基于低碳環保概念的建筑設計模式研究

蔡　軍

(武漢東藝建筑設計有限公司，湖北 武漢　430000)

0　引言

基于低碳環保概念下的建筑設計理念在經濟可持續發展的過程中發揮著重要作用，同時也為建筑設計持續發展提供了切實可行的指導與保護作用。其核心思想是在保證建筑對象安全實用的前提下，對建筑過程中各個方面與環節的建筑耗能進行模型預測與實際監控，加強對可再生資源的利用；目的在于兼顧建筑物的實用與安全性，促進與加強綠色能源的循環利用，維持建筑施工所在地生態環境的平衡，實現人類社會可持續發展。

1　綠色低碳建筑概念及階段劃分

綠色低碳建筑可分為廣義和狹義兩個概念：狹義概念主要涉及在建筑的施工過程中盡可能最大限度地節約建筑資源(材料、能源、水、地等資源)、盡量減少高污染高排放的能源利用，對使用過程中產生的廢氣、廢渣、廢水等有毒有害物質要嚴格控制排放量以保護環境減少污染。廣義概念主要涉及建筑在其全壽命周期內盡可能最大限度地節約建筑資源(材料、能源、水、地等資源)，減少不可再生能源的利用率，增加可再生綠色能源的使用比例，減少環境污染[1]。具體實施主要包括5個方面：

1)規劃設計階段，結合地理位置及自然環境盡可能的利用自然通風、采光，選擇綠色設計方案；

2)施工階段，盡可能使用綠色環保建材、設備和綠色施工工藝；

3)建筑使用階段，使用節能環保的空調、通風和照明系統等能耗設備，以降低使用能耗做到持續性環保節能；

4)拆除階段，采用多種手段回收再利用建筑廢棄物，提高回收再利用比例；

2　綠色低碳理念在建筑設計中的體現

設計師在設計建筑結構時就應該秉承綠色節能的理念，對建筑的選址、選材以及材料回收整個流程都要減少傳統化石能源的使用量，對溫室氣體與有害氣體(二氧化碳、二氧化硫等)的排放要在設計初期就制定量化的減排計劃和方案。在規劃城市的建設與交通發展時，不應盲目追求規模擴張與城市面積的擴大，而應當堅持和貫徹低碳環保的理念，科學合理的利用自然資源，降低建筑對于城市的影響度，做到可持續性發展。

3　綠色低碳概念下的建筑設計方向

3.1　優選綠色建筑材料

建筑與裝修過程中使用的大多數建材都會對環境造成負面影響，例如混凝土所揮發的氡氣與人造板材所釋放的甲醛都對環境與人體造成不良的影響，嚴重的還會直接導致使用者致癌幾率的大幅提高。因此選擇新型環保節能材料，既可以降低施工中產生的環境污染和生產能耗，還有利于提高建筑施工質量與進度，實現低碳設計理念。考慮到建材成本的因素，在條件允許的情況下應當盡可能選擇可再生、可循環利用的材料以實現低污染、低排放、低能耗的目標，在源頭上減少對環境的污染和人體健康的危害[3]。

3.2　合理有效的利用空間

在設計建筑戶型時，對使用空間的實用性、功能性和靈活性要充分考慮，同時還應當考慮到建筑隨著時間的推移而帶來功能變更的可能性。基于綠色低碳理念的設計，合理布局和設置建筑空間不僅可以有效延長建筑物的使用壽命，同時在施工過程中可有效的減少建筑垃圾，有效的降低建設成本和能源消耗，大范圍的采用這種設計理念將對經濟效益和社會效益產生積極和顯著的推動和促進效果。

3.3　自然采光的設計

建筑采光設計是低碳建筑設計中的重要組成部分，對實現建筑的低碳節能具有重要意義同時也起著至關重要的作用。增大建筑物對自然光的采光面積，延長自然采光時間將顯著的降低建筑耗電量。因此在設計時要依據所處地理位置、日照時長、陰雨天比例等客觀條件，對建筑間距、朝向以及樓層配置進行合理的布置，以期達到延長采光時間并增大采光面積的節能目的。在細節設計方面應避免建筑外表面朝向冬季主導的風向；照明設備應當根據建筑采光面積與時長確定位置以實現互為輔助相輔相成的目的；使用LED光源在大量實踐中已被證明是更節能環保的照明解決方案，降低建筑電力消耗也是近年來實現綠色低碳的主要手段[4]。

3.4　遮陽設計

遮陽設計主要包括建筑外立面窗內遮陽、外立面窗外遮陽、雙層中空玻璃夾百葉遮陽、建筑與植被相互搭配遮陽等方式。在南方夏季溫度較高地區可以避免熱量散射與輻射作用。合理有效的遮陽方式在實際使用中可增強建筑對外部氣候的利用，達到保持室內穩定良好環境的目的。

3.5　圍護結構設計

建筑節能設計中墻體的保溫效果起著至關重要的作用，有效的墻體保溫可以大幅度的降低建筑的使用能源成本。因此在進行環保低碳設計時，應當對外立面內墻使用保溫層技術，選用泡沫板、巖棉板、膠粉聚苯顆粒等材料，提高外墻熱阻值以起到保溫隔熱的作用。在采樣統計分析中發現建筑中門窗的保溫和隔熱效果最差，大量的熱交換在門窗處進行，導致維持室內溫度環境所需能耗增加。因此，在門窗的設計中使用鋁合金斷熱結構輔以雙層中空玻璃能夠明顯的提高氣密性以及隔熱隔音效果。

3.6　提升能源利用率、使用清潔能源

根據建筑所在地區的自然資源情況，合理運用可再生的能源。不同的地域對建筑的用能方式存在著很大的差異，在設計過程中需要考慮到地域差異對于建筑能耗的影響，盡量利用太陽能、風能等可再生能源，減少空氣中廢棄物的排放。例如：在夏季與冬季溫差較大地區，可使用太陽能集熱裝置以及熱泵熱水系統，這樣既滿足了用戶對基本用水的需求，還能夠大幅度降低用戶的熱水用能及經濟負擔；而在北方地區則需要充分考慮對太陽能和風能的開發利用，降低能耗并減少對環境的影響；在西部地區可利用豐富的太陽能資源，采用光伏發電的方式降低用電能耗。在建筑設計時應當將利用可再生能源的設計思想放在優先考慮的位置，以達到降低能耗以及減少環境污染的作用。

4　低碳建筑評價指標體系

在實際應用中需要具體的量化指標區分綠色低碳建筑與普通建筑的不同與差異。綠色低碳建筑實質上是指建筑在使用和維護的過程中盡量減少對能源的消耗，而普通建筑在能源消耗上并沒有具體的節能措施。因此應當深入建筑使用和維護的具體細節以便對能耗進行定量計算，然后將結果量化為“碳量”，在此量化基礎上即可進行各種設計方案的比對評價和選擇。

魚排粉總磷含量最小值為3.6%，而部分俄羅斯白魚粉樣本的總磷含量大于3.6%。如果以總磷含量作為小型魚全魚魚粉和魚排粉的判別依據，則可以發現，俄羅斯白魚粉中含有部分魚排粉。進口魚粉總磷含量與魚粉總磷含量分布重疊，其總磷含量小于3.0%；國產魚粉總磷含量也是全部小于3.0%。

4.1　評價體系的基本功能

低碳建筑評價體系是建立在對各項重要評價指標的篩選，選取對建筑低碳起關鍵作用的因素，通過數學模型對評價對象進行量化評價，從而得到對評價對象數量化結果。評價指標體系著眼于建筑全壽命周期的角度，從多方面收集建筑各階段狀況的量化數據，數學模型中將收集的數據進行分析和推演，將得到的結果用于綜合評定低碳建筑各影響因素間的和諧性和協調性，以嚴謹的科學態度和方法全方位體現低碳建筑的優越程度[5]。

4.2　建立評價體系原則

建立評價體系的過程會出現很多困難，為了最大程度保證評價結果的客觀性、公正性，同時兼具科學性和有效性，就需要制定一套完整的規則進行約束。構建的評價指標體系需要包含技術、施工、管理、維護等多個方面和全壽命周期的各個階段，在構建指標體系的過程中應遵循以下原則：

1)可操作性原則。

構建評價體系要建立在綜合考察技術實施手段、地區經濟條件以及周邊生態環境等客觀因素的基礎上，從實用性需求出發做到獲取指標數據的可持續性和可操作性，以確保實現評價體系的應用價值。

2)全面性原則。

低碳建筑評價過程中會涉及到技術、經濟以及環境等各方面因素。由于各因素間關系錯綜復雜，相互影響，因此評價過程中需要在充分理解和結合各單項指標的基礎上做出系統的綜合評價，力求做到對評價對象的狀況和基本特征得到全面、客觀和科學的結論。

3)邏輯科學性原則。

評價體系建立過程中應當避免在指標描述過程中出現不明確和歧義的現象，保證指標意義的唯一性。因此在描述過程中首先要明確對象，對對象按照預先設定的標準和規則進行分類劃分，以保證對象的各項指標在標準制定與劃分上的一致性，保證指標體系在邏輯上的科學合理性。

4)靈活性原則。

評價體系的構建過程中需要合理掌握其復雜程度和處理深度，在保證評價結果準確性和客觀性的基礎上盡量保持實際操作過程中的靈活性與高效率，過多過細的指標會影響體系執行結果的準確性和客觀性，無法體現評價對象的重點影響因素從而導致體系失效。

5　結語

基于低碳環保的建筑設計理念可以有效地節能減排，是促進我國經濟健康可持續發展的重要組成。建筑行業應當貫徹低碳環保的設計理念，做好低碳建筑項目各個環節的管理工作，加強項目的監督和檢查，健全項目管理模式，促進我國低碳建筑項目的發展和進步。