低碳建筑设计中相关要素及实例应用探讨

陈慧

【摘 要】本文简要地概述了低碳建筑设计的概念及内容，从而进一步针对低碳建筑设计中相关要素进行了总结与分析，并结合工程实例加以论述，旨在为建筑设计人员参考借鉴。

【关键词】低碳建筑；设计要素；实例分析；

随着我国经济的迅速发展，建筑能耗量不断增大。近年来，我国提出了建设节约型社会的策略，建筑业也采取了低碳环保的设计理念。在目前国家能源消耗大、污染物排放多情况下，建筑业充分通过设计手段在建筑设计、建设和运行中提高建筑能源利用效率，改善建筑的环境性能，以实现低碳的生活目标。本文结合笔者的实际工作经验，主要就低碳建筑设计中相关要素进行了论述。

1 低碳建筑设计概述

低碳建筑是指建筑材料、施工建造和建筑使用过程中，减少能源的使用，提高能效、降低二氧化碳排放量。低碳建筑就是把先进的建筑节能技术和节能产品等优化组合，调整建筑耗能比例结构，降低对矿物燃料的消耗量和依赖性，达到保护环境、节约能源和减排二氧化碳的目的，营建低能耗高舒适的健康环境。目前来说，低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。现有的建筑技术虽然已经融人了部分低碳节能技术，利用太阳能使用温墙保护等，并完成了部分节能的指标，但从长远的目标来看，还是有一定的差距。低碳建筑设计与现有的一般的建筑设计相比较，主要是引入了低碳设计理念，对现有的节能减排技术进行合理的设计，以减少能源消耗，降低二氧化碳的排放量。低碳设计主要考虑三点：一是节能，包括节水、节地、节能、节材，以减少各种资源的浪费。二是减排，减少建筑物污染物的排放，如固体、液体、气体等环境污染；三是满足人们使用上的要求，为人们提供健康、舒适、高效的实用空间，提高环境的质量。

2 低碳住宅建筑设计要素

低碳建筑的设计要素不仅包括能源优化、结构优化、节约材料、环境优化，而且包括天然材料和本地材料的利用，以减少建筑在使用過程中能源的消耗量。

（1）能源优化：包括引入天然气、轻烃或生物固体燃料。进行燃煤锅炉改造，减少碳排放，控制大气污染等新兴能源的利用也包括风能、太阳能等可再生能源的利用。

（2）结构优化：采用节能的建筑防护结构，采暖和空调尽量减少使用、按照自然通风的原理设置空调系统，使建筑能够有效地利用夏季自然风最大限度地利用自然的采光通风。如建筑的开窗形式，应尽量满足自然采光和通风的要求。同时，设计中要将可持续发展的理论穿插其中例如。使用各种自动遮阳、双层幕墙。可调节建筑外立面的设计等。通过采用不同的方法。既保址建筑物的现代化形象，又满足人们节能和舒适的要求。

（3）节约资源：在选择建筑设计和建筑材料时，资源的合理使用和处置是首先要考虑的因素。优化建筑结构，减少资源的浪费，提高中水的利用率，争取使资源可再生利用，如太阳能和地热能。

（4）天然材料的选用：在材料的选择上，建筑内部一定不要使用对人体有害的建筑材料和装修材料，尽量采用天然材料。建筑中材料的选择要经过检验处理，确保对人体无害后才能使用。

3 低碳建筑设计实例分析

某国际公寓，项目规划面积为197，412.8m2，由4层公寓、2 层独立别墅、地下车库、健身俱乐部和幼儿园等四部分组成。总建筑面积8.22 万/m2，绿化率 36%，容积率 0.9。项目低碳技术包括低温辐射采暖制冷系统、换式新风系统、幕墙系统、保温隔热外窗系统和可再生能源利用系统等。

3.1低温辐射采暖制冷系统

低温辐射采暖制冷系统是通过埋在天花板中的均布水管，依靠低温热水为热媒，以夏季送水温度为 20℃、回水温度为 22℃，冬季送水 28℃、回水温度为 26℃的 2℃低温差以辐射方式自动调节室内温度的采暖制冷系统。因为采用低温辐射方式传热，它的制冷和采暖效率大大高于空气对流传热方式，且无风感和噪音。该系统将整个建筑变成一个人体舒适温度范围内的恒温体，即夏季26℃左右，冬季 20℃左右，与传统的全空调系统和独立采暖辅助空调制冷有很大不同，具有占用空间少、室内环境舒适度高的优点。

3.2 置换式新风系统

健康舒适的生活不仅取决于温度，还要有适宜的新鲜空气。置换式新风系统，是一个只提供新鲜空气，无需空气再循环使用的送风系统。新鲜空气经过新风机组的处理后以略低于室内的温度并以小于0.2米/秒的速度从室内地面新风口送出，无噪音，无气流感，适宜的新鲜空气由于温度较低而停留在室内底部空间，通过人体和室内各种其它热源加热后与人口中排出的污浊空气一起缓慢上升，通过设在卫生间上部的排风口排出室外。排出的污浊空气和引入的新鲜空气会经过新风机组的热量回收器进行热量交换，污浊空气中所含热（冷）量的60%以上得到回收再利用，达到节能的目的。

3.3 幕墙系统

公寓的主体结构为混凝土框架剪力墙，现浇混凝土外墙外侧粘贴100mm 厚高密度聚苯板，中间设流动空气间层，最外侧开放式干挂石材。幕墙系统给建筑物提供了美观、耐久的外立面，同时为将来公寓低能耗运行提供了重要保障。本项目外墙综合传热系数将达到0.3w/m2k。中间流动空气层的设置有效保证了保温材料的长期干燥，使它的保温性能持续有效。空气层加上干挂的石材，夏季起到了很好的遮阳、隔热作用。开放式的幕墙体系使空气层与外界空气等压，能有效地防止雨水的侵入，可使建筑物本身的潮气能迅速扩散出去。

3.4 保温隔热外窗系统

外窗的性能在很大程度上直接影响着室内环境的舒适度。本工程外窗设计传热系数小于 2.0w/m2k，空气渗透率为0.3m3/mh，抗风压性能大于3500Pa，雨水渗透性能大于500Pa，空气隔声性能大于38dB。为此，该项目选择了世界上最高性能等级的SCH?CO断桥铝合金节能窗系统。所有外窗均配置了高透型低辐射（LOW-E）中空玻璃（6+12+6），外侧进行安全钢化，内充隋性气体氩气，其传热系数小于等于 1.6w/m2k。考虑到该地区夏季较高强度的太阳辐射，在公寓外窗上设计了铝合金外遮阳卷帘，遮阳率最高可达 80%，它不仅可以遮挡漫射辐射，还可以降低室内制冷负荷，达到节能的目的。

3.5节点保温系统

公寓体现的是系统化节能，在节点设计时尽可能的避免了冷桥的存在。比如外墙保温层向地下延伸，以减少外界对室内热环境的影响；屋面设置传热系数更低的保温材料层，使屋面的总传热系数为 0.2W/m2k；卷帘盒洞口构造由建筑师、结构工程师与供应商联合专项设计；女儿墙、外露雨檐、外露进排风管道、阳台板均做全方位外保温等。

4 结束语

总而言之，随着我国经济的发展，温室气体排放的压力越来越大，所以为了确保经济的可持续发展，实现低碳经济是我们首要的任务，而低碳经济的核心是节能减排。房地产业作为国民经济的基础产业，实现节能减排具有意要的意义。目前，对于房地产企业而言，低碳建筑是建筑业未来的发展趋势，因此，做好低碳建筑设计工作已势在必行。

【参考文献】

[1]徐东升.关于绿色低碳住宅设计的思考[J].建筑与发展.2010.

[2]徐兴业.低碳建筑是建筑企业未来的竞争力[J].企业科技与发展，2010.