低碳概念下建筑设计策略简析

2022-03-31何永乐

建筑与装饰 2022年6期

何永乐

东南大学建筑设计研究院有限公司江苏南京 210018

1 低碳建筑理念以及对于建筑领域发展的重要性

1.1 低碳建筑的理念

低碳概念下建筑设计涉及相关内容较多，主要包含环境舒适度、建设成本等，其内容主要可以概括为以下几方面：①营造舒适健康环境。当下社会生活节奏加快，人们对生活环境要求愈发严格，建筑设计过程中需综合考量多方面因素，对建筑室内风光热环境进行合理设计。②选取自然生态材料。建筑师以低碳概念为基本设计理念，需选取当地自然施工原材料，展示地域特色的同时，可节约建造运输成本，降低碳排放，但具体使用过程中，需对其进行系统性质量检查，严禁有害物质超标。③节约资源。在优化建筑空间，结构形式的基础上，应最大限度地利用自然资源，提高通风、日照效能，进一步提高能源利用率。④主动式节能。选取合适的节能设备，引入新型节能技术，将其布设于建筑关键部位，以此控制建筑实际能耗，促使建筑自然采光、通风均符合绿色建筑设计要求[1]。

1.2 低碳理念对于建筑领域发展的重要性

首先，符合绿色环保要求。传统建筑设计模式下，建筑模式较为单一，且在南北地域差异性干扰下，建筑自身特征并不凸显。随着低碳理念的兴起及推广，人们更多注重生态环境保护，将绿色环保作为切入点，进一步创新建筑设计理念及风格，凸显地域特色，为人们提供良好的视觉体验感，满足人们对建筑功能基本需求，从本质层面实现建筑美学与绿色环保融合。其次，减少资源能源耗损。充分将低碳理念融入绿色建筑设计中，其核心优势在于满足节能环保需求，减少施工建设中能源的实际耗损。传统建筑设计模式下，能源耗损较为严重，且会产生大量的污染建筑垃圾。以低碳设计理念为核心导向，开展建筑设计可减少建筑设计能源耗损量，甚至可实现零污染、零排放，这将是未来建筑设计的主流趋势。最后，提供舒适的居住环境。低碳理念融入建筑设计中，可营造良好的居住场所，进一步凸显绿色节能环保成效，且相较于原有建筑设计，更能够展示人为关怀，创设良好的生态型环境，为受众提供更舒适的环境。

2 低碳理念中建筑设计产生的优势

2.1 可以形成新型的建筑美学

从目前的情况来看，我国以前的建筑风格有很大的相似性，而且由于受我国城市化进程的快速推进等因素的影响，建筑没有鲜明的特点。然而，自从引入低碳理念以来，建筑本身的风格发生了重大变化。加强环境保护可以有效激发建筑设计美学，体现地域文化特色。这样，在给人们提供良好舒适的同时，也能满足人们对建筑功能的各种要求，最终达到绿色环保和有效提升建筑美学的目的。

2.2 能够构建出更加舒适的建筑

对于低碳理念下的建筑设计，我们更加注重以人为本的基本理念，既能提高绿色环保的效果，又能有效提升室内环境质量。与传统的建筑理念相比，低碳建筑理念具有更高的优势，可以为人们营造相对舒适的环境和生活场所。

2.3 能够达到节能环保和减少消耗的目的

在建筑设计中，应用低碳环保理念的一个最明显的优势是保护环境，降低建筑项目的能耗。通过实践和研究证明，以往采用的传统建筑设计模式产生的能源消耗较多，建造和使用中产生的废弃材料对周围环境有直接影响。由于低碳建筑设计的应用，如采用装配式设计方式，可以有效减少湿作业，减少材料浪费，降低施工能耗。因此，低碳建筑设计在未来有着良好的发展空间和方向[2]。

3 低碳概念下的建筑设计应对策略

3.1 充分考虑阳光和热量需求

基于低碳理念的建筑设计，在设计初期就需要设计师充分考虑项目所处的地理位置及环境，依据项目的实际日照要求，通过计算模拟实现对自然光的充分利用，将阳光最大化应用在室内采光和采暖中。设计师要充分结合地理位置，周边环境，建筑朝向，周边建筑间距等因素进行综合考量。例如，在夏季，为了降低建筑吸收的热量，可在建筑屋顶或门窗洞口处设置遮阳设施，朝西墙面设置隔热墙等，阻挡烈日的暴晒。合理设计建筑内部通风系统，增强风压通风和热压通风效果，将建筑内的热量排出，尽量减少室内空调的使用，降低能耗。冬季时，通过建筑朝向、布局、高度组合，开窗等合理设计，增大阳光照射面积，提高建筑保温效能。

3.2 使用具有环保效果的绿色建筑材料

应用节能材料在当前建筑节能设计中的重要性是非常突出的，在具体设计工作中，需要全面降低墙体的能源消耗，同时具备通风和透气的特点，这样可以减少不必要的能源损耗，并且可以降低材料的使用量，以此来提高整体的设计效果。如ALC板材：材料以粉煤灰（或硅砂）、水泥、石灰等为主原料，经过高压蒸汽养护而成的多气孔混凝土成型板材。ALC板既可做墙体材料，又可做屋面板，是一种性能优越的新型建材。例如，可以利用当前轻质塑料材料集中在温热地区中的使用，具备通风透凉的优势之后，再根据外界温度来达到内部温度的科学调节，降低温度调节能源的消耗。

其次在材料应用方面，可以优化外围结构材料，例如在门窗中融入更多节能材料来提高整体的节能效果，隔热断桥铝合金门窗在门窗节能设计中的应用非常广泛。在材料运用的过程中，要在门窗的内部添加尼龙隔条栅栏，可以将门窗组合成两个部分，有效地提高热传导的速度，从而使得整体的保温隔热性能能够得到全面的提高；这种材料还具备强度较高和防火性能较好的优势，在使用过程中能够提高使用寿命。另外还可以通过隔热条的使用，避免在门窗中存在较为严重的能量损耗，满足节能环保的要求以及标准。在实际工作中，需要根据门窗的设计要求选择正确的材料，做好材料性能的全面监测，避免对后续使用造成一定的影响。科学处理好冷桥的问题，使门窗的保温隔热性能能够得到全面提高[3]。

3.3 考虑好建筑环境，设计性能良好的节能系统

突出建筑设计环境适应性是绿色建筑设计理念切实落地的关键环节，也可为降低建筑污染提供有效支持。①设计人员需要从自身的建筑设计经验出发，综合绿色建筑设计的一般要求，考虑建筑设计的环境适应性。建筑师可以分析建筑区域气候变化的实际情况，并根据建筑区域季节性的变化选择合适的自然环境设计方案，包括绿色植物的栽培以及相关水资源设施的布置等。②设计人员需要根据环境调研的结果，从强化建筑物环境适应性的角度，分析实际的绿色建筑设计需求，并将这种需求落实到降低环境污染的过程中。建筑师需要从污染源角度，分析在建筑物运行中可能存在的污染物，包括生活垃圾以及工业生产垃圾等，并选用分类处理的方式，降低不同类型垃圾对建筑环境的影响。③设计人员需要从可循环利用的角度分析绿色建筑设计要求。例如，设计人员可对建筑物的水循环管网进行改造，在水循环管网中增加过滤水管网，并将清洁过滤之后的水源应用在绿色植物的灌溉中，这样不仅可降低建筑物水资源的消耗，也可促使环境保护与建筑运行过程有机结合起来，进而可提高绿色建筑设计的合理性。

3.4 优化建筑形式

在这个阶段，我们应该优化建筑形式。首先，太阳能墙体直接影响到建筑本身的保温性能，而建筑墙体的保温性能也直接影响到建筑的节能指标。基于此，有必要做好太阳能墙的结构形式设计。此外，绿化屋顶属于房屋屋顶隔离保温的合理方式。通过立体绿化设施，对建筑整体进行节能设计考量。最后，将蓄水架空覆土种植房屋面与屋面绿化、墙体竖向绿化相连接。这样可以增强建筑的美感，避免阳光的全方位影响，合理利用雨水和蒸发水，可实现空气净化[4]。

3.5 重视建筑形状和保温方面的合理设计

不同地域的自然环境、经济环境都是各不相同的，建筑师开始建筑设计工作前，必须要对当地的气候环境、经济发展情况等进行具体的分析，确保设计出的保温节能方案具有针对性。比如说，我国北方地区的建筑进行节能设计时，必须要认识到北方的冬季气温比较低，减少建筑的体型系数，减少建筑对外接触面。同事通过节能计算，采用合理经济的保温材料，提高墙体的保温性能。在具体设计工作开展过程中，还要对建设材料的选择进行严格筛选与把关，确保所有建设材料都符合国家标准要求，如果建筑材料存在质量不合格的问题，会严重影响墙体保温性能，甚至出现墙体裂缝等问题。

3.6 建筑智能化、数字化设计

在实践中，无论是简单的建筑结构形式还是复杂的建筑结构形式，面对当前日益增长的市场需求，整体设计难度在不断增大。在应对复杂设计时，满足低碳设计理念，要积极利用计算机信息技术、BIM技术等新兴数字技术的优势，通过构建智能设计框架系统，以建设项目为目标，对设计方案和建筑信息模型进行直观展示，便于设计师调查和对比分析设计方案，探讨方案是否符合低碳建筑的价值。建筑智能化设计可以从楼宇控制系统入手，进行节能减排，这对低碳理念在实际项目中的应用具有很高的借鉴价值，设计单位应该从资金和技术人才等方面给予有效支持。

3.7 做好采光通风设计

建筑师在进行朝向设计时，还要开展遮阳设计工作。居住者对建筑物遮阳度的需求程度不同，因此，建筑师需要根据实际情况来确定合理的窗户透光率。遮阳设计可以保证建筑物内部生态循环的稳定性，通过设计科学的遮阳区域来减少室内能源的损耗。此外，遮阳设计所采用的窗户和节能墙体也需要遵循因地制宜的原则。由于建筑物的层数越高，其周围的紫外线污染程度和所承受的风力也越高，因此，生态建筑设计既要保证良好的防风效果，也要保证噪声隔绝效果，确保为居民带来良好的居住体验。除了需要重视窗户的材质之外，生态建筑设计人员还应重视可见光投射系数、窗户的遮阳系数和窗户边框的反光度等因素，不断提高建筑物的遮阳效果[5]。

传统建筑中常设有天井，天井利用热压通风，让风由下往上在建筑物内部流通，实现室内通风条件改善。对于现代建筑而言，我们可以借鉴传统建筑这个原理，设计时从整体上在平面适当的空间预留天井，合理设计天井的高度及平面尺寸，实现热压通风，优化建筑内部通风效果。设计者也可以采用多天井的方式，具体设计中，将一个主天井设置在建筑工程的中央位置，以此来达到良好的引风效果，再将多个天井设置在建筑的其他区域，将其用作排风天井。相比较单天井和双天井的设计形式来看，通过多天井的设计与应用，可以在建筑工程中形成一个更具灵活性的自然通风系统，进而达到更好的通风与节能效果。尤其是在密集型的现代建筑节能设计中，多天井形式的自然通风设计更具适用性。

3.8 积极应用新型环保节能技术

随着人们环保意识的不断增强，与环保相关的节能技术也在不断创新。在当代建筑的设计中，应优先考虑当前环保、成本相对平坦、性价比最高的设备。在低碳建筑建设中，应根据不同的实际情况，合理利用可再生新能源。例如，在施工区域，太阳能可以在全年晴朗的日子里得到更多的利用，在一些相对偏远开阔的地区可以加强风能的利用，或者在靠近海洋和湖泊的地区可以利用水能促进资源的循环利用。采用新的环保节能技术不仅可以减少能源消耗，而且可以实现能源循环利用[6]。