低碳建筑設(shè)計方法的比較分析

朱永杰

（天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 天津 300134）

建筑物的設(shè)計在很大程度上關(guān)系著低碳節(jié)能能力，繪制圖紙時，盡可能地融入低碳節(jié)能思想，一方面可以有效控制其能耗，另一方面，還可以實現(xiàn)對CO2等排放的有效控制。近年來，業(yè)界人士探討了建筑原料低碳節(jié)能效果與設(shè)計方案，取得一系列的成果。本文主要針對以下六種低碳建筑設(shè)計方法進行分析，為設(shè)計人員采用合適的方案提供參考建議。

1 基于數(shù)學(xué)模型的建筑個性模擬設(shè)計

即構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，在多媒體軟件平臺進行整合設(shè)計，為建筑設(shè)計形成節(jié)能技術(shù)依據(jù)。該方法基本上應(yīng)用在暖通空調(diào)方面，例如，夏春海等對該方法展開細(xì)致的探討，探討了方案的模擬運算模型相關(guān)性能，為建筑設(shè)計的確定、節(jié)能運算都提供了理論參考。這方面的研究非常多，其中的關(guān)鍵問題是精確度問題。從建模到多媒體軟件平臺的求解，精確地模擬建筑性能，不僅可以通過電腦求解出建筑有關(guān)性能參數(shù)，還能夠比較不同設(shè)計方案的優(yōu)劣。然而，該方法具有一定的弊端：首先，盡管可以精簡操作流程，然而，所采用的模型比真實情況要簡單得多，導(dǎo)致求解結(jié)果和現(xiàn)實存在著一定的差異；該方法和設(shè)計師的成果有著一定的區(qū)別，前期，設(shè)計師往通常會綜合考慮各個方面，進行平衡設(shè)計，但是該方法雖然非常靈活，且方便修改，然而卻不能滿足建筑師的思維變化需求。

2 單一成分設(shè)計

即從建筑的某個節(jié)能成分要素出發(fā)，以此為核心來進行設(shè)計。例如，建筑專家陳飛深入探討了建筑物格局、形態(tài)、節(jié)能構(gòu)成等因素，對相關(guān)技術(shù)進行了評價，在此基礎(chǔ)上，從建筑的形態(tài)與處理方法出發(fā)，為節(jié)能設(shè)計總結(jié)了大量有益成果。同濟大學(xué)謝振宇教授指出根據(jù)高層建筑風(fēng)環(huán)境形成機理而對建筑環(huán)境的負(fù)面作用，展開相應(yīng)的模擬研究，提出優(yōu)化形態(tài)的建議。當(dāng)今社會，低碳理念逐漸深入人心，許多人已經(jīng)把該思想融入到建筑設(shè)計之中，把它當(dāng)做設(shè)計過程中遵循的一個原則。國外理論領(lǐng)域的人士針對該方法展開探討，有專家指出把建筑物對風(fēng)流、能源的利用和其格局進行有機結(jié)合，構(gòu)建出獨特的設(shè)計風(fēng)格，并且還充分反映出建筑設(shè)計藝術(shù)的統(tǒng)一性與協(xié)調(diào)性。該方法的優(yōu)勢是把建筑物的CO2排放量和有關(guān)設(shè)計要素進行有機融合，由此出發(fā)來進行設(shè)計。在建筑設(shè)計的使用過程中，建筑物形態(tài)離不開某些技術(shù)的支持，另外還需要適應(yīng)附近的環(huán)境，這樣才能夠使低碳節(jié)能與建筑外觀形成密切地連接，并能夠融入設(shè)計師個性化的思考。然而，該方法存在著一定的弊端，單純強調(diào)其中的一種要素，這樣一般不會統(tǒng)籌考慮CO2排放及其彼此互作等方面的影響。

3 節(jié)能策略設(shè)計

對比上一種方法的不足，這種方法可以綜合兼顧到低碳節(jié)能的各種相關(guān)方面，同時還建立了設(shè)計手法集。其中的典型人物是布朗和德凱，他們指出建筑外形在很大程度上決定著能耗，所以，在設(shè)計的時候一定要高度重視這個問題，他們細(xì)致探討了建筑物的構(gòu)建、組團、被動式系統(tǒng)等方面，提出了相應(yīng)的措施與方法。業(yè)界許多人士對該方法展開探討，取得大量有益成果，其特點包括以下幾方面：基本上側(cè)重于建筑設(shè)計中的策略問題，總結(jié)了相關(guān)策略，最終構(gòu)建起以全面布局開始，到細(xì)節(jié)處理相結(jié)合的策略總集合。具體來說，該方法的共性是圍繞節(jié)能目標(biāo)，探索最佳建筑形式。然而，需要注意的是，該方法也具有一定的弊端，雖然能夠自由設(shè)計建筑的形式，但建筑師在設(shè)計的時候必須充分兼顧到各個方面的影響，并非單純考慮節(jié)能低碳問題，尤其是需要兼顧到經(jīng)濟情況、文化背景、當(dāng)?shù)爻鞘邪l(fā)展規(guī)劃等各個方面。設(shè)計師應(yīng)當(dāng)在綜合權(quán)衡上述各種因素的基礎(chǔ)上，確定最佳的方案，以實現(xiàn)低碳節(jié)能和其它相關(guān)因子的協(xié)調(diào)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)最大限度的低碳節(jié)能成效。

4 BIM 技術(shù)設(shè)計

查克在研究過程中最早闡明了這種方法，詳細(xì)而言，即依托三維數(shù)字技術(shù)，然后來進行建模，它是在建筑中把項目的實體和它的功能特點進行的數(shù)字化展現(xiàn)。該方法既可以展現(xiàn)出建筑模型，也可以建立起一個跨專業(yè)合作的平臺，使項目各個主體均可以在項目開展當(dāng)中共享有關(guān)數(shù)據(jù)資料，在可以有效迎合建模需求的同時又可以為項目各方進行溝通互動提供有利條件。但需要指出的是，該方法只是作為一種輔助設(shè)計技術(shù)而存在，其無法為建筑設(shè)計的形成提供直接作用，并且不會對建筑形態(tài)和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)生直接作用。

5 構(gòu)建評估機制設(shè)計

標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的評估機制能真正指導(dǎo)設(shè)計的發(fā)展。該方式可以利用測評協(xié)助設(shè)計設(shè)進行高效的低碳建筑設(shè)計，并且還可以為設(shè)計人員提供支持，使他們充分掌握總體的設(shè)計方向。國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)存在著一定的區(qū)別，然而，卻存在著一定的共性，構(gòu)建起科學(xué)合理全面有效的評測體系，利用這種方式能夠量化建筑工程成果的。然而，該方法還具有一定的不足之處，其一味地強調(diào)設(shè)計后的性能評價，同時整個過程非常復(fù)雜，必須通過專門的技術(shù)工作者來做出評價。

6 聯(lián)合分類學(xué)設(shè)計

對建筑的表現(xiàn)形式進行抽取，利用在這種方法得到原始模型，接著充分融入節(jié)能理念，得到低碳建筑的基本設(shè)計。該方法是低碳建筑設(shè)計的新方向，目的是為了建立耗能和類型學(xué)間的聯(lián)系，從建筑的形式要素中挖掘低碳節(jié)能的設(shè)計發(fā)展。但該方式的弊端也比較明顯，到現(xiàn)在為止，能耗和運用類彼此間的影響仍然沒有弄清楚。

7 結(jié)語

綜上所述，建筑的設(shè)計旨在服務(wù)于廣大人民群眾，但從現(xiàn)階段來看，其并非單純以服務(wù)人民群眾為宗旨，尤其是需要充分兼顧到節(jié)能、經(jīng)濟、文化等各個方面。這些因素和人們的日常生活、工作具有非常緊密的聯(lián)系，決定著最終的建筑方案。設(shè)計的時候，總體設(shè)計階段具有非常重要的作用，關(guān)系著建筑物的使用功能以及能耗等，而各項設(shè)計都應(yīng)當(dāng)在這個前提下不斷進行改進。將低碳理念融入到建筑設(shè)計之中，這既是社會發(fā)展中的重要標(biāo)志，又是充分體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展理念。本文比較分析了低碳建筑設(shè)計方法，希望能夠為業(yè)界人士更好地將低碳理念融入到建筑設(shè)計中提供幫助。

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