建筑设备管理系统对建筑环境参数及空调、地热、给排水、照明、电梯等机电设备的实时监测与控制，在满足需求的前提下，优化设备运行，减少设备开启台数和运行时间，节约电能，减少电厂大气污染物的排放，保护环境。通过建设方便、快捷的信息设施系统和信息化应用系统，使用户足不出户即可进行信息交流和应用，减少人们出行的交通压力及CO2排放量，保护环境；另一方面是紧密跟低碳建筑的发展趋势，积极开发智能化技术在环保生态设施和系统中的应用，如对太阳能等可再生能源利用系统、雨水及污水综合利用系统的监控与管理等，与环保生态系统共同营造高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境，为建筑的可持续发展提供服务。

结束语：

低碳经济作为新的发展模式,不仅是实现全球减排目标的战略选择,也是保证经济持续健康增长的良方。随着我国低碳环保理念的提高,住宅建筑低碳化作为降低建筑能耗的一项重要内容,前景不可估量,住宅建筑低碳化设计无疑成为降低住宅建筑碳排放的关键所在。在全球化的进程中,我们应该加强国际交流和学习,培养下一代的低碳专家型建筑师,打造中国特色的低碳宜居住宅,实现与自然生态密切关联和良好的人际互动。

参考文献：

【1】王灿.低碳概念下的建筑设计应对策略研究【J】.住宅与房地产.2017.

【2】陈福生.低碳概念下的建筑设计策略【J】.四川水泥.2016.