節能低碳建筑設計探討

蔡超　王曉波

（中聯西北工程設計研究院有限公司　陜西　西安　710082）

節能低碳建筑設計探討

蔡超王曉波

（中聯西北工程設計研究院有限公司陜西西安710082）

伴隨著我國眾多人口而產生的能源、環境問題，是當今社會乃至全人類應該嚴肅面對的狀況。本文從節能低碳建筑的概念和重要性出發，對節能低碳建筑的設計方法進行了探討，以供同行借鑒。

節能低碳；建筑設計；綠色材料

引言

隨著社會的發展進步和能源資源的日益短缺，人們越來越注重對環境的保護和資源的充分利用，各種環保節能的技術和材料被研制出來，且廣泛地用于人們日常的生產生活當中。而建筑業對能源資源的需求量非常巨大，所需的建筑技術、設備、材料以及人工等也是其他一般行業所不及的。房屋的新建與利用的過程中巨大的資源和能源消耗制約社會可持續發展，然而對建筑節能效果起到決定性作用的是建筑設計階段。據估計，建筑消耗中的大部分是可以通過有效、正確的建筑方法節省下來，假如設計師可以在建筑的設計階段就能預先考慮到建筑資源的節約，經過各種有效的設計方案和措施，便可以很大程度的降低建筑整體使用能耗。所以，因地制宜的考慮地理氣候因素，做到最大化地利用自然資源，在建筑、能源、環境進行有機地融合基礎上創造舒適健康的人居環境，建筑環境設計的主要發展方向是實現與環境的和諧共存。

1　低碳建筑概述

在購買建筑材料和設備以及項目的施工與投入使用這過程中，降低能源的消耗，減少二氧化碳的排放量，讓資源的利用率得到提高的一種建筑就是低碳建筑。資源與能源相結合的產物是建筑項目。據數據顯示，50％的空氣廢氣是在建筑范圍產生的，建筑施工的過程中產生了40％的二氧化碳，一座建筑物的整體耗能大概占自然總能耗的30％左右。因而低碳建筑重要的發展方向是節能降耗，建筑設計人員要給予多一點的關注。

2　建筑節能低碳設計的必要性

2.1建筑節能低碳設計是時代發展的需要

隨著科技的發展和時代的進步，人們已不再一味追求粗放型經濟的發展。節約資源，合理利用的意識越來越深入人心。在這種新形勢之下，建筑行業的節能低碳建筑設計應運而生，在滿足基本建筑要求的情況下，可以盡量的節約建筑資源，減輕對環境的破壞。與此同時，利用現代化技術進行科學管理，在保證建筑質量的前提下，建立起真正的資源節約型社會。

2.2建筑新的美學便是節能低碳的建筑

通常的建筑用的是產品化的生產技術，現今建造的產業化、標準化，使得各地建筑風貌千遍一律，然而節能建筑提倡的是體現地方的文化和本地的原資源，遵循地方的自然與地方氣候，風格上的本土化，由此新的建筑美學便產生了。節能建筑可以最小程度的減少對大自然的索取，這種建筑，不僅可以讓人體驗新的建筑藝術，同時還可以進一步享受快樂、舒適的生活。

2.3我國的現實情況所決定

我國雖然地廣物博，但人口眾多，資源短缺已成為制約經濟發展的主要問題，為了貫徹實施可持續發展戰略，節能低碳建筑設計在我國的發展是必然的。我們需要在保證建筑工期和施工質量的前提下，建立良好的運營機制，將建筑中節約下來的能源應用于我國經濟建設的其他方面，這樣既促進我國社會主義建設發展，又不違背人和自然和諧相處的原則。

3　節能低碳建筑設計

在節能低碳的建筑設計中，低碳的設計貫穿整個的構造、設計、使用和廢棄等環節，每一環節都需要全面考慮低排放、低消耗以及低污染的一系列重要問題。以下幾個方面對節能低碳建筑的設計進行分析：

3.1建筑形式上的節能低碳設計

屋面是與外界直接接觸，并且最貼近自然的建設部分，因此在建筑形式上，對于屋面的建筑都會充分利用自然條件的有利方面，形成低碳環保的新型屋面。最常見的屋面是蓄水和覆土種植屋面的保溫隔熱設計方法。它可以一定程度上緩解城市的“熱島效應”，因為它的屋面綠化和墻體垂直綠化合并使用，這樣不但可以充分利用雨水、遮擋東西向的陽光以及美化建筑環境，而且蒸發的水蒸氣還可以凈化空氣，調節屋面和室內的溫度。這兩種屋面在南方濕熱地區得到廣泛采用，效果甚佳。而對于建筑其他部位的設計，也都是為了滿足整體的節能要求而產生的，并且在設計的時候充分考慮周圍自然環境和自身的有利條件來進行節能環保設計的，然而建筑設計涉及到的方面很多，內容較為復雜，因此，對于節能低碳理念的運用還需要研究人員進一步的探索和研究。

3.2建筑外窗節能低碳設計分析

建筑外窗是室內外空間變換的重要媒介，同時也是影響建筑能耗的關鍵因素之一。目前，外窗向呈現節能低碳化、智能化的方向發展，新型窗框、玻璃材料，優化的腔體結構設計，新型密封材料、五金配件等的不斷涌現為節能低碳窗的快速發展提供了基礎條件。

3.2.1對窗框材料的改進

目前，大量單獨使用的外窗型材是鋁合金、塑料（PVC）兩種材料。鋁合金本身熱阻較小，但是采用熱橋阻斷技術可顯著提高其隔熱性能，加上鋁合金型材優良的力學性能，使得鋁合金型材在目前節能低碳窗市場中占有一席之地。從保溫隔熱的角度看，型材斷面應設計為多腔結構，腔壁垂直于熱流方向分布，型材內的多腔結構對通過的熱流會起到多重阻隔作用，使得腔內傳熱（對流、輻射和導熱）相應被削弱，特別是輻射傳熱強度隨空腔數量增加而成倍減少。

3.2.2優化窗墻的比例

合理布局窗墻的比例對門窗的節能低碳具有很大的幫助，雖然外窗面積要比墻的面積小，但是它流失的熱量卻是很大的。而具體的窗墻比應該根據各地的情況來定，比如南方地區的窗戶應該較大這樣在夏季時就能較好的通風，在冬季時又可以獲得充足的陽光。而作者所在的西安市屬于寒冷B區，居住建筑窗墻比限值北面0.3，東西面0.35，南面0.5，為最合適的窗墻比。

3.2.3合理設置節能低碳窗的外形

門窗的類型將嚴重影響節能低碳的效果，固定窗和平開窗的節能低碳效果要好于推拉窗，因為前兩者的窗扇和窗框之間經過橡膠密封后，幾乎不留下什么空隙，也就不會在玻璃之間形成對流，而推拉窗在來回的滑動時上下都有較大的空隙，使得窗扇之間的對流非常明顯，冷熱空氣交織造成熱量流失，因此在設計節能低碳型門窗時應當首選平開窗或固定窗。

3.3低碳建筑材料的挑選

地球環境的變化以及龐大的能源耗損其中一部分原因是由于裝修、建筑等材料的生產、使用等環節造成的。如今城市的房屋建筑的結構分析，大部分是用鋼筋水泥為首的結構形式，水泥是能耗比較高的物質，會給環境造成嚴重的污染，特別是在拆除建筑廢棄物時這些混凝土常常是非常難處理的。另一方面，材料的迥異使得使用狀況的不穩定，容易造成材料使用不當，這樣便留下許多的安全隱患。耗能低、功效高、維修與施工便捷、可以合理的對室內的環境進行有效的調節是選取內部裝修所需的材料要注意的方面。綠色建筑材料是指使用清潔生產技術，少用自然資源，使用大量可再生的固體廢料生產出來的無污染、無毒害，有一定使用周期，并可以回收利用的健康建筑材料。而低碳環保材料是指以減少溫室氣體排放為目的的，低能耗、低污染，注重綠色生態和材料回收利用的環保節能型材料，常見的有環保防水涂料、零甲醛生態板材等，所以，對于這些可再生的能源、低碳環保材料應優先選擇，并且在使用的過程中充分利用，發揮最大的材料優勢和特性，將其有效的與建筑緊密結合，真正做到生態環保。

3.4區域的氣候與建設方式的統一

資源的有效節約，減少有害氣體的排放量和該地方區域氣候的濕度以及降雨量等多種因素有關，創造循環、可再生的環境系統與建筑形式的合理密不可分。窗戶的采光效果反映了氣候中兩大基本的要素是光與熱。在標準采光得以滿足的條件下適當的選用較小的窗墻和隔熱玻璃、鋁制窗框等材料在建筑施工的過程中能夠在一定程度上降低耗能和有害氣體的釋放量。而合理適度的選取遮陽散熱方式，不僅可以讓建筑表面對外界氣候資源的利用率得到提升，還能為建筑內部空間給予通暢的氣候回流循環的環境。

4　結束語

節能低碳建筑是全人類進步發展的必然趨勢，設計師們一定要不斷探索更新設計理念，開創新的技術，為人們提供節能低碳健康舒適宜居的生活環境。節能低碳的建筑建設計應該對材料進行合理的選擇和考慮建筑結構設計的舒適度以及與區域氣候的相結合；并提高建筑的性價比、經濟效益各方面的因素以及提升建筑物完成使用后的適用性、提高建筑空間利用率。還有在進行節能優化設計的過程中，要注重建筑結構的安全性、耐久性及節能環保性，實現結構的合理可靠。

[1]高超.節能低碳理念下建筑設計方法與技術探析[J].科技致富向導，2012（30）.

[2]唐京華.淺析節能低碳理念在建筑設計中的應用[J].建筑設計管理，2011.

[3]李英春.關于住宅建筑節能低碳設計的分析[J].經濟技術協作信息，2014（7）.

TU201.5

A

1673-0038（2015）17-0054-02

2015-4-10

蔡超（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事建筑設計工作。

王曉波（1984-），女，助理工程師，本科，主要從事建筑設計工作。