低碳建筑設(shè)計(jì)理念實(shí)踐

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摘要：現(xiàn)今科技發(fā)展迅速，在人們享受高科技所帶來便利的同時(shí)往往忘記了環(huán)境所承受的壓力，全球變暖日益嚴(yán)重，二氧化碳排放量持續(xù)走高成為最有說服力的表現(xiàn)。因而，尋求保護(hù)環(huán)境成為各行各界的共同目標(biāo)，建筑界也不例外。低碳建筑設(shè)計(jì)理念的提出為建筑行業(yè)的環(huán)保工作指明了方向。文章通過對于低碳建筑理念的闡述并結(jié)合現(xiàn)今我國建筑行業(yè)現(xiàn)狀，為未來的建筑設(shè)計(jì)及建設(shè)提出建設(shè)性建議，旨在為更多建設(shè)提供借鑒指明方向，同時(shí)為社會主義可持續(xù)發(fā)展道路做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能環(huán)保；低碳；理念

1引言

低碳建筑的概念是依據(jù)現(xiàn)實(shí)情形所提出的策略性理念，實(shí)際上，現(xiàn)今對于其定義并不明確，同時(shí)，對于二氧化碳排放量也沒有數(shù)值的相關(guān)規(guī)定。因而，對于低碳建筑即可認(rèn)為在保障建筑施工平穩(wěn)的前提下采取使用環(huán)保材料，選擇環(huán)保施工工藝等方式盡可能地減少碳的排放量以減少溫室氣體，緩解溫室效應(yīng)。自2009年12月的哥本哈根聯(lián)合國氣候大會以來，低碳成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主題，為響應(yīng)聯(lián)合國號召，我國積極將“低碳”理念引入建筑行業(yè)，讓低碳建筑成為構(gòu)成低碳經(jīng)濟(jì)的重要部分。通過采用環(huán)保材料及選擇低排施工工藝，盡可能降低建筑建設(shè)過程中對于環(huán)境的污染破壞，推進(jìn)現(xiàn)代化低碳建筑進(jìn)程，為我國實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)做出貢獻(xiàn)，同時(shí)也為地球這個(gè)大環(huán)境的未來提供保障。

2建筑設(shè)計(jì)與低碳環(huán)保的聯(lián)系

實(shí)際調(diào)查表明，廢氣中的50%來自建筑排放，其中導(dǎo)致溫室效應(yīng)的二氧化碳?xì)怏w，建筑釋放占40%之多。綜上可得，實(shí)現(xiàn)低碳建筑是低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。因而，在建筑設(shè)計(jì)之初應(yīng)當(dāng)著重考慮環(huán)保方面問題，將低碳環(huán)保作為建筑設(shè)計(jì)的原則之一，以期后續(xù)具體施工操作能夠?qū)⒌团欧?、環(huán)保節(jié)能貫徹落實(shí)到每一個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中。從設(shè)計(jì)方面入手有利于為建筑的建設(shè)指引方向，加速低碳建筑進(jìn)程，推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3建筑設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及存在的問題探究

現(xiàn)今，我國的建筑業(yè)飛速發(fā)展，較以往有著十分喜人的進(jìn)步。然而與西方發(fā)達(dá)國家相比，還有著較大差距，具體而言主要體現(xiàn)在如下幾方面：

3.1我國未賦予給節(jié)能環(huán)保以明確定義，因而在建筑建設(shè)過程中沒有明確的參考基準(zhǔn)，即使是《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱為“《公建設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》”)和《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱“《居住設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》”)中的相關(guān)規(guī)定即全年總能耗與未采取節(jié)能措施前減少50％，其也只是一個(gè)較為籠統(tǒng)的節(jié)能目標(biāo)，反映的僅是建筑行業(yè)的一個(gè)總體節(jié)能方向，對于具體建筑的節(jié)能要求并沒有做相關(guān)規(guī)定，總體而言，在低碳減排，環(huán)保節(jié)能的理念方面，我國還相對欠缺，因而，未能給建筑行業(yè)以明確的指導(dǎo)方向。

3.2若想將“低碳”貫徹落實(shí)到建筑建設(shè)的每個(gè)環(huán)節(jié)中，在建筑設(shè)計(jì)之初就應(yīng)當(dāng)將這一理念融合其中作為后續(xù)具體施工操作的指導(dǎo)原則。而現(xiàn)實(shí)情形是，建筑設(shè)計(jì)者本身對于低碳建筑方面知識較為匱乏，在節(jié)能環(huán)保意識上也相對欠缺，因而設(shè)計(jì)建筑上不能體現(xiàn)對于低碳環(huán)保方面的追求，更不能對施工操作予以引導(dǎo)。因而，應(yīng)對于此，要求設(shè)計(jì)人員發(fā)揮主觀能動性，積極獲取低碳相關(guān)知識，深入分析探究理念，緊隨時(shí)展腳步，明確當(dāng)今社會潮流，有意識的將節(jié)能環(huán)保注入設(shè)計(jì)中，讓其為低碳建筑建設(shè)指導(dǎo)方向，為低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

3.3在進(jìn)行低碳環(huán)保節(jié)能減排設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)對于現(xiàn)實(shí)情形進(jìn)行考察，使其更契合現(xiàn)狀，同時(shí)更重要的是應(yīng)當(dāng)重視人的感受，將人的舒適度與健康作為設(shè)計(jì)的重要因素之一。然而，很多建筑在設(shè)計(jì)時(shí)并不能符合要求。例如，在建筑窗戶設(shè)計(jì)方面，窗戶設(shè)計(jì)面積較大但實(shí)際可通風(fēng)率較小，自然通風(fēng)不暢造成室內(nèi)空氣質(zhì)量差損害人體健康。

3.4建筑設(shè)計(jì)是后續(xù)具體施工操作的導(dǎo)向標(biāo)，因而，對于設(shè)計(jì)的把握十分重要，節(jié)能設(shè)計(jì)審查成為審批檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，在實(shí)際操作時(shí)，很多審批單位自身相關(guān)專業(yè)知識十分匱乏，并且審查環(huán)節(jié)并沒有完善的體系指導(dǎo)，欠缺綜合審查能力，這給一些單位可乘之機(jī)，許多建筑設(shè)計(jì)并不合格只是建造的建筑不能滿足低碳要求。

4低碳建筑的設(shè)計(jì)原則

建筑設(shè)計(jì)是應(yīng)當(dāng)牢牢遵循法律法規(guī)與相關(guān)政策規(guī)定，同時(shí)，將低碳環(huán)保，節(jié)能減排作為設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則，為后續(xù)建筑的具體施工指引明確方向。在具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾方面內(nèi)容：

4.1在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考察，“因地制宜”。在具體的建筑設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)實(shí)地勘察建筑施工現(xiàn)場，分析其周圍環(huán)境，其中包括現(xiàn)場所處的大環(huán)境即所處南方或是北方，所處氣候帶等等以濟(jì)南為例，其屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，既不同于南方的溫暖濕潤，也與北方的嚴(yán)寒干燥有區(qū)別，因而，在濟(jì)南地區(qū)的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注意其特殊性，打造其獨(dú)特的建筑模式；同時(shí)，在把握大的環(huán)境同時(shí)也應(yīng)當(dāng)注重周圍小環(huán)境特征，如地質(zhì)、水文、及周邊車輛人流狀況。

4.2建筑設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)自身責(zé)任意識，為建筑社會效益做出貢獻(xiàn)。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)之初應(yīng)當(dāng)明確設(shè)計(jì)目標(biāo)及原則，并充分了解是施工現(xiàn)場的環(huán)境，因地制宜。同時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)主動獲取相關(guān)專業(yè)知識，確保設(shè)計(jì)科學(xué)合理具有可操作性。建筑設(shè)計(jì)關(guān)系到后續(xù)工作的開展，是整個(gè)工程項(xiàng)目的關(guān)鍵，因而，建筑設(shè)計(jì)者所承擔(dān)的責(zé)任可想而知。現(xiàn)今，為響應(yīng)國家低碳建筑的號召，設(shè)計(jì)者更應(yīng)集中精力，突破創(chuàng)新，為社會更有效貫徹落實(shí)低碳經(jīng)濟(jì)做出貢獻(xiàn)。

5低碳建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

現(xiàn)今低碳建筑成為建筑行業(yè)發(fā)展的指向標(biāo)，然而，想要貫徹落實(shí)低碳這一標(biāo)準(zhǔn)并不容易。首先，節(jié)能環(huán)保本身就是個(gè)系統(tǒng)而龐大的過程，它涉及到從建筑設(shè)計(jì)開始到具體工程施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，需要一個(gè)科學(xué)而完整的系統(tǒng)予以指導(dǎo)進(jìn)行。其次，節(jié)能環(huán)保這一理念是受到多方面因素共同作用的，因而，應(yīng)當(dāng)理清各方面之間聯(lián)系，促進(jìn)整體的協(xié)調(diào)發(fā)展，從而以最低的投資與最精簡有效的方式實(shí)現(xiàn)低碳建筑的建設(shè)目標(biāo)，為低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也貢獻(xiàn)一份力量。在具體的設(shè)計(jì)操作方面可從以下幾方面著手：在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮使用節(jié)能設(shè)備首先節(jié)能目標(biāo)，例如空調(diào)熱泵比一般的空調(diào)機(jī)更具節(jié)能效果，因而在設(shè)計(jì)時(shí)考慮采用空調(diào)熱泵。同時(shí)節(jié)能也意味著對于能源的節(jié)約。因而，使用可再生能源代替不可再生能源例如運(yùn)用風(fēng)力發(fā)電或者太陽能發(fā)電等。只有將節(jié)能設(shè)計(jì)滲透到各方面，才能真正實(shí)現(xiàn)低碳建筑目標(biāo)。在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)將環(huán)保理念與之結(jié)合充分考慮人的感受，體現(xiàn)人文主義。環(huán)保方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)即是提高人的居住舒適度與心理感受，其主要依據(jù)對于自然資源的設(shè)計(jì)與運(yùn)用從而保證和維持建筑內(nèi)的溫度和通風(fēng)等使用要求。簡單而言，溫度與自然通風(fēng)構(gòu)成整個(gè)環(huán)保設(shè)計(jì)的重要因素。所設(shè)想的良好的建成效果即建筑內(nèi)冬暖夏涼、通風(fēng)良好，或者僅需要小功率的空調(diào)和采暖系統(tǒng)就可以滿足人們的生活或工作需要，這便達(dá)成最初的環(huán)保設(shè)計(jì)目標(biāo)。

5.1采光設(shè)計(jì)

自然采光即指在日間充分利用自然光為室內(nèi)進(jìn)行照明的方式。自然采光又可分為兩類即主動式采光與被動式采光。兩種采光方式相比較而言主動式采光更具有實(shí)際意義，具體理由如下：首先，被動式采光是在日間充分利用太陽光進(jìn)行照明的方式，這種方式擁有十分悠久的歷史，在現(xiàn)今社會也依舊在人們的生活學(xué)習(xí)及工作中占有重要地位。然而其有著不可忽視的弊端。根據(jù)對被動式采光的定義，太陽光是其實(shí)現(xiàn)的重要因素，因而可斷定其對于天氣的依賴程度高，如果是陰天或者光線較弱的情形下，采光實(shí)現(xiàn)起來很有難度。同時(shí)，光源的變化也會造成采光的不穩(wěn)定從而造成光能的浪費(fèi)。其次，主動式采光是通過采用鏡面反射采光，由定義可得采光方式具有主動性。其適用于無窗或地下建筑等建筑本身采光條件較為惡劣環(huán)境，其有利于改善室內(nèi)照明質(zhì)量，節(jié)約電能，做到低碳環(huán)保。最后，建筑設(shè)計(jì)是以“低碳”為原則的，因而，采光選擇上，被動式采光對于天氣的依存度高，需要對其做出技術(shù)上的改善以更好的節(jié)約能源。在主動采光方面，其能夠有效改善室內(nèi)照明，并節(jié)約能源，是符合環(huán)保原則的較為良好的采光方式。

5.2通風(fēng)設(shè)計(jì)

通風(fēng)設(shè)計(jì)是基于環(huán)保設(shè)計(jì)理念上的具體措施，其主要是為保障人的居住感受與身心健康，使得室內(nèi)通風(fēng)順暢，人們更加舒適。在建筑上的自然通風(fēng)可分為三種即熱壓作用通風(fēng)、風(fēng)壓作用通風(fēng)與熱壓與風(fēng)壓的綜合作用通風(fēng)。三種通風(fēng)方式的原理均為氣壓差作用，因而，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮窗戶大小、室內(nèi)外氣壓差等各種影響自然通風(fēng)效果的因素，致力于打造一個(gè)具有良好且舒適環(huán)境的建筑。

5.3環(huán)保措施的探索與使用

人們在漫長的探索節(jié)能環(huán)保措施的過程中，依據(jù)理論與實(shí)踐的結(jié)合逐漸總結(jié)出了低能耗的途徑，其在以“低碳”為原則下的建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)同樣適用即利用余熱形成供暖形成能源的再利用及開發(fā)新的可再生的能源兩種方式。能源的再利用是對資源的節(jié)約，而新能源的開發(fā)即是通過一種更為先進(jìn)的方式保護(hù)能源。因而，兩種方式相輔相成，相互協(xié)調(diào)為節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境打造低碳建筑，推動低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

6低碳建筑在實(shí)際中的探索與應(yīng)用

6.1對傳統(tǒng)技術(shù)探索

隨著“低碳建筑”理念的興起，為積極響應(yīng)國家號召，人們也在生活的各方面進(jìn)行探索。例如，在農(nóng)村家庭中，改變先前焚燒秸稈的做法，將秸稈收集起來為做飯及一些日常生活提供能源，這便是對于能源的再利用，同時(shí)有效避免秸稈焚燒所產(chǎn)生的有害氣體污染環(huán)境。同時(shí)，人們也積極將一些低能耗低碳材料用于房屋建設(shè)當(dāng)中例如我國東北地區(qū)所使用的苯板、稻草板、稻草磚等。除此之外，節(jié)能技術(shù)的使用如陶土夾心墻建造技術(shù)，竹子建造技術(shù)，木結(jié)構(gòu)填充巖棉，木框架填充秸稈磚等等為節(jié)能減排保護(hù)環(huán)境做出重要貢獻(xiàn)。除了人們在生活中的實(shí)踐，相關(guān)研究人員與學(xué)者也在為低碳事業(yè)做出努力如由同濟(jì)大學(xué)師生共同建造的太陽能竹屋（如圖1所示）。由圖1所示，太陽能竹屋主要材料為竹子，最主要的特色即整個(gè)小屋以太陽能為能量來源，可供家庭日常生活使用，其充分滿足了節(jié)能環(huán)保的屬性，是對于低碳建筑的良好探索，為未來的建筑建造也起著啟發(fā)與引導(dǎo)作用。若太陽能竹屋還在試行階段，臺灣成功大學(xué)則是以已建成的一座十分具有代表性的建筑，被稱為綠色魔法建筑（如圖2所示）。臺灣成功大學(xué)建筑從建筑設(shè)計(jì)到材料選擇到具體的施工操作均將低碳環(huán)保彰顯的淋漓盡致。在建筑設(shè)計(jì)方面，由多位著名學(xué)院的資深專家學(xué)者以低碳建筑為導(dǎo)向多次考察論證，分析研究最終敲定設(shè)計(jì)計(jì)劃，由此指導(dǎo)的建筑，運(yùn)用特殊水泥減少碳排放，使用不含甲醛與重金屬的油漆和鋼板，制作可吸臭的墻面。同時(shí)，在屋頂設(shè)置太陽能電板為室內(nèi)提供日常學(xué)習(xí)生活所需要的能源。由上，這所綠色魔法建筑真正實(shí)現(xiàn)了“綠色”，并將“綠色”貫徹到細(xì)節(jié)中，成為名副其實(shí)的低排放，保護(hù)環(huán)境的并令人身心愉悅的魔法建筑。

6.2新型技術(shù)探索

與傳統(tǒng)相對應(yīng)的即是當(dāng)代新型技術(shù)在低碳環(huán)保方面的探索?，F(xiàn)代科技重視對于材料與施工技術(shù)的選擇，因而，在低碳環(huán)保理念指導(dǎo)下的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用環(huán)保型材料作為建筑主體并依托節(jié)能低碳低耗的施工工藝形成較為完善的施工理念，從而真正貫徹落實(shí)低碳建筑目標(biāo)。如我國第一幢零碳排放節(jié)能大樓——寧波諾丁漢大學(xué)可持續(xù)能源技術(shù)研究中心（如圖3所示）。寧波諾丁漢大學(xué)可持續(xù)能源技術(shù)研究中心是一所真正實(shí)現(xiàn)零碳排放的建筑，其主要依靠太陽能、地?zé)崮艿茸匀豢稍偕茉淳S系能源供給，自然資源的使用讓其并不排放CO2，實(shí)現(xiàn)對于環(huán)境最大限度的保護(hù)。大樓樓頂及窗戶邊均設(shè)置太陽能光電板以采集包括日常工作用電、電梯等運(yùn)輸用電、計(jì)算機(jī)、空調(diào)機(jī)等高耗能設(shè)備用電等等。同時(shí)大樓采用新型夾層玻璃材料用于窗戶及外墻玻璃使用，使得大樓內(nèi)制冷制熱均在夾層中進(jìn)行，最大限度地減少能量流失，保障在能源使用時(shí)不造成浪費(fèi)，為低碳環(huán)保盡一份力量。寧波諾丁漢大學(xué)可持續(xù)能源技術(shù)研究中心建筑設(shè)計(jì)、建設(shè)及實(shí)際使用都很好地貫徹了節(jié)能環(huán)保這一目標(biāo)，是新型技術(shù)的良好探索與應(yīng)用，為更多低碳建筑引導(dǎo)方向，提供借鑒。隨著科技的迅速發(fā)展，人們在建筑行業(yè)的探索不斷深入，世界零碳館即是良好的證明（如圖4所示）世界零碳館較其他展覽館而言其獨(dú)棟別墅的別致外形成為令人印象深刻的特色之一。作為中國第一座零排放的公共建筑，其除了能在可再生能源運(yùn)用上得心應(yīng)手，在其他方面也有著讓人驚喜之處。首先，它能夠?qū)崿F(xiàn)對水能的合理運(yùn)用。汲取黃浦江水利用水源熱泵為房屋提供能源形成天然的“空調(diào)”。同時(shí)，其可將殘羹粉碎降解用于發(fā)電，不至于造成能源浪費(fèi)。另外，更令人矚目的是其對于植物“景天”的運(yùn)用。在房屋頂端種植這種多肉植物，不僅可以避免熱量的散失，同時(shí)與周圍綠色植物相呼映襯，融為一體，使得低碳環(huán)保這一理念更具人文色彩，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)創(chuàng)造環(huán)境，使得人身心舒適。如圖5所示為杭州低碳科技館，其是人們對于低碳建筑的又一成功探索。杭州低碳科技館在設(shè)計(jì)之初嚴(yán)格將“國家建筑三星級”標(biāo)準(zhǔn)作為原則，在材料選用方面選擇天然的低碳材料，在具體施工操作時(shí)將低耗低碳的施工工藝作為主要施工方式，將節(jié)能環(huán)保這一理念滲透到各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中。如此，其成為世界上首個(gè)以低碳為主題的科技館，在世界建筑業(yè)也頗具盛名。

7結(jié)語

現(xiàn)今，我國的建筑業(yè)飛速發(fā)展，較以往有著十分喜人的進(jìn)步。然而與西方發(fā)的國家相比，還有著較大差距。同時(shí)，在世界“節(jié)能減排，低碳環(huán)?！钡奶栒傧?，我國將“低碳”理念引入建筑行業(yè)作為建筑設(shè)計(jì)的原則之一。為更好貫徹落實(shí)這一理念，建筑設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)之初應(yīng)當(dāng)明確設(shè)計(jì)目標(biāo)及原則，并充分了解是施工現(xiàn)場的環(huán)境，因地制宜。同時(shí)，其應(yīng)主動獲取相關(guān)專業(yè)知識，確保設(shè)計(jì)科學(xué)合理具有可操作性。再者，在建筑建設(shè)過程中對于環(huán)保材料的選用，對于節(jié)能施工工藝的選擇都關(guān)系到“低碳建筑”的發(fā)展進(jìn)程。因而，只有將這一理念滲入建筑的每一個(gè)環(huán)節(jié)，才能真正打造良好的節(jié)能環(huán)保建筑，才能為人們提供給更為舒適的居住環(huán)境，才能推進(jìn)“低碳經(jīng)濟(jì)”進(jìn)程，促進(jìn)社會發(fā)展。

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作者：宋樹信 單位：河南大建建筑設(shè)計(jì)有限公司