建筑的“零排放”設計

葉　陽（重慶市設計院，重慶　渝中區　400015）

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建筑的“零排放”設計

葉陽（重慶市設計院，重慶渝中區400015）

“零排放”的理論是為了實現生態的可持續發展過程中提出的一個理念。“綠色建筑”是為了實現可持續發展的一個建筑發展趨勢。本文對為了實現建筑“零排放”這一目標，在建筑設計中可以引入的設計觀念和方法進行了詳細的分析和系統的闡述。

綠色建筑；零排放；設計

為了擁有一個健康和可持續性的生活方式，需要對于傳統的生活理念作出一些創新，以及在實施環境保護方面提出一些階段性的措施。在這種情況下，“零排放”即能源不會排放出對環境或者大氣的污染產物的觀點被提出了。建筑的能源消耗在整個社會的能源消耗中占1/3，所以在建筑設計中引進一些相關的新環保設計理念很重要。

在遠古時代，因為人類科技的限制和地球上的人口數相對較少，人類活動對于自然環境的影響很有限。然而，隨著社會的不斷發展和人類科技的不斷進步，人類對生態環境的需求急劇增加，人類一個小小活動便可以對于自然造成較大影響。通常的說，人類在獲得一個舒適的居住環境的需求越大，那么他們為達到這個目標所作出的行為對于自然生態環境的影響也越大。在現代的建筑設計中需要引進的可持續設計理念有四個方面：和生態和諧的設計，節能設計，材料和設備的合適選擇，和垃圾的妥善處理。

1　生態和諧的設計

在建筑的初步設計階段，污染物“零排放”的基本理念就應貫徹到設計中，首先建筑設計要和生態環境相和諧。生態理論的基本觀點是整個生態系統呈現出一個相對穩定的狀態。另外，在為了保持建筑和環境平衡，所做的設計不僅僅應考慮綠化率，同樣還需要考慮自然資源的合理利用，比如，風，光，聲音的合理利用等。

根據一個環境方面的相關研究，每一個人需要12m2的綠地來獲得足夠生存的氧氣。綠化地可以吸收二氧化碳和一些有毒的氣體，在吸收相應氣體的同時還可以凈化空氣。綠地還可以提供足夠多的綠蔭和濕度來減少陽光的輻射和以及通過吸收阻擋反射等方式來降低環境的噪聲。在設計建筑綠化地的過程中：①自然地形應最大限度的被利用，對環境和建筑的可持續發展有利的植物應被選用。②綠化帶的合理位置，比如在地面，在屋頂，和在建筑的內部的合適位置應被考慮。屋頂綠化可以降低因為土地資源有限的而綠化率不足的壓力，同時可以起到降低建筑的表面溫度，節省室內空調能源和保護屋頂的作用。在室內的綠化可以通過吸收有毒的室內氣體和釋放氧氣來創造一個對于居民適合的室內環境。

為了合理的利用自然資源比如自然光和風，選擇好的建筑坐落位置，朝向和建筑的外部形狀非常重要。現今的一些軟件工具可以幫助設計者模擬和分析所設計的建筑對于環境的影響，比如Sophisticated 3D電腦模擬軟件，它能夠通過輸入不同的建筑朝向，門窗種類，房屋進深，所采用的隔熱材料，建筑的氣密性，建筑制冷制熱，照明設備等變量，結合當地的氣候等因素來綜合模擬建筑的使用狀況。這些模擬軟件可以幫助設計者預測所設計的建筑將來對于環境的影響，通過比較不同的設計方案來選擇出對生態環境影響相對較少甚至有利于生態和周圍環境發展的建筑設計。

2　節能設計

建筑中的能源消耗是實現環境可持續發展的一個不能忽視的問題。建筑的能源消耗在整個能源消耗中大致占50%。建筑物內的能耗主要是由采暖，制冷，水循環，照明等造成的消耗。為了獲得一個“零排放”的建筑目標，設計者通常把太陽能設計，自然通風，地熱能和其它的能源設施概念引進到建筑設計中。就太陽能來言，它是一個可持續的能源，從太陽獲得光能。因為利用了光能，它可以減少因為使用其它的一些能源比如石油造成的二氧化碳排放，太陽能的環境污染副產物的排放也相對較少。太陽能如今在建筑中主要作為減輕電力壓力的輔助能源使用。

選擇合適的材料也可以實現建筑的節能。“墻體材料在房屋建材中約占70%，是建筑材料的重要組成部分。”（建筑節能材料，侯舒蘭，龔龍海，2010），外墻的傳熱在建筑物的傳熱比例所占最大，在建筑的外墻設計上，設計者可以通過選擇有良好隔熱性能的材料，比如隔霜和熱的物質，石棉材質或者空心材質的墻來調節建筑物的溫度使之冬暖夏涼來實現一定的節能。加氣混凝土能達到國內規范上50%的節能，而板材作為外墻材料也是一個發展的趨勢，因此，可選用蒸壓輕質加氣混凝土板等材料。此外，在照明設計上合理利用自然光，選用節能高效率的門窗以使用合適的窗墻比和選擇LED燈也是一個不錯的選擇。

在結構設計上，工程師可以選用可再生材料來修建房屋，這樣房屋在將來修護或者拆除的時候，會降低其對環境的影響，可采用新的維護結構材料比如鋼結構。水資源的節能也是在建筑設計中需要考慮的一個重要問題。為了節約水資源，設計者可以在房屋內采用循環給水系統，以及中水利用系統。其中的中水利用系統可以更好的利用灰水和節省給水廠和污水廠因為凈化水而需要消耗的能量。另外，采用合適的水管材質，節水設備以及采用一定的綠地澆灌技術也可以實現一定的水資源節能。此外，選擇合適的空調系統也能很大程度上節省建筑使用過程中消耗的能量。

3　材料和設備的選擇

在設計過程中材料和設備的選擇也是一個很重要的部分。在材料選擇中，我們必須選擇對環境影響較小的材料并且盡量避免選擇對環境有害的材質。最好選用可以就地取材的建筑材料，而不是需要遠距離生產和運輸的物質，選用可再生的材料而避免選用不可再生的材料。在設備的選擇上，比如空調，風機，水泵等的選擇上，設備的能效比，效率，和對環境可持續的發展的影響應作為優先選擇的因素。所選用的建筑材料和設備對于用戶來說必須是健康安全和舒適的，空調的耗能在建筑耗能中所占比例較大，選擇合適的暖通空調對降低建筑能耗的所起效果比較可觀。對于分散性的空調設備，應選用《單元式空氣調節機能效限定值及熱源效率等級》的第1，2級節能產品，“空氣源熱泵機組冬季COP不小于1.8。戶式壁掛燃氣爐的額定熱效率不低于89%，部分負荷下的熱效率不低于85%”（李林，公共建筑項目中暖通空調專業的綠色設計，2012），在設計中還應最大限度的回收排水熱量，以及利用余熱和廢熱，來降低能耗。此外，輸配系統的保溫設計，選擇大溫差水系統的合理溫差也可以減少建筑的運行能耗。

4　垃圾處理

在建筑修建和拆遷的過程中，產生的建筑垃圾對環境有較大影響。在建筑設計的初期，就應考慮到建筑需要翻新和拆遷的時候對環境的影響，這樣可以使建筑在需要改造的時候相對容易處理，可能產生的垃圾對環境長期的副作用將減小。在整個設計中，可以實施“3Rs”原則。即是減少垃圾，重復利用和回收建筑垃圾。

為了減少垃圾的產生，重復地利用建筑廢物廢料，選擇合適的材料很重要，比如選擇可再生的材料。在回收建筑垃圾方面，可以設計制定出垃圾分類計劃，這樣產生的建筑垃圾以及在建筑使用中產生的生活垃圾就可以更容易地被篩選出來，并且在可以在條件成熟的情況下被循環利用。不能處理和分解的垃圾則可以被運送到合適的地方進行批量環保處理。這樣建筑物的垃圾就可以更容易的被合理利用和處理。

目前，我國建筑的垃圾資源化處理程度還有待提高。建筑垃圾的處理和利用還沒有相應的法律來規范。政府可在一定階段將垃圾處理的資源化行為上升到規章和制度的層面來，這樣將更有利于減少垃圾對環境的影響。

5　結語

傳統模式的建筑設計在進行建造的過程中往往需要消耗比較多的能源，隨著社會的發展進步，這種設計方式已經不能適應世界建筑發展的趨勢。為了建造出一個“零排放”的建筑，許多綠色設計理念都可以被引進入設計中，比如和生態和諧的設計，節能設計，材料和設備的合理選擇以及垃圾處理的設計。在實際中，一個“零排放”的建筑是不能真正建造的，但是通過不斷的努力，以及將環境保護的理念更好地實施到實際中，“零排放”的這一目標就可以更接近。

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葉 陽（1987-），女，工程師，碩士，從事建筑給排水設計工作。

TU201.5

A

2095-2066（2016）14-0154-02

2016-5-1