低碳建筑设计理念实践

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摘要：现今科技发展迅速，在人们享受高科技所带来便利的同时往往忘记了环境所承受的压力，全球变暖日益严重，二氧化碳排放量持续走高成为最有说服力的表现。因而，寻求保护环境成为各行各界的共同目标，建筑界也不例外。低碳建筑设计理念的提出为建筑行业的环保工作指明了方向。文章通过对于低碳建筑理念的阐述并结合现今我国建筑行业现状，为未来的建筑设计及建设提出建设性建议，旨在为更多建设提供借鉴指明方向，同时为社会主义可持续发展道路做出贡献。

关键词：建筑设计；节能环保；低碳；理念

1引言

低碳建筑的概念是依据现实情形所提出的策略性理念，实际上，现今对于其定义并不明确，同时，对于二氧化碳排放量也没有数值的相关规定。因而，对于低碳建筑即可认为在保障建筑施工平稳的前提下采取使用环保材料，选择环保施工工艺等方式尽可能地减少碳的排放量以减少温室气体，缓解温室效应。自2009年12月的哥本哈根联合国气候大会以来，低碳成为世界经济发展的主题，为响应联合国号召，我国积极将“低碳”理念引入建筑行业，让低碳建筑成为构成低碳经济的重要部分。通过采用环保材料及选择低排施工工艺，尽可能降低建筑建设过程中对于环境的污染破坏，推进现代化低碳建筑进程，为我国实现低碳经济做出贡献，同时也为地球这个大环境的未来提供保障。

2建筑设计与低碳环保的联系

实际调查表明，废气中的50%来自建筑排放，其中导致温室效应的二氧化碳气体，建筑释放占40%之多。综上可得，实现低碳建筑是低碳经济实现的重要基础。因而，在建筑设计之初应当着重考虑环保方面问题，将低碳环保作为建筑设计的原则之一，以期后续具体施工操作能够将低排放、环保节能贯彻落实到每一个环节当中。从设计方面入手有利于为建筑的建设指引方向，加速低碳建筑进程，推进低碳经济发展。

3建筑设计现状及存在的问题探究

现今，我国的建筑业飞速发展，较以往有着十分喜人的进步。然而与西方发达国家相比，还有着较大差距，具体而言主要体现在如下几方面：

3.1我国未赋予给节能环保以明确定义，因而在建筑建设过程中没有明确的参考基准，即使是《公共建筑节能设计标准》（以下简称为“《公建设计标准》”)和《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(以下简称“《居住设计标准》”)中的相关规定即全年总能耗与未采取节能措施前减少50％，其也只是一个较为笼统的节能目标，反映的仅是建筑行业的一个总体节能方向，对于具体建筑的节能要求并没有做相关规定，总体而言，在低碳减排，环保节能的理念方面，我国还相对欠缺，因而，未能给建筑行业以明确的指导方向。

3.2若想将“低碳”贯彻落实到建筑建设的每个环节中，在建筑设计之初就应当将这一理念融合其中作为后续具体施工操作的指导原则。而现实情形是，建筑设计者本身对于低碳建筑方面知识较为匮乏，在节能环保意识上也相对欠缺，因而设计建筑上不能体现对于低碳环保方面的追求，更不能对施工操作予以引导。因而，应对于此，要求设计人员发挥主观能动性，积极获取低碳相关知识，深入分析探究理念，紧随时展脚步，明确当今社会潮流，有意识的将节能环保注入设计中，让其为低碳建筑建设指导方向，为低碳经济发展贡献力量。

3.3在进行低碳环保节能减排设计时应当对于现实情形进行考察，使其更契合现状，同时更重要的是应当重视人的感受，将人的舒适度与健康作为设计的重要因素之一。然而，很多建筑在设计时并不能符合要求。例如，在建筑窗户设计方面，窗户设计面积较大但实际可通风率较小，自然通风不畅造成室内空气质量差损害人体健康。

3.4建筑设计是后续具体施工操作的导向标，因而，对于设计的把握十分重要，节能设计审查成为审批检验设计的关键环节。然而，在实际操作时，很多审批单位自身相关专业知识十分匮乏，并且审查环节并没有完善的体系指导，欠缺综合审查能力，这给一些单位可乘之机，许多建筑设计并不合格只是建造的建筑不能满足低碳要求。

4低碳建筑的设计原则

建筑设计是应当牢牢遵循法律法规与相关政策规定，同时，将低碳环保，节能减排作为设计的一个重要原则，为后续建筑的具体施工指引明确方向。在具体设计时应当注意以下几方面内容：

4.1在设计时应当综合考察，“因地制宜”。在具体的建筑设计之前，设计者应当实地勘察建筑施工现场，分析其周围环境，其中包括现场所处的大环境即所处南方或是北方，所处气候带等等以济南为例，其属于温带大陆性季风气候，既不同于南方的温暖湿润，也与北方的严寒干燥有区别，因而，在济南地区的建筑设计应当注意其特殊性，打造其独特的建筑模式；同时，在把握大的环境同时也应当注重周围小环境特征，如地质、水文、及周边车辆人流状况。

4.2建筑设计者应当培养自身责任意识，为建筑社会效益做出贡献。设计者在设计之初应当明确设计目标及原则，并充分了解是施工现场的环境，因地制宜。同时，设计者应当主动获取相关专业知识，确保设计科学合理具有可操作性。建筑设计关系到后续工作的开展，是整个工程项目的关键，因而，建筑设计者所承担的责任可想而知。现今，为响应国家低碳建筑的号召，设计者更应集中精力，突破创新，为社会更有效贯彻落实低碳经济做出贡献。

5低碳建筑的设计要点

现今低碳建筑成为建筑行业发展的指向标，然而，想要贯彻落实低碳这一标准并不容易。首先，节能环保本身就是个系统而庞大的过程，它涉及到从建筑设计开始到具体工程施工的各个环节，需要一个科学而完整的系统予以指导进行。其次，节能环保这一理念是受到多方面因素共同作用的，因而，应当理清各方面之间联系，促进整体的协调发展，从而以最低的投资与最精简有效的方式实现低碳建筑的建设目标，为低碳经济的发展也贡献一份力量。在具体的设计操作方面可从以下几方面着手：在建筑设计时应考虑使用节能设备首先节能目标，例如空调热泵比一般的空调机更具节能效果，因而在设计时考虑采用空调热泵。同时节能也意味着对于能源的节约。因而，使用可再生能源代替不可再生能源例如运用风力发电或者太阳能发电等。只有将节能设计渗透到各方面，才能真正实现低碳建筑目标。在建筑节能设计的同时，应当将环保理念与之结合充分考虑人的感受，体现人文主义。环保方面的设计要点即是提高人的居住舒适度与心理感受，其主要依据对于自然资源的设计与运用从而保证和维持建筑内的温度和通风等使用要求。简单而言，温度与自然通风构成整个环保设计的重要因素。所设想的良好的建成效果即建筑内冬暖夏凉、通风良好，或者仅需要小功率的空调和采暖系统就可以满足人们的生活或工作需要，这便达成最初的环保设计目标。

5.1采光设计

自然采光即指在日间充分利用自然光为室内进行照明的方式。自然采光又可分为两类即主动式采光与被动式采光。两种采光方式相比较而言主动式采光更具有实际意义，具体理由如下：首先，被动式采光是在日间充分利用太阳光进行照明的方式，这种方式拥有十分悠久的历史，在现今社会也依旧在人们的生活学习及工作中占有重要地位。然而其有着不可忽视的弊端。根据对被动式采光的定义，太阳光是其实现的重要因素，因而可断定其对于天气的依赖程度高，如果是阴天或者光线较弱的情形下，采光实现起来很有难度。同时，光源的变化也会造成采光的不稳定从而造成光能的浪费。其次，主动式采光是通过采用镜面反射采光，由定义可得采光方式具有主动性。其适用于无窗或地下建筑等建筑本身采光条件较为恶劣环境，其有利于改善室内照明质量，节约电能，做到低碳环保。最后，建筑设计是以“低碳”为原则的，因而，采光选择上，被动式采光对于天气的依存度高，需要对其做出技术上的改善以更好的节约能源。在主动采光方面，其能够有效改善室内照明，并节约能源，是符合环保原则的较为良好的采光方式。

5.2通风设计

通风设计是基于环保设计理念上的具体措施，其主要是为保障人的居住感受与身心健康，使得室内通风顺畅，人们更加舒适。在建筑上的自然通风可分为三种即热压作用通风、风压作用通风与热压与风压的综合作用通风。三种通风方式的原理均为气压差作用，因而，在建筑设计时应当考虑窗户大小、室内外气压差等各种影响自然通风效果的因素，致力于打造一个具有良好且舒适环境的建筑。

5.3环保措施的探索与使用

人们在漫长的探索节能环保措施的过程中，依据理论与实践的结合逐渐总结出了低能耗的途径，其在以“低碳”为原则下的建筑设计与建设同样适用即利用余热形成供暖形成能源的再利用及开发新的可再生的能源两种方式。能源的再利用是对资源的节约，而新能源的开发即是通过一种更为先进的方式保护能源。因而，两种方式相辅相成，相互协调为节约能源保护环境打造低碳建筑，推动低碳经济发展做出贡献。

6低碳建筑在实际中的探索与应用

6.1对传统技术探索

随着“低碳建筑”理念的兴起，为积极响应国家号召，人们也在生活的各方面进行探索。例如，在农村家庭中，改变先前焚烧秸秆的做法，将秸秆收集起来为做饭及一些日常生活提供能源，这便是对于能源的再利用，同时有效避免秸秆焚烧所产生的有害气体污染环境。同时，人们也积极将一些低能耗低碳材料用于房屋建设当中例如我国东北地区所使用的苯板、稻草板、稻草砖等。除此之外，节能技术的使用如陶土夹心墙建造技术，竹子建造技术，木结构填充岩棉，木框架填充秸秆砖等等为节能减排保护环境做出重要贡献。除了人们在生活中的实践，相关研究人员与学者也在为低碳事业做出努力如由同济大学师生共同建造的太阳能竹屋（如图1所示）。由图1所示，太阳能竹屋主要材料为竹子，最主要的特色即整个小屋以太阳能为能量来源，可供家庭日常生活使用，其充分满足了节能环保的属性，是对于低碳建筑的良好探索，为未来的建筑建造也起着启发与引导作用。若太阳能竹屋还在试行阶段，台湾成功大学则是以已建成的一座十分具有代表性的建筑，被称为绿色魔法建筑（如图2所示）。台湾成功大学建筑从建筑设计到材料选择到具体的施工操作均将低碳环保彰显的淋漓尽致。在建筑设计方面，由多位著名学院的资深专家学者以低碳建筑为导向多次考察论证，分析研究最终敲定设计计划，由此指导的建筑，运用特殊水泥减少碳排放，使用不含甲醛与重金属的油漆和钢板，制作可吸臭的墙面。同时，在屋顶设置太阳能电板为室内提供日常学习生活所需要的能源。由上，这所绿色魔法建筑真正实现了“绿色”，并将“绿色”贯彻到细节中，成为名副其实的低排放，保护环境的并令人身心愉悦的魔法建筑。

6.2新型技术探索

与传统相对应的即是当代新型技术在低碳环保方面的探索。现代科技重视对于材料与施工技术的选择，因而，在低碳环保理念指导下的建筑设计应当采用环保型材料作为建筑主体并依托节能低碳低耗的施工工艺形成较为完善的施工理念，从而真正贯彻落实低碳建筑目标。如我国第一幢零碳排放节能大楼——宁波诺丁汉大学可持续能源技术研究中心（如图3所示）。宁波诺丁汉大学可持续能源技术研究中心是一所真正实现零碳排放的建筑，其主要依靠太阳能、地热能等自然可再生能源维系能源供给，自然资源的使用让其并不排放CO2，实现对于环境最大限度的保护。大楼楼顶及窗户边均设置太阳能光电板以采集包括日常工作用电、电梯等运输用电、计算机、空调机等高耗能设备用电等等。同时大楼采用新型夹层玻璃材料用于窗户及外墙玻璃使用，使得大楼内制冷制热均在夹层中进行，最大限度地减少能量流失，保障在能源使用时不造成浪费，为低碳环保尽一份力量。宁波诺丁汉大学可持续能源技术研究中心建筑设计、建设及实际使用都很好地贯彻了节能环保这一目标，是新型技术的良好探索与应用，为更多低碳建筑引导方向，提供借鉴。随着科技的迅速发展，人们在建筑行业的探索不断深入，世界零碳馆即是良好的证明（如图4所示）世界零碳馆较其他展览馆而言其独栋别墅的别致外形成为令人印象深刻的特色之一。作为中国第一座零排放的公共建筑，其除了能在可再生能源运用上得心应手，在其他方面也有着让人惊喜之处。首先，它能够实现对水能的合理运用。汲取黄浦江水利用水源热泵为房屋提供能源形成天然的“空调”。同时，其可将残羹粉碎降解用于发电，不至于造成能源浪费。另外，更令人瞩目的是其对于植物“景天”的运用。在房屋顶端种植这种多肉植物，不仅可以避免热量的散失，同时与周围绿色植物相呼映衬，融为一体，使得低碳环保这一理念更具人文色彩，在保护环境的同时创造环境，使得人身心舒适。如图5所示为杭州低碳科技馆，其是人们对于低碳建筑的又一成功探索。杭州低碳科技馆在设计之初严格将“国家建筑三星级”标准作为原则，在材料选用方面选择天然的低碳材料，在具体施工操作时将低耗低碳的施工工艺作为主要施工方式，将节能环保这一理念渗透到各个环节当中。如此，其成为世界上首个以低碳为主题的科技馆，在世界建筑业也颇具盛名。

7结语

现今，我国的建筑业飞速发展，较以往有着十分喜人的进步。然而与西方发的国家相比，还有着较大差距。同时，在世界“节能减排，低碳环保”的号召下，我国将“低碳”理念引入建筑行业作为建筑设计的原则之一。为更好贯彻落实这一理念，建筑设计者在设计之初应当明确设计目标及原则，并充分了解是施工现场的环境，因地制宜。同时，其应主动获取相关专业知识，确保设计科学合理具有可操作性。再者，在建筑建设过程中对于环保材料的选用，对于节能施工工艺的选择都关系到“低碳建筑”的发展进程。因而，只有将这一理念渗入建筑的每一个环节，才能真正打造良好的节能环保建筑，才能为人们提供给更为舒适的居住环境，才能推进“低碳经济”进程，促进社会发展。

参考文献：

[1]陈冰，康健.英国低碳建筑:综合视角的研究与发展[J].世界建筑，2010:54-59.

[2]曾旭东，秦媛媛.设计初期实现低碳建筑设计方法的探索[J].新建筑，2010:28-29.

[3]姜虹，李俊明.中国发展低碳建筑的困境与对策[J].中国人口•资源与环境，2010，20:72-75.

作者：宋树信 单位：河南大建建筑设计有限公司