低碳概念下的建筑设计应对策略分析

文／王慧 青岛市城市规划设计研究院 山东青岛 266000

逄振杰 西藏悦读纪文化传媒有限公司青岛分公司 山东青岛 266000

朱倩 青岛市城市规划设计研究院 山东青岛 266000

引言：

在建筑行业发展过程中也逐渐增加了环境影响问题，例如在建筑工程中利用各种机械设备和水泥混凝土材料等，将会在一定程度上污染生态环境。提出低碳概念之后，通过分析建筑行业发展过程中的二氧化碳排放问题，并且结合建筑行业特性制定解决措施，降低建筑工程中的碳排放量。在我国建筑事业发展过程中需要利用低碳理念优化设计建筑结构，合理降低建筑损耗，有效保护生态环境，促进建筑行业向绿色、节能的方向发展。

1.概述低碳建筑设计

1.1 概念

低碳建筑概念是一种以节能为导向的设计理念，而且这一理念符合自然发展规律，在坚持人与自然的和谐共处的前提下，确保在整体的建筑结构受到损害的同时，能够平衡效益产出和资源消耗。在低碳建筑的设计中，设计人员需要注重节能减排工作，融合自然消耗资源和可利用资源，确保整座建筑不仅能够保持产业自身的使用价值，还能够与周围的生态环境达到最大程度的融为一体，从而为国家建设产业的可持续发展奠定基础。开展低碳建筑设计，可以确保能量的可持续使用，以新能源代替传统能源，确保各种资源都具有可持续性和可再生性，例如需要充分利用风能、光能和水能等，可以减少建设项目中产生的废物，同时也可以合理利用其它资源，切实保护生态环境[1]。随着人民的生活水平越来越高，以低碳思想为主导的建造方法越来越符合人民的日常需要，通过舒适性的匹配保障了建造技术的执行。比如，在选用建材的时候，要选用原生态、无污染的材料，并且在使用的时候，材料不会对周围的环境和生活环境造成危害，有利于优化人们居住环境的生态化。

1.2 重要性

近几年来我国的经济结构稳步发展，其而在建筑工程施工过程中需要消耗较多的社会资源和自然资源，如果经济发展速度超过了环境保护速度，就会带来很大的生态问题，有些情况下，由一些环境效应引发的病毒将会危害到整个生态环境。例如针对空气污染，我国在过去数十年的发展中，整体生态环境处于和谐的状态。但是，随着最近几年的发展，雾霾的发生几率越来越高，其中含有的有毒物质也会对人类的身体健康构成威胁。在目前的建筑业中应用低碳设计思想，可以在某种意义上防止由于环保问题导致的生态平衡遭到破坏。分为以下几点：第一，符合人民的日常需要，在建筑的低碳化设计下，可以很好的保障建筑业和居民的主观需要，尤其是在最近几年，随着大自然理念、和谐理念的不断深入，基于低碳的建筑设计，与区域的环境进行了精确的匹配，确保了整体的生态环境没有受到损害或者没有受到太大的损害，从而提升了建筑的居住品质[2]。第二，能够适应建筑业可持续发展的需要；低碳概念的提出和设置，是基于建筑业在全生态环境下运作的污染机理而制定的，也是建筑业发展进程中的一种重要的引导机制。通过持续的新技术和新工艺的引入，使整个建筑业处于一种可持续发展的状态，为建筑行业的发展挺基础信息。

1.3 现状

基于当前国家的生态环境发展潮流，在低碳理念下进行的建筑设计，通过对建设产业在生态环境风险中发挥的作用机理的研究，提出一套符合生态环境要求的方案。此外，当地政府也发挥职能监管的角色，通过对建设项目的设计工作和建设过程的监测，保证建筑相关工作的开展符合低碳概念。但是相对于国际上比较成熟的低碳建筑系统，国内的低碳建筑的设计思想还处在起步阶段，这两种主要表现在两个方面。首先，从目前国内开展的低碳建筑设计监管来看，其在法规体系上还存在着一些不足，这是因为在这个体系的构建中，整个体系都是在持续地进行着实践和探索，其中一些碳排放的测量还必须通过建筑的实际运行和施工来进行，这样就导致了没有一个能够被用来衡量碳排放的标准，从而也就不能为建筑的低碳化设计提供更准确的数据支撑。其次低碳理念理论和实际情况存在不相符的情况，很多开发商打着“低碳”的旗号来扩大自己的资源和开展基础设施，但是在现实项目中却不够重视低碳设计理念的价值[3]。如果这种收益形成的不良的经济链条能够满足开发者的发展需要，那么大多数的开发商都会大力宣传“低碳”，但在具体的项目中却没有表现出低碳设计理念，导致建筑施工不符合前期开发需求，也不利于实现低碳理念。

2.低碳概念下建筑设计原则

2.1 整体设计相协调的原则

总体设计相协调的原则下，设计人员要需要综合分析建筑工程文化特色和各种特征，因此选择适合建筑工程的新型能源和节能技术等，在满足低碳设计理念需求的同时，进一步优化建筑各项基本功能，同时提高建筑设计的文化性和质量水平。

2.2 节约能源消耗的原则

能源消耗的节约指的是减少利用空调和地暖等耗能较高的设备，开展节能环保设计工作。需要加大力度开发和利用新能源，例如需要充分开发太阳能和风能等。通过充分利用自然东风，可以改进空调系统，有利于最大化的利用风能。另外在兼顾场地温度环境的同时，应注重采集和利用自然光资源。

2.3 节约资源消耗的原则

节约资源消耗的原则主要是体现于施工材料选择和应用等方面。选择建筑材料的时候，应对建筑物的构造进行全面的优化，降低建筑物的能源消耗，加大力度利用可再生资源，合理处置建筑材料[4]。另外在室内施工和装修中应严禁使用有害和污染性的装饰材料，选用的一切装修材料均应符合国家相关标准。

2.4 创造健康环境原则

创造健康环境原则指的是要保证室内环境的清新度，维持建筑温度和湿度条件的适宜性，可以通畅性的流通空气，保障室内采光的充足性。为降低外部气温对房间的影响，使房间内的气温处于平稳的水平，需要调节室内供热系统。

3.低碳概念下的建筑设计应对策略

3.1 低碳规划

在低碳理念下的建筑设计，设计人员需要全面分析建筑工程周围的环境，结合周围的特定现实，分析建筑工程如何更好的融合于周边环境，特别是建设项目的低碳设计，必须要与周围的环境相互配合，而周围的环境又不满足低碳理念，因此要进行低碳的设计，让它更好地契合低碳建筑的设计内涵。另外在建设项目周围增加绿化区域，这是低碳理念下的一项关键内容，增加周围绿化区域的面积和密度，在进行路面铺设的时候，要对路线进行合理的规划，既要考虑方便，又要在不损害绿化植被的前提下，更好地结合人造建筑物和周围的环境，让低碳理念和作用得以更好地发挥，保证建设工程周围的环境健康、可持续发展。

3.2 外形设计

建筑主要的设计环境为外形，不仅需要合理选择墙体材料，还要优化设计建筑结构。在将低碳概念融入到外形设计中的同时，为了更好地减少能耗，设计人员需要将与外形有关的各种要素综合起来，通过对墙体材料、外部结构、材料颜色等方面进行深入研究，测算各种影响因子对节能的影响[5]。比如在进行墙壁的设计时，通过设计屋面材料，并且结合建筑工程的周围环境确定墙体厚度，在北方地区，可以增厚处理建筑保温板，优化整体建筑的保温效果，从而减少我国北方地区的供暖设备的能耗。同时为了确保建筑物的隔热和保湿效果，应该合理降低窗墙比，设计人员要尽量利用铝制窗框，这样不仅可以保温，还可以减少光污染的危险，从而实现绿色、节能的建筑目标。

3.3 利用低碳建筑材料

在低碳理念引导下，要让建筑工程的绿色环保效应更加明显，需要在建设项目中，应用技术环境友好、可持续利用的新建材。在建设项目的设计中，要全面地考虑到项目的成本，尽量降低耗能高和污染严重的建材的用量。在选择低碳建材时，应充分利用自然资源，并且突出地域特色，尽量在建筑工程的周围就地取材。此外有关研究机构还必须持续地研究和开发新型的建筑节能材料，提高其研究水平，在保持新型建筑节能材料的广泛使用的同时，也要表现出其易于建造和取材方便的特点，从而极大地减少建筑项目的内部碳排放，满足低碳设计理念。

建材是决定施工品质的重要因素，在选材过程中应该融合低碳设计理念，分析项目投入和社会效益的关系。要实现建筑的低碳化，在设计阶段就要融合低碳概念，并且利用低碳概念优化配置施工材料。例如设计单位在建筑材料设计过程中需要综合紧急性和绿色化以及环保性等基础，注重建筑各种性能，并充分考虑材料的强度、有效性、稳定性等各项功能需求，同时需要考虑到材料对人们的生产和生活的作用[6]。需要控制材料的数量，要符合建筑经济原则。因为外部因素会影响到建筑材料质量，导致建材发生劣化或损伤，从而影响到施工质量。所以在进行建材设计时，设计人员需要考虑各种材料变化，以防止其与构件的局部相接触而造成的破坏。另外，应该重视对建材的贮存与防护。在建筑设计中融合可回收的材料，实现建筑材料的回收再利用。

3.4 加大力度使用自然光能源

当前我国的二氧化碳排放量较多，主要是由于过度地利用了黑色能源，所以在建设项目的设计过程中，必需要加大力度使用自然光能源，从而优化建筑工程的低碳环境性能。同时也能更好地增强使用者的居住感受。设计建筑工程内部照明设备的时候，必须尽可能地选择具有节能、环境友好的灯光装置，既能够降低电能的损耗，优化发挥出低碳环保的作用。其次依据施工项目的室内空间构造，合理布置照明设备，既避免产生灯光盲区，又能有效地发挥自然光线的作用，降低电离能源能耗。

3.5 提高能源资源利用率

在低碳理念下，如何提高能量使用的有效性，是进行建筑设计的重点。提高能量资源使用效率可以产生非常明显的好处，它可以减少建设项目的建设投资，对建设费用进行管理，改变了浪费的情况，减少了建筑能耗，还降低了碳排放，更加突出了低碳环境的概念。针对目前建设项目建设中存在的能耗与资源浪费问题仍然比较突出的实际情况，有必要对建筑能耗进行科学配置，推广利用各种先进性的低碳环保型的技术和设备等，高效的利用建筑工程的能源和资源[7]。

在节能方面，我国建筑行业已经取得了长足的进步。对大型公共建筑、办公、商务等建筑进行节能改造已成为大势所趋。我国现有的新建民用建筑物中，开始推广利用太阳能发电系统，满足建筑的电力需求。太阳能发电具有明显的节能、减排、低能耗等优点。此外，利用太阳能发电的能量，一栋住宅可储存24 小时以上的太阳能。不断发展太阳发电技术之后，可以在公共设施和商业建筑中广泛利用太阳能照明技术。

近年来，国家城市建设取得了显著的减排成效。但是目前中国许多大城市仍在使用非可更生的燃料，如煤和燃气等。例如一些能效较高的建筑物，可以通过采用光伏发电、空气调节装置等节省能源。在许多大城市，利用太阳能屋面进行节能减排，改善人居环境，是一种新兴的节能减排技术[8]。从本质上讲，利用太阳能作为一种新型的能源利用方式，可以提高建筑结构的服役年限，减轻气候变化所造成的危害，同时还可以避免由于温度升高引起的热能损耗，减少对环境的影响。另外，很多大城市也在大力推进屋面太阳能的使用。太阳能屋面是一种高效、洁净、环保的新型建筑，在国内已得到广泛关注。

3.6 提高空间利用率

在低碳理念下进行的建筑设计，设计人员需要高效的利用建筑工程空间资源。在建筑户型的设计中，设计人员需要结合住户的居住需求，突出空间的灵活性和可变性，在提高建筑项目的受用周期的同时，减少排放建筑垃圾[9]。

在目前的建成条件下，空间设计关系到建筑环境的利用率，提高房屋结构利用率，可以控制建筑产出比，使其符合施工要求。在建筑设计过程中，需要测算出单体建筑在整体建筑中的作用，在确保最大限度地利用空间的同时，减少由于空间资源消耗。另外对于空间的特点，也可以加入可再生的资源，以确保在有限的使用空间内，达到最大限度地减少建设周期。

3.7 智能设计

低碳建筑今后发展的重要趋势为智能设计，通过构建智慧建筑系统，可以实现对建筑物前期设计、中期建设和后期运营过程中的各种数据进行全面集成，不仅可以提高建筑居住的舒适性，而且在各种高科技的支撑下，可以充分利用各种建筑资源。在建筑体系中实现智能系统的时候，可以最大化地提升机械装备的工作效能，提升建筑的使用效率，减少建筑工程的环境污染，让建筑系统达到可持续发展[10]。在设计过程中，需要结合现代化技术和建筑体系，分析在建筑设计和施工中高新技术的使用效果，通过合理设定相关参数，减少参数和施工的误差，自然性的过渡传统建筑和智能化建筑，提高低碳建筑使用效率。

3.8 减少碳排放

在低碳概念下的建筑设计工作，最重要的措施是降低碳排放，保证建筑可以更好的应对气候变化。为了达到这个目的，设计人员必须采取一系列的举措。例如利用低碳建筑材料，可以减少材料使用过程中的碳排放。通过对建筑形态、朝向及外立面的合理规划，也可以达到节约能耗的目的。大力发展建筑节能减排新工艺，可有效地降低建筑能耗、减少二氧化碳排放量。在建设运行期，提高供暖和供冷系统的使用效率，并且开展碳中和设计工作，例如可以利用碳捕捉和存储技术、生态建筑设计等，实现建筑净碳排放[11]。完善碳排放监测和报告机制，对建筑碳排放进行跟踪检查，推广低碳生活理念，引导住户在实际生活中注重减少能源利用情况，在个体层次出发减少碳排放。

3.9 优化运营管理

开展低碳建筑设计工作，运营管理工作发挥着重要的作用。建立智能化的建筑运营管理系统，可以实时监控建筑能耗和设备运行状态等，保障调控工作的精准性，避免浪费能源。定期更新升级建筑节能设备，保障设备运行的稳定性，降低能耗。同时加强能耗数据的公开和透明度，提倡节能减排和节能监管。针对较大的综合体或区域，可采用共同用能方式，取得较好的节能效果和较低的运行费用[12]。在此基础上，结合运行管理策略，达到节能降耗、提高节能降耗的目的。对其进行有效的运行管理，既有利于达到节能减排的目的，又可以减少建设运行费用，促进建筑业的可持续发展。

结语：

在建筑行业发展过程中，低碳概念下的建筑设计工作符合时代发展需求，因此设计人员需要综合分析低碳概念，在建筑材料和空间设计等方面有效融合低碳概念，为人们提供舒适性和安全性的居住环境，同时可以推动建筑行业健康发展。