低碳概念下的建筑设计策略运用

2020-11-02郭戎

建材与装饰 2020年30期

郭戎

（山西路晟交通建筑设计有限公司，山西太原 030006）

现阶段，各行各业逐步加大对节能环保的重视度。尤其是具有高能耗、重污染特征的建筑行业。将低碳概念融入建筑设计领域，可以有效控制能源损耗，减轻环境污染，实现经济效益、社会效益与生态效益的最大化。这对于构建能源集约型、环境友好型城市也具有积极意义。

1 低碳建筑的基本概念

低碳理念，即将一种原生态的生活方式融合到各行各业中，推动各个行业向节能环保方向发展。低碳建筑则是指将低碳理念融入建筑中，在建筑立项到建筑交付竣工的整个生命周期内，降低化石能源使用量，减少温室气体与污染型气体排放量。

在建筑设计过程中，首要前提是节约能源，降低采暖制冷电器设备使用频率。从采暖方面来说，提高太阳能等可再生清洁型能源使用率。从制冷方面来说，调整建筑方位，确保室内通风的通畅性。

2 低碳概念下建筑设计的重点考量因素

建筑设计理念向低碳建筑理念过渡转变是顺应时代发展趋势和行业客观发展规律的重要表现。当前，建筑设计行业已经客观认知到这一点，利用多样化技术手段优化资源配置，选择与低碳建筑理念相契合的设计方式。在低碳建筑设计中，设计人员往往要充分考虑多方面因素。具体内容如下：

2.1 环境因素

低碳建筑设计的主要目的是为居住者提供舒适、安全、健康的居住环境。在低碳建筑设计中，设计人员要优先选择无毒无害、节能环保的工艺、技术和材料。与此同时，在设计过程中，设计人员还要充分考虑建筑的常规的功能要求，确保低碳理念下的建筑设计满足居住者的功能需求。

2.2 空间因素

对建筑空间进行合理规划，可以增强居住者的居住体验，提高建筑材料利用率。优质的建筑空间设计，可以起到良好的抗震防塌作用，保障居住者的生命财产安全。此外，在设计大规模建筑群落时，设计人员还要格外注重建筑群落的规划，使整个城市内部空间更加合理化、有序化。

2.3 建筑材料因素

建筑设计人员应客观认知材料的重要性，在建筑设计中积极做好材料规划工作。首先，考虑材料的预算，避免发生材料过度浪费等问题，以免影响建筑质量安全和综合效益。其次，设计人员要优选无毒无害、节能环保的材料，保障建筑生态效益。最后，在建筑设计过程中，要考虑材料的保存工作，制定完整可行的材料保存计划，使材料发挥最大的利用价值。

3 低碳建筑设计的可行性策略

3.1 建筑环境方面

在建筑设计过程中，设计人员要高度重视如下两方面内容：①结合建筑所处区域的环境特征，注重建筑与环境的和谐共生。例如，在设计中，通过建筑带动周边环境进一步的协调发展。或者秉承因地制宜的基本原则，利用当地现有的环境进行低碳设计；②在设计过程中，增强绿化意识，扩大绿色植被的覆盖面积。与此同时，做好交通组织规划工作，优化城市环境布局，促使建筑环境与自然环境协调统一，达到低碳设计目标。

3.2 建筑物体型设计方面

通过促进空气流通，可以有效控制采暖制冷方面的能源损耗，加强建筑体型和平面形式的科学合理性，更好地将低碳建筑设计理念落到实处。由于不同区域、不同建筑的体形系数不同。为此，在建筑设计过程中，设计人员需充分考虑体形系数对低碳环保的影响。在设计环节，应用性能稳定性高、耐用性长久、能耗指标低、环境污染小的材料，体现建筑与室内一体化的理念。

3.3 节能环保建材方面

通常来说，建筑材料是建筑设计与施工过程中能耗与污染的主要来源。部分建筑材料因为质量存在问题，所以含有有毒性气体，而这些气体不仅会造成空气污染，还会对人体健康构成威胁。为此，在建筑设计过程中，选用可循环利用的材料至关重要。例如，采用纸管结构与集装箱构成的Papertainer Museum，如图1所示，拆除后的建材可以二次回收利用，达到节约资源，减少污染的目的。或者，使用工业化成品代替不可回收利用的建材，有效降低工程建设过程中的二氧化碳使用量。

图1 Papertainer Museum 美术馆

3.4 建筑空间利用方面

缩小建筑物的占地面积，提高建筑空间利用率是节约能源的关键举措。对于大规模的住宅建筑来说，合理控制住房面积，可以在很大程度上降低工程能耗指标。在住宅建筑设计过程中，要充分考虑空间的灵活性，且注重建筑在不同时间阶段的功能变化。一方面减少建筑垃圾排放量，另一方面延长建筑使用年限，压缩建筑投资成本，提高能源的利用率。

3.5 自然采光设计方面

自然采光分为主动式自然采光和被动式自然采光两类。其中，被动式自然采光设计受限于自然光源，利用日光起到室内空间照明的作用。尽管被动式自然采光设计属于一种较为传统的设计方式，但节能效果不容小觑。但是被动式自然采光设计也存在一定的缺陷。如果区域出现连续阴雨天气，就会严重影响室内空间的照明，给居民的生产生活带来不便。针对此，设计人员要加大技术研发投入，提高自然光利用率。

主动式自然采光设计是指依靠镜面反射光线的原理，利用一些工具，如导光管、光纤等进行导光，棱镜组传光并通过卫星发射镜达到采光的目的。通常来说，主动式自然采光设计更加适用于地下建筑或未设置窗户的采光效果较差的建筑。采用主动式自然采光设计方式，不仅可以让居住者在室内空间中享受阳光，优化室内空间环境品质，还能在很大程度上降低用电量，减轻光污染，达到节能环保的目的。

3.6 围护结构设计方面

在建筑节能设计中，墙体的保温性能至关重要。首先，在低碳建筑设计中，可以采用混凝土辐射采暖制冷的方式，保证内墙的保温隔热效果达到预期。与此同时，采用混凝土辐射采暖制冷方式，还可以保持室内空间环境温湿度的平衡。在外墙设计时，混凝土辐射采暖制冷方式与挤塑聚苯板、聚苯乙烯泡沫板、岩棉板、胶粉聚苯颗粒保温浆料等材料的共同使用，还可以增大外墙热阻值，达到保温隔热的目的。

其次，在建筑围护结构中，门窗的保温隔热效果较差。针对此，设计人员可以使用铝木复合型材及铝合金断热型材，同时设计双层中空玻璃。由此，改善门窗结构的密封性，加强保温隔热效果。

最后，采用垂直绿化、太阳能集热屋面、可控制的通风屋面等技术完成屋顶设计，如图2 所示，达到降低热岛效应、保温隔热、节能环保的目的。

图2 英国贝丁顿社区

3.7 新型能源利用方面

建筑是人类生产生活的重要场所。建筑能够为人们的生产生活提供必要的能源和资源。由此，开展低碳建筑设计，也成为控制能源损耗，减轻资源浪费的重要途径。在低碳建筑设计中，设计人员要高效应用太阳能、风能、地热能、潮汐能等可再生清洁型能源。在部分建筑中，使用太阳能电池板可以蓄存太阳能，将太阳能转化为热能和电能，供人们采暖和照明使用。

设计人员需选择合适的低碳节能系统。由于南方城市全年持续高温，对制冷电器设备的使用需求较大，而这也使得建筑物的电能损耗较高。针对此，设计人员可加强通风与隔热设计，采用低能耗的电器设备；又由于北方城市四季分明，冬季低温天气持续时间较长，对建筑物保温功能的要求较高。针对此，设计人员要选择节能环保的保温材料。总之，设计人员要根据当地的气候环境特征进行建筑设计，在满足居住者实用性需求的基础上，增强居住舒适度体验效果，达到节能减排的目的。