低碳建筑設計理念的應用與實現

劉　宇（長沙市建筑設計院有限責任公司，湖南 長沙 410007）

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低碳建筑設計理念的應用與實現

劉宇（長沙市建筑設計院有限責任公司，湖南 長沙 410007）

近年來持續的惡劣環境一直侵襲人們的日常生產生活，全球各個領域都開始重視低碳環保，尤其是在建筑設計中引入低碳環保的理念，具有重要意義。在低碳的理念下進行建筑設計，不僅可以有效降低對資源的消耗，更是實現了對生態環境的良好保護，本文即針對低碳概念下的建筑設計應對策略展開了具體的分析。

惡劣環境；低碳；建筑設計；環保理念

1　引言

近些年，我國社會經濟水平不斷提高的同時，環境污染問題越加嚴重，尤其是建筑行業的發展，不僅消耗了大量資源，更是導致大范圍的生態環境被破化。對此，為了改善環境惡劣問題，人們開始在建筑設計中融入低碳環保的概念，不僅提高了資源的利用率，降低了建筑單位的施工成本，還對周圍的生態環境起到了保護的作用。

2　低碳建筑設計理念

隨著環保理念的不斷深入人心，建筑設計中的低碳理念已經逐漸被廣泛采用。該理念的不斷廣泛應用，不僅能夠使建筑本身的能源消耗減低，符合建筑環保需求，還能夠提升建筑企業的效益，利于建筑的銷售。在現今的低碳建筑設計中，其低碳理念的踐行主要是在建筑能源的優化、成本控制和節能材料的使用等領域。

（1）建筑能源的優化。在建筑設計中，為了體現低碳理念，可以從建筑能源的使用入手。在建筑過程中，最大限度的減少能源損耗，盡可能多的采用環保新能源。建筑能源的優化好差，直接關系到低碳理念的踐行以及能源的節約。只有采用能源組合優化，才能充分達到建筑設計需求，滿足人們的生活環境需求。

（2）建筑成本的控制。施工企業在建筑設計中，需要進行節能設備的設計。只有大量采用節能設備，才能節約能源，減少能源消耗，踐行低碳理念。同時在建筑設計中，要對建筑的結構進行性能優化設計，達到節約建筑成本的目的，這個成本的控制是保證建筑所有性能都能夠滿足的前提下進行的。這樣設計，既節省了能源，又控制了建筑成本，還保證了建筑物本身的所有性能。

（3）節能材料的使用。為了踐行低碳理念，在建筑物用料

（4）溫馨的人居環境。在低碳建筑設計當中，追求的最直接的功能就是一個溫馨的人居環境，低碳環境下，能夠較好保證人們生活環境的舒適性和健康性。

3　低碳概念下建筑設計的應對策略

3.1合理設置建筑空間

將建筑的空間最大化的利用，可以從根本上降低總體的面積需求。在日常建筑中，合理的控制面積，必然可以降低建造的消耗。如日本，在住宅的設計中，通過合理的劃分空間，來達到空間利用的最大化。同時，減少相應的建造，也是節能的重要手段之一。此外，將建筑空間再利用，不僅可以延長建筑的使用壽命，還能減少建筑時產生的垃圾，是節省能源的重要途徑。

3.2采用綠色環保的建筑材料

建筑行業中，本身需要用到的建筑用料非常多。傳統建筑材料的大量使用，不僅破壞環境，浪費資源還影響人居環境。傳統建筑用料中，很多建筑用料還會釋放大量的有害氣體，這些氣體既污染建筑物周圍的環境質量，還危及人們的生活健康。為了改善這種現狀，很多企業和公司投入大量資金進行環保低碳材料的研究，也取得了巨大的進步。在現今的建筑設計中，低碳環保建筑用料的范圍在不斷的增大，采用低碳建筑環保用料，既提升了建筑物本身的檔次，也踐行了國家行業需求，可以說是雙贏。當前應用較為廣泛的環保建材主要包括：天然石材、環保墻材（加氣混凝土砌磚）、墻飾（草墻紙、麻墻紙）、環保管材（塑料金屬復合管）、環保漆料（生物乳膠漆）等等。

3.3自然采光設計

在低碳建筑設計中，增強建筑本身的采光性和空氣流通性是一大關鍵。建筑設計中的自然采光設計主要是最大限度的利用陽光來為空間照明的方式。在建筑設計中，為了充分利用自然光，應合理設置建筑朝向，獲得良好的采光，一方面有利于營造一個自然、舒適的人居環境，另一方面也節省了大量的燈照時間，節能效果非常好。

3.4建筑保溫設計

在寒冷的冬天，無論是南方還是北方，建筑的保溫效果直接關系到采暖時間。為了減緩室內溫度流失速度，需要對建筑本身進行保溫性能設計。在當前建筑設計中，保溫設計主要采用輕型空心砌塊墻體或加氣混凝土砌塊墻體等，這些屬于建筑非承重結構的保溫墻體設計。第二類建筑保溫設計，是通過做相應的保護層和保溫層來實現，如在建筑表面先做水泥珍珠巖砂漿保溫層，再做厚度為2mm的紙筋灰罩面的裝飾層，如圖1所示即為采用聚苯板實現墻體保溫。第三類保溫設計是在墻體傳熱異常部位的保溫設計。這三種建筑設計都具有較強的保溫性能，低碳理念踐行的非常好。

圖1　建筑墻體保溫設計圖

3.5可再生能源技術一體化設計

對于低碳建筑而言，可再生能源技術一體化設計可有效減少建筑能耗，實現人與自然的和諧相處。當前，我國應用較多的是光伏建筑一體化設計，其主要是指光伏發電系統在光伏組件的作用下，將其應用在建筑房頂（光電屋頂）、墻面（光電幕墻）、遮陽（光電遮陽板）等方面來獲取電能的一種方式，工作原理如圖2所示。光伏發電系統在進行工作時，安裝在建筑物上的光伏組件會產生直流電源，接線盒使其與逆變器進行連接，將直流電源轉換成交流電源，以此來向建筑物的負重載體或建筑物以外的其他負重載體提供電力。

圖2　光伏建筑一體化原理示意圖

在實際建筑設計中，應根據實際情況，選擇合理的光伏建筑一體化模式，例如：①屋頂一體化。主要是指將PV板能夠覆蓋平屋頂或者坡屋頂的整個屋面，關鍵是要以屋面板或瓦的形式，當然也可以覆蓋部分屋面，有利于建筑整體靈活性的提高。②墻面一體化。主要是指PV板與墻面材料共同進行集成，通過現代建筑支撐及維護系統的分離，能夠讓PV板成為建筑外圍護系統的一種貼面材料。PV板墻面一體化的方式主要包括：PV板外墻裝飾板和PV板玻璃幕墻。③建筑構件一體化。指PV板與建筑的雨篷、遮陽板、陽臺、天窗等構件有機整合，在提供電力的同時可以為建筑增加美觀的細部。④建筑立面LED一體化。光伏LED一體化的夾層主要是由太陽能電池和LED半導體的透明基板組成，可將其安置在幕墻及屋面邊框內構成的光電單元，進行模塊化處理，太陽能光伏發電技術能與LED結合的關鍵在于兩者必須同為直流電、電壓低且能互相匹配。

此外，光伏建筑一體化系統主要包括獨立光伏和并網光伏這兩大系統。獨立光伏系統主要是指帶有蓄電池并能夠獨立運行的PV系統；而并網光伏系統是指與電網進行相互連接，并能夠向電網饋送一定電力的發電系統。相對而言，并網光伏發電系統更具有優越性，適合長遠發展。因此，建筑物光伏市場正在或即將從獨立發電系統轉向并網發電系統。

4　結語

綜上所述，在建筑設計中進行低碳設計，既可以降低建筑施工成本，又可以營造溫馨舒適的人居環境。同時，采用低碳建筑設計，更長遠的利益在于不影響建筑性能的前提下，減少對環境的破壞及能源的過度消耗，造福子孫萬代。隨著技術的不斷攻堅，未來各個行業領域都將走向低碳化。

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［3］趙維仁.論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（12）：30.

［4］田 耿.試分析低碳概念下的建筑設計應對策略［J］.文摘版：工程技術，2015（50）：17～18.

劉 宇（1983-），男，工程師，本科，主要從事建筑設計工作。

TU201.5

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2095-2066（2016）09-0138-02

2016-3-12

彭 俐（1982-），男，工程師，碩士，主要從事城市規劃設計工作。

林志明（1986-），男，工程師，碩士，主要從事城市規劃設計工作。上，可以采用性能基本一致的天然材料或環保材料替代，這樣既節省了材料的使用，減少了能源的消耗，還保證了建筑物的節能效果。

2016-3-12