绿色低碳生态建筑设计探讨

林亨

摘要：大力发展绿色建筑，对于提高建筑的经济效益，解决能源危机，实现人类社会的可持续发展有着重要意义。本文结合历年来我国建筑节能与绿色建筑发展的实践，对绿色低碳生态建筑设计进行了分析探讨。

关键词：绿色低碳建筑；建筑设计；设计理念；设计措施

前言

21世纪人类共同的主题是可持续发展，对于城市建筑来说亦必须由传统高消耗型发展模式转向高效绿色型发展模式，绿色低碳建筑正是实施这一转变的必由之路，是当今世界建筑发展的必然趋势。2010年我国上海举办的世博会的宗旨也充分体现出绿色建筑对未来城市的发展起到的绝定性的作用。上海世博会园区内的各种建筑、场馆均采用了大量的新技术、新材料、新能源、新创意，反映出世博会所思考和前瞻的理念，体现着“城市，让生活更美好”的主题。这些作品传达了21世纪建筑的新思潮：节能、环保、健康、绿色、和谐、多样。

伦敦零碳馆案例的原型是全世界首个零二氧化碳排放的社区——位于英国伦敦南部的贝丁顿零碳社区。“零碳馆”的设计理念是尽可能减少煤、石油、天然气等化石能源的使用，以降低二氧化碳排放；与此同时，尽最大可能利用太阳能、风能、生物能、地源热能等，力争使建筑达到能源“自给自足”。“零碳馆”由两栋零碳排放的建筑前后相接而成，总建筑面积2500 m2，四层高。场馆内温度、湿度通过太阳能和22个风力驱动的吸收式制冷风帽系统来调节，电力则通过太阳能发电板和生物能热电联系统产生。此外，还运用了水源热泵、雨水收集回用等技术解决节能减排的问题，并利用环保材料及可回收的废弃物，设计出了各种对人类环境友好的家居用品。

从外面看上去，满眼翠绿的景天植被覆盖了整个零碳馆北向的屋顶。下雨的时候，屋顶的雨水收集系统开始工作，对屋顶植被自动灌溉，当然不仅仅是作为装饰，绿色屋顶的植被还是中和碳排放不可缺少的角色。在坡型的屋顶上，五颜六色的风帽，跟随风向灵活转动，利用温压和风压将新鲜的空气源源不断滴输入每个房间，并将室内原有空气替换，随时保持室内空气的纯净。

所以这个零碳馆的整个建筑就像自然界的一个细胞。零碳馆可以说冬天不冷，夏天不热。可以说不用花费更多的人力和物力，零碳馆从自然界收集阳光、空气、电力和水，并将废弃物处理成电力和热。

今后我们如果生活在这样的建筑里，不需要空调，不需要热水器，这样就可以说是真正的低碳建筑。

对于发展中国家，加大低碳绿色生态建筑的研究，推进建筑的生态化，无论从环境的角度、能源的角度或是可持续的角度都将有重要的现实意义。

一、绿色低碳绿色建筑

低碳是指较低的温室气体（二氧化碳为主）的排放。绿色低碳建筑是指在建筑材料和设备制造、施工建筑和建筑物使用的整个生命周期内，最大限度地节约资源（节能，节地，节水，节材），保护环境和减少污染，减少石化能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量，为人们提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、节能环保建筑等。

二、绿色低碳建筑设计理念

低碳减排的核心理念，是降低煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，从而达到社会经济发展与生态环境保护协调并举的发展模式。

建筑师应加大对绿色低碳建筑相关设计理论和技术的研究，推动绿色建筑的发展，并尽可能地降低绿色建筑的建造成本，把绿色建筑设计和建造成为大众所接受的经济、节能、環保、舒适、健康的高品质产品，其设计理念包括：

1.节约能源

建筑的平面形式及总体布局应适应当地的气候环境。根据自然通风的原理，使建筑能够有效地利用夏季的主导风向，减少采暖和空调的使用或使用时间。同时建筑立面设计应注重自然采光，外墙采用节能的建筑围护结构体系等。

2.节约资源

建筑在设计、建造过程中，应充分考虑到建筑材料的选择和使用，应尽量选用当地生产或天然可再生的建筑材料，减少不可再生资源的使用。如在规划设计时同时考虑节约水资源的措施，设置中水收集处理系统，做到使水资源能合理循环利用。

3.推广应用绿色能源及新型节能材料

建筑应因地制宜，根据地域条件和用户的功能使用特点，尽可能考虑使用太阳能、风能、潮汐能、地热和地冷等绿色可再生能源，减少对碳排放能源的使用和依赖。

三、绿色低碳建筑设计的若干措施

结合上述理念，绿色低碳建筑设计可从以下几方面实施：

1.墙体保温。

墙体保温分为外保温和内保温，节能建筑中最关注的就是外墙保温技术，它是通过在外墙体上增加导热系数低的材料，使墙体达到保温隔热的效果，使室内冬暖夏凉，从而降低能源的损耗。

2.外墙门窗保温。

在门窗节能技术中应用如中空玻璃、高强度Low-E玻璃，还有采用磁控真空溅射方法镀制含金属银层的玻璃以及智能玻璃等，在隔声、隔热、节能、减少室内温差，提高采光性方面均可起到良好的效果。中空玻璃在国外建筑物中已得到普遍应用。

3.屋面保温及特殊绿化空间的开发。

特殊空间绿化如屋顶绿化及墙体绿化，有降温、降尘、减噪和提高空气中氧和负离子含量，改善空气质量等环境和景观效益。据有关研究显示，临街两侧的建筑经绿化后可使街上尘埃减少三四倍，有植物覆盖的墙面温度比无覆盖的要低5℃左右，屋顶铺绿后室内温度夏季可降低3℃。在环保技术先进的日本，目前东京的屋顶绿化率已达到14%，德国不少城市将楼房建成阶梯式或金字塔式，在上面建屋顶花园，英国甚至把林荫道修到了屋顶。

位于深圳蛇口的招商地产办公楼南海意库3#楼，建筑草木覆盖的屋面，草皮包裹的外墙，已成为兴华路上一道独特的风景线。其立体绿化设计不但有效增加了建筑室内外环境的绿量（叶面指数），减缓建筑在使用过程中对周边环境产生的“热岛效应”，而且在外观造型上塑造了良好的建筑个性形象。

4.合理的建筑设计。

设计应从建筑选址、分区、建筑和道路布局走向，建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。如设计住宅小区时，在总建筑面积不变的情况下，低密度、高容积率对节能有利，要创造出自然采光、通风的条件。设计时还应注重合理的窗墙面积比、遮阳效果、建筑物良好的朝向。

华南理工大学逸夫人文馆的设计充分结合岭南地区的气候特点，以遮阳棚架等技术手段巧妙解决隔热和通风等问题。该建筑除了以庭院、连廊等开敞式空间组织通风外，在屋顶设置可调式遮阳百叶，实现对遮阳的有效控制，并在试验中证明效果良好。建筑利用柱廊及脱开的墙体来阻挡太阳光的直晒，采用低辐射玻璃及浅色挂石降低辐射热。这些措施将在一定程度上提高建筑的环境适应性，并达到节能的效果。建筑造型上将板、柱、墙视为独立元素，强调虚实对比，创造了许多丰富的灰空间，从而形成了空灵通透的形象，充分反映了岭南的地域特征。又如丹麦米泽尔法特（Middelfart）储蓄银行，其主要设计特色为在一个巨大的木结构屋顶上安装了83个棱镜式的采光天窗，采光天窗不仅带来充足的自然采光，更为人们提供了从任意角度都可以欣赏到的美丽海景，轻松地为银行营造出了明快的氛围。

5.太阳能源与建筑的有机结合。

太阳能源是最好的可持续利用的再生能源，在设计中应考虑建筑如何更好的利用太阳能。

清华大学中意清华环境节能楼在屋顶和退台上安装的太阳能光电池板可以利用太阳能发电（同时采用天然气发电和热電冷三联供系统），冬季发电机组产生的废热直接用于供暖，夏季发电机组产生的废热用于驱动吸收式制冷机。据初步核算，与同等规模的使用燃煤锅炉供热和火电的建筑相比，该楼每年将减排二氧化碳1200吨、二氧化硫5吨。该楼的能源消耗与同等规模的建筑相比，可节约70%左右的能源。飘逸的太阳能光电池板与建筑融为一体，成为建筑独特造型的重要元素。

6. 建筑材料的可回收性。

绿色建筑材料应具有提高能效、节约资源和可持续性设计的优势，能够降低建筑对环境的影响。如2010年上海世博会德国馆建筑外表的某种发光膜还可以拆解剪裁，制成手提包、遮阳伞等各种物品，达到名副其实的再利用。

四.寻求符合我国国情的绿色低碳建筑和建筑节能技术的发展之路

我们在提倡大力发展绿色建筑低碳的同时，应该避免走进绿色建筑的误区。绿色建筑是一个广泛的概念，绿色并不意味着高价和高成本，我们在引进绿色建筑标准和技术时，要充分考虑建筑的建造成本和使用成本。如冬暖夏凉的延安窑洞，为我国西北地区特有的传统民居建筑代表，它的造价并不高，可以将它进行改造成中国式的绿色建筑。又如新疆某地有一种建筑，墙壁材料由当地的石膏和秸秆混合建成，保温性很好、建造成本也很低廉，是非常具有地方特色的建筑。这些典型的乡村绿色低碳建筑，其造价较低，可因地制宜、就地取材，自然很容易被普通老百姓接受。

五.总结

低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势，一个全新的建筑变革时代正在快步向我们走来。低碳建筑是一个系统工程，需要全社会方方面面的参与，多学科的融入。建筑设计是一门技术工程与艺术结合的学科，在能源危机的时代中，作为新一代建筑师肩负着责无旁贷的责任去推动未来建筑设计如何与环境、资源的和谐发展。我们应该立足现实，确立符合中国国情的节能理念和设计体系，努力实现建筑的低碳化。

参考文献：

[1]《绿色建筑》教材编写组.绿色建筑[M].北京：中国计划出版社，2008.

[2]中国建筑科学研究院.GB/T 50378—2006绿色建筑评价标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.