低碳模式下節能建筑結構設計探究

摘要：我國進入經濟發展轉型時期，低碳模式成為一種備受青睞的發展模式，已成為社會發展的共識。在入低碳經濟時代，要求優化節能建筑結構設計，降低建筑耗能，更好為資源節約型社會建設做貢獻。在建筑設計中，注重節能建筑結構設計，在科學與節能建筑設計框架下，豐富節能建筑結構設計方法，推動節能建筑更好發展。筆者在本文中，對低碳模式下節能建筑結構設計做了有益分析，旨在為節能建筑結構設計提供參考。

關鍵詞：低碳模式；節能；建筑結構；設計

眾所周知，中國經濟社會的快速發展，消耗了大量的能源資源，對生態環境的破壞大，傳統的發展模式是不可持續的發展模式，因此我國提出了經濟轉型升級的發展戰略[1]。在經濟社會轉型關鍵期，在人們環保意識不斷提高的背景下，節能建筑成為人們關注的熱點。在低碳模式下，注重節能建筑設計成為建筑設計追求的目標，對于緩解能源供應緊張局面、改善生態環境均有重要意義。

一、對低碳生態建筑的簡單介紹

低碳生態建筑是一個新概念，這種建筑是指與周邊環境和諧共存、溫室氣體排放量少的一種建筑類型。一個建筑是否為低碳生態建筑，主要用溫室氣體的排放量作為衡量指標，高溫室氣體排放量的建筑不屬低碳生態建筑。低碳生態建筑所要實現的設計目標之一就是降低能耗，通過優化建筑結構設計，盡可能減少溫室氣體排放，改善生態環境[2]。

建筑耗能占社會總能耗的占重大，而在低碳模式下，建筑結構設計將更加注重節能設計，利用各種節能新技術，降低建筑能耗，在緩解能源供應緊張局面方面做出應用的貢獻。

低碳節能生態建筑的特點主要包括以下幾點：第一，節能減排體現在建筑全壽命周期內，實現對環境影響的最小化；（2）高效、節約的設計原則，通過優化設計，為居民提供一個舒適的居住空間；（3）煤炭、石油等化石能源的使用率降低最低，加大對地熱、風能和太陽能的使用率，并加強可再生能源的回收與再利用。與傳統建筑相比，節能建筑能耗降低約70%，真正實現了對周圍環境影響小、耗能低的設計目標[3]。同時，低碳節能建筑也是外觀美化、與自然環境和諧共生的建筑，可使人們感受到自然美。

二、節能建筑結構設計的主要原則

節能建筑結構影視外觀美化的建筑，低碳模式下的建筑結構設計原則，包括三點：第一、動態親民，第二、現代開放，第三、簡潔流暢。節能建筑結構的設計中心理念為“低碳、節能、可再生能源的綜合利用”，以及“優化選址、優化空間布局”。其中，在空間設計上，應注重空間的流動感。在實際的設計過程中，具體的注意事項兩個方面：

（一）終堅持低碳與節能理念。在設計過程中，這一理念必須始終堅持，并合理運用建筑節能技術，重視建筑節能，牢固樹立節能意識。簡單來說，低碳節能建筑結構設計理念就是：“低碳、節能和技術”。在節能建筑結構設計時，均要體現出這一設計理念，積極開發和利用可再生資源，以尊重自然、保護環境和節約資源作為設計的出發點與落腳點，實現建筑與自然環境和諧共存[4]。

（二）整體性原則。在節能建筑結構設計過程中，應遵循整體性設計原則。整體性設計原則要求在設計過程中，充分發掘本地文化，并根據建筑類型的不同特點，完善建筑使用功能，提升建筑品質，促進設計實現科學化、系統化和邏輯化，提升建筑的整體功能。

三、低碳模式下節能建筑結構設計的優化對策

（一）土方的平衡設計分析

在建筑施工中，土方轉移和回填的難度都比較大，如果在合理的運距內缺乏土場，則土方易對周圍環境產生影響，且土方運輸、處理對能源的消耗也比較大，大幅增加了溫室氣體的排放。因此，在節能建筑結構設計前，需考慮建筑地形、地貌變化與地下室開挖等因素，優化土方平衡設計。

（二）優化建筑結構設計

建筑結構設計涉及到方方面面的因素，比如本地盛行風向、氣候條件等，在設計時應充分考慮這些因素，根據本地的自然環境條件，優化建筑體形、窗墻面積比和朝向設計，實現建筑通風、采光條件的最優化。同時，注重建筑總平面布置、太陽輻射與自然通風等因素，降低這些因素對建筑能耗的影響，盡量增加建筑冬季光照時間，提高建筑太陽能的利用率，并避開主導風向，減少場地與建筑物的熱損失；在夏季，充分利用自然風降低建筑溫度，實現降低建筑能耗的目的[4]。通過分析可知，在節能建筑設計過程中中，需考慮本地盛行風向、光照等因素，提高設計的合理性。

（三）植物景觀設計策略

建筑的植物景觀，在吸收二氧化碳、凈化空氣和減少熱量損失等方面，均發揮著重要作用。比如植物光合作用可吸收建筑釋放的大量二氧化碳，對于降低局部的熱島效應有重要作用。因此，為了降低建筑能耗，可在建筑周邊營造植物景觀，提高綠化率，充分發揮景觀植物在節能減耗中的作用。

另外，建筑植物景觀的作用，還包括降噪、遮陰、涵養水源與除塵等。在建筑植物景觀設計過程中，應遵循常綠與落葉灌木結合、常綠與落葉喬木結合的設計原則，增強植物景觀的綠化與降耗效果。

（四）建筑屋面節能設計策略

建筑屋面節能設計是節能建筑結構設計的重要內容，關系到建筑的耗能。在建筑屋面節能設計過程中時，在選擇保溫層用材時，應首選熱導系數低、密度小材料，并的建筑屋面厚度與重量進行嚴格控制，符合設計規范[5]。同時，嚴格控制保溫層的吸水率，避免由于保溫層吸水大，降低保溫層的保溫效果。

另外，如果材料吸水率比較高，可在設計時，在吸水材料上設置一排排氣孔，盡量使用性能優越的膨脹珍珠巖材料，由于膨脹珍珠巖材料價格低，對環境污染小，屬于建筑屋面結果的理想節能材料。

（五）內保溫墻體節能設計策略

建筑墻體結構是指預制品或現澆混凝土部分，在設計空氣層過程中，可于建筑結構中增設一層空氣隔離層，用于隔熱保溫、減緩熱度流失。同時，在墻體節能建筑結構中，增加一層保溫隔熱層，提高墻體保溫效果，在設計中，常見有機材料、無機材料與金屬材料等均為保溫材料。

為了提高保溫墻的實際效果，在設計時應按照設計規范與建筑實際，合理選擇選擇隔熱材料。其中，保護層的作用是避免保溫層破壞，降低室內水蒸汽的出現率，并有效保護材料。而對于建筑飾面層設計來說，為了提高保溫效果，應優先選A級無機防火材料，而在飾面層內，可使用內墻涂料、粘貼瓷磚等材料，以收到理想的保溫效果。

結語：

在建筑設計中，節能建筑結構設計是重要的內容，在低碳經濟模式下，優化結構建筑結構設計，對于降低建筑能耗，緩解能源供應緊張局面，具有重要的意義。在本文中，筆者首先指出了低碳生態建筑的定義、節能建筑結構設計所應遵循的原則，最后從屋面節能設計、內保溫墻節能設計與建筑植物景觀設計等方面對節能建筑結構設計進行了有益的分析與探索，希望為節能建筑結構設計提供參考與借鑒。

參考文獻：

[1]王成華.低碳概念下的建筑設計應對策略[J].城市建設理論研究（電子版），2012，23：2234-2235.

[2]吳越，張成林，林偉等.淺談我國低碳策略下的既有建筑再利用設計解析[J].山西建筑，2012，11：124-125.

[3]王紅兵.低碳經濟下建筑結構設計教育觀[J].網友世界（云教育），2012，23：245-246.

[4]馬瑩捷.基于自然采光、通風及取暖的低碳建筑設計理念與技術研究[J].城市建設理論研究（電子版），2012，08：245-246.

[5]李峰.建筑設計中的節能建筑設計[J].中華建筑（規劃設計），2015，01（03）：106-108.