建筑設計中的低碳設計策略

張麗娜

（大連深藍建筑設計有限公司）

建筑師對建筑、市鎮(zhèn)以及它們在空間上的分布所做的決策對能否實現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”而言至關重要，能源、原材料的消耗、碳排放水平等都將取決城市的發(fā)展模型。遵循非擴張性開發(fā)原則，從城市規(guī)劃開始就貫穿低碳的理念，遵循保護、利用自然的設計策略，提高土地的使用效率，盡量減少開發(fā)帶來的環(huán)境沖擊，才能為一個建設項目打下良好的基礎。

1、建筑空間的高效利用

空間的高效利用可以降低總體的面積需求。對大量性的居住建筑而言，注重空間的充分利用，控制住房面積標準，必然降低建造的能耗。日本是一個土地資源貧乏的國度，其住宅設計中，往往將活動較頻繁的空間作為樞紐來組織部分空間，以減少交通長度，達到節(jié)省空間的目的。減少建造也是節(jié)約能源的有效手段。建筑空間再利用是建筑進入良性循環(huán)的有效手段，是城市發(fā)展的契機。戶型設計中考慮空間的靈活可變性，以及建筑隨著時間的功能變更的可能性，既延長了建筑的使用壽命，又減少了建造量及建筑垃圾的產生，是降低建設費用、節(jié)省能源的途徑。

2、屋面的節(jié)能設計與構建立體綠化網絡體系

蓄水、架空、覆土種植屋面是目前比較常見的屋面的保溫隔熱設計的方式。屋面綠化與墻體垂直綠化相結合，在美化建筑、充分利用雨水、遮擋東西向日曬的同時，水分的蒸發(fā)還可以凈化空氣，調節(jié)屋面及室內溫度，緩解城市“熱島效應”。

大阪的Namba Park是一個購物中心與辦公樓的綜合體。設計師借用“峽谷”的理念，巧妙地將樓層和花園結合在一起，建筑宛如一個斜坡公園，從街道地平面上升至 8層樓的高度，精心設計的多層次屋面綠化打破了室內外的空間界限，使冰冷的商業(yè)空間生龍活虎了起來。植物每天生長，每天都在改變建筑的樣子，給人以新的體驗。

3、材料的高效利用

首先，建筑與室內設計一體化，可以減少構成建筑這個系統(tǒng)的要素，減少不必要的材料損失與能耗。其次，充分利用材料的特性，將材料性能與建造緊密的結合起來。采用高性能、低材耗、耐久性好的新型建筑體系，比如自重輕、可再生的鋼結構構件，便于現(xiàn)場拼裝搭建，可以減少施工環(huán)節(jié)與施工周期，節(jié)約施工成本，減少施工現(xiàn)場的材料浪費，降低廢棄材料形成的污染。

汶川地震以后，劉家琨提出“再生磚計劃”，利用破碎的廢墟材料作為骨料，摻和切斷的麥秸作纖維，加入水泥、沙等做成輕質砌塊，用作災區(qū)重建材料。這種低技低價、就地取材的環(huán)保材料，既是廢棄材料在物質方面的“再生”，又是災后重建在精神和情感方面的“再生”。控制體形系數，可以有效地節(jié)省維護用材，降低物能投入。

4、綠色建材的使用

建筑與裝修材料、設備管材的生產和建設環(huán)節(jié)是建筑大量產生能耗和污染的環(huán)節(jié)。很多常用的建筑材料會對環(huán)境產生不利影響，如新鮮加氣混凝土會散發(fā)氡氣，人造板材有大量甲醛揮發(fā)。在我國城市化進程中，建筑大多采用鋼筋混凝土結構，而水泥是高耗能、高污染、高CO2排放的建筑材料，每建成1m2的鋼筋混凝土建筑將產生300～400Kg的CO2，且混凝土拆除物還會造成難以處理的廢棄物。材料使用的不恰當在后期的使用和維護上帶來很多的問題。因此，選用工業(yè)化成品或者可再生、循環(huán)利用的建筑材料，選取內含能源低的材料，是減少 CO2排放，控制建設中、使用中和廢棄后環(huán)境污染的一個有效途徑。

在開發(fā)新材料的同時，強調建筑材料的地域性和原生態(tài)性。黃土高原地區(qū)的生土建筑維護結構主要是黃土直接加工成的生土材料，另外混入的麥草、蘆葦等防止開裂。生土建筑具有施工簡易、低能耗、便于就地取材等優(yōu)勢。生土制成的土坯磚造價僅為混凝土的1/5，用它做成外圍護結構可以使建筑室內獲得穩(wěn)定舒適的環(huán)境。

5、建筑形式與能源消耗

5.1形式與氣候相適應

中國文化總體上非常關注自然之道，從氣候因素出發(fā)確定建筑的形式。傳統(tǒng)的民居往往通過天井、庭院等形式改善室內的采光與通風。適宜的建筑形式，可以節(jié)約電能，減少對機械通風與空調系統(tǒng)的依賴，為人們提供更高的舒適感。

窗是外圍護結構中保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。公共建筑中玻璃幕墻大量采用，可開啟窗扇的減少，在取得獨特的造型及空間效果的同時帶來了光污染，加大了能耗。因此，在滿足采光的前提下，采用較小的窗墻比，采用中空隔熱玻璃、鋁制窗框及多種遮陽技術，對降低建筑運營中的能耗起到了重要作用。在以人工照明為主的公共建筑中，將采光形式與功能空間有機結合，還可以取得獨特的空間效果。

造型多樣的遮陽設施設計在改善建筑熱工性能的同時對立面的可塑性幫助也不小。選擇合理的遮陽方式，可以改善建筑表皮對外部氣候資源的利用，為建筑內部空間提供良好的氣候環(huán)境。

5.2墻體的構造形式與太陽能的利用

建筑物的墻體保溫性能的好壞是影響建筑物節(jié)能指標的關鍵，是很多國家目前建筑節(jié)能開發(fā)的重點。墻體的顏色、材料、構造方式都會對建筑的能耗產生影響。自倫佐·皮亞諾開創(chuàng)了建筑“雙層表皮”以來，全世界大量辦公建筑都運用這一技術進行節(jié)能化設計。隨著新技術新材料的開發(fā)使用，建筑的外維護結構逐步從能量損失的系統(tǒng)變?yōu)槲漳芰康南到y(tǒng)。瑞士的 Domat/Ems 生態(tài)節(jié)能住宅墻體采用的TWD復合型材料，既可以在夏季阻擋熱輻射，又可以在冬季吸收太陽能，具有很高的環(huán)境適應性。英國目前最大的光伏建筑項目 CIS大廈在南向幕墻處采用多晶硅光伏材料，充分利用了太陽能提供建筑運營的能耗。

6、結語

建筑始終是一門工程與藝術相結合的科學，在建筑中貫穿生態(tài)設計的理念意味著高新生態(tài)技術的運用的同時，讓技術和審美時尚相融合，根據具體設計所處的區(qū)域特征，在常規(guī)的設計中尋求調整的方法，以最小的投入換取生態(tài)效益的最大化。對文明的梳理，多學科的融入，在能源危機的時代中作出建筑師冷靜的思考，將是未來建筑設計應對環(huán)境與資源問題的必由之路。

[1]衣慶泳：《生態(tài)文明視域下的建筑設計》[J]環(huán)境保護與循環(huán)經濟，2013(03)

[2]馮艷林：《建筑設計中生態(tài)策略的融入研究》[J]山西建筑，2013(03)

[3]楊海泉：《探討綠色建筑設計與綠色節(jié)能建筑的關系》[J]門窗，2013(04)