基于低碳節能理念下建筑設計方法與技術初探

【摘要】隨著建筑節能標準以及人居環境的不斷提升，“節能”一詞進入人們的視野，其綠色節能以及低碳環保理念在建筑工程的設計上發揮了不容忽視的作用。傳統高能耗、被動式的建筑時代早已過去，降低建筑工程能源損耗問題，使其符合國家所制定的可持續發展理念原則，是當前建筑設計行業亟需探討并不斷嘗試創新的關鍵。文章主要對建筑設計中低碳理念進行分析，全面闡述建筑不同設計環節中節能措施的應用，旨在提升我國整體建筑設計中建筑節能措施的應用水平。

【關鍵詞】低碳節能理念；建筑設計；方法；技術

【中圖分類號】TU712

【文獻標識碼】A

在建筑設計中運用低碳概念能夠有效的降低建筑的資源消耗和能源的消耗，而且能夠嚴格的控制在建筑過程中產生的廢棄物、廢氣以及廢水的排放量，能夠進一步控制二氧化碳的排放量，以達到改善環境的目的。在建筑設計的過程中科學合理的使用各種高效科技節能減排技術，通過使用綠色材料為居民提供一個舒適、綠色和健康的生活環境。因此，在建筑設計中重視低碳概念的應用，以促進我國建筑事業的發展，對生態環境起到更好的保護作用。

1、建筑設計低碳理念

在傳統的建筑設計中，由于經濟利益的驅使，很多建筑設計不盡合理，人們生活的空間非常狹窄，且生活環境相對過于“現代化”，綠化環節沒有做好、建筑結構過于緊湊、采光情況較差、建材過于廉價導致建筑質量差等現象層出不窮，且越大的城市這種現象越明顯，其發展與現代化低碳理念背道而馳。建筑設計低碳理念并不單單指低碳材料的使用，同時也包括很多方面，如舒適的生活環境、節能環保設計、成本控制、能源優化等。低碳最主要的是節能設計，一方面要節約能源，使用節能設備和技術，降低建筑的能耗，另一方面是要優化能源組合，通過合理運用新型能源降低礦產資源的消耗量，同時降低空氣中的有害氣體的排放。此外，低碳建筑設計要注重健康的環境，必須要對建筑內部的溫度、結構、適度、通風、采光、采暖等方面進行嚴格控制，保證人們生活環境的舒適和健康。由此可見，低碳理念在建筑設計中貫穿著始終，其對促進我國建筑行業的發展有著重要作用，且在保護環境方面的作用十分明顯。

2、低碳節能理念下的建筑特點

2.1 環保特色

建筑的出現需要以實用性為基礎，而融入低碳節能理念之后能在充分利用工程建設區域各項條件的基礎上，將建筑設計成為不僅擁有地方特色更具有環保理念的建筑，有效改善以往那種千篇一律的設計情況，充分融入建筑的藝術特性，讓人們享受更為舒適、環保的人居環境。

2.2 較強適應性

擁有低碳節能理念的建筑適應性非常強，隨著低碳節能理念的融入，改變了傳統類型建筑不與外界相溝通的狀態，使其更加貼近自然，充分利用自然環境條件來對建筑自身進行適當調節，適應人們居住要求，創造更有利的人居環境。

2.3 深化環保理念

建筑設計過程中融入低碳節能理念可以充分深化環保理念，提升人們的環保意識，讓人們在享受舒適、高效的人居環境同時將低碳節能理念傳播給更多的人，同時在建筑全壽命周期中，將低碳環保理念發揮到極致，從規劃設計、選材施工到整體拆除，全部都考慮到低碳節能理念的應用，將其貫徹到建筑全壽命周期當中去。

2.4 提升節能環保效果

低碳節能建筑擁有較低的資源消耗，不但在建筑施工過程中擁有耗能低特點，同時在建筑投入使用后能大大減少能源消耗和污染物的產生，部分地區甚至提出了零能耗零污染的新型低碳節能建筑設計理念。

3、基于低碳節能理念下建筑設計方法

3.1 建筑墻體設計中節能措施的應用

建筑墻體設計中節能措施的應用主要體現在以下方面：一方面，墻體材料的節能設計。新時期，建筑節能材料的使用主要體現在近些年出現的高層建筑或者超高層建筑，與傳統墻體設計不同，目前采用新型的建筑墻體材料不僅能夠原有建筑墻體材料“冬暖夏涼”的特點，同時對材料進行優化，使其轉型升級為復合型保溫材料，并在其表面設計了玻璃纖維網，在這種雙重機制下，建筑墻體材料能夠在寒冷氣候條件下能夠對空間內部的溫度進行密閉保存，有效避免建筑空間內部溫度的泄露，而在炎熱氣候條件下，與嚴寒天氣作用相反，建筑外層材料能夠有效低于長時間光照所產生的熱量，這種新型建筑墻體節能保溫材料的應用，在一定程度上打破了傳統建筑材料的浪費現象，降低了建筑本身對能源的消耗；另一方面，墻體傳熱面積的節能設計。傳統建筑墻體傳熱面積是一個很大的系數，新型節能措施下的建筑節能設計將傳統墻體的傳熱面進行調整，有效降低建筑整體傳熱系數，在某種程度上環節了建筑物在綜合保溫方面的壓力。

3.2 建筑門窗設計中節能措施的應用

建筑節能的同時，室內環境如何達到最佳宜居效果，是當前建筑節能設計中備受關注的話題。而建筑門窗在整個應用過程中發揮著至關重要的作用，無論是安裝技術、性能要求還是產品材料，都是實現建筑節能和宜居環境的關鍵所在。在建筑門窗設計中，常見的節能措施分為以下幾種：首先，對建筑工程中所有的門窗面積以及建筑立面單元面積間的比值進行詳細設計與規劃，一般情況下，建筑在東、西、南、北等四個方位中的穿墻比一般超過20%、30%、35%；其次，做好門窗的密閉性，并盡可能地提高其氣密性，以達到減少冷空氣滲透的目標進而降低其熱量損耗，通常情況下，建筑外墻的氣密性應大于等于4級，玻璃幕墻的氣密性應大于等于3級；此外，加強新型環保節能材料的應用，以最大化的減少熱量的損失，從材料上確保門窗的節能環保性。

3.3 關注建筑屋頂部位的節能設計，提升建筑整體能效

建筑屋頂作為最貼近自然的建筑部分，是直接與外部環境相連接的部分，在建筑設計過程中應用低碳節能理念時一定不能忘記屋頂的重要性，重復利用屋頂的這種優勢，設計新型低碳節能屋頂，盡可能采用坡形屋頂，有效改善屋頂的積水現象，增加建筑使用性能，并選擇隔熱效果良好的材料，或者建設立體綠化網絡體系，將建筑屋面設計成“空中花園”的同時，滿足屋頂保溫隔熱設計要求，或者擴大綠化面積，將墻體和屋面結合起來實行綠化，不但可以提升建筑美觀性，還能及時對室內溫濕度進行調整。

4、低碳建筑設計技術

現代環境污染越來越嚴重，一系列環境問題使人們不得不對居住環境重新認識，只有充分保護環境、節能減排，遵從自然法則，將低碳節能理念銘記于心，才能有效改善我們的環境，建筑設計作為建筑行業發展的基礎，必須將低碳節能理念作為第一要素，在建筑設計過程中充分認識低碳節能理念的作用和地位，采取積極有效的措施，將其貫穿于整個建筑設計過程中去才是未來建筑行業發展的合理方向。

4.1 加強綠色環保的低碳材料的使用

建筑材料的選擇是低碳建筑的基礎，在進行低碳建筑設計的過程中，需要以低碳理念為基準，在使用低碳節能材料的同時，還要充分提升建筑材料的使用率。①在滿足建筑質量要求的前提下，盡量在設計時使用節能低碳材料，比如說在保溫施工過程中使用發泡聚苯乙烯、聚氨酯和玻璃棉等，還可以利用空心砌磚、空心粘土磚和粉煤灰混凝土等節能材料來進行墻體砌筑，這些材料能耗小，而且對人體和環境的危害較低；②在設計時盡量提高材料的利用率，減少浪費的現象，實現材料的合理配置；③在材料的運輸和保存過程要按照相關的規范進行，保證材料的質量；④對余料進行有效的回收，實現再利用。在確認材料相互作用的基礎上，選擇低能耗、利用率高的環保型材料，這樣不僅能夠合理減少建筑成本，更能從根本上緩解污染問題，促進節能環保的可持續發展。

4.2 建筑空間的高效利用

提高建筑空間的高效利用，降低單位工程量，可以有效降低能源的消耗，因此，在低碳建筑設計的過程中，應注重考慮工程的結構空間拓展以及室內空間的充分利用。在進行人口居住量較大的建筑設計的過程中，還應該重點考慮提升建筑空間的利用率，可以有效控制住房面積標準，進而可以充分降低建筑物建造過程中的能源消耗。在進行低碳建筑設計的戶型設計過程中，應充分考慮靈活的、高效的應用建筑空間，以及建筑隨著時間的功能變更的可能性，這樣不僅可以避免產生建筑垃圾，降低建筑費用、節約能源，而且還可以延長建筑物的使用壽命。

4.3 低碳建筑節能系統的選擇策略

設計中設計人員應考慮應用多種手段和方式提升資源應用效率，強化資源的應用價值，從而有效提升建筑的低碳節能特性。不同區域氣候環境、地質構造都會存在較大的差異性，所以低碳節能建筑設計中設計人員也應考慮到這些因素，保證低碳節能建筑設計方案的適應性。例如：我國北方冬季漫長、寒冷，建筑采暖能源消耗量巨大。設計人員可以對建筑設計方案進行優化和改良，對建筑保溫結構體系進行改造，增強建筑的保溫性能，減少建筑室內與室外環境之間的熱傳遞。這樣可以有效降低建筑采暖能源消耗總量，同時還可以降低煤炭燃燒的二氧化碳、二氧化硫排放量。還可以考慮應用一種新型能源取替傳統的煤炭能源，利用新型能源滿足建筑供暖需求，如：地熱能。對建筑節能系統進行更深層次的優化，使得低碳節能設計理念與建筑設計進行高度融合。

4.4 低碳建筑自然采光設計技術

在進行低碳建筑設計的時候，其中最重要的內容之一就是對建筑的采光效果進行設計。自然采光主要就是將太陽作為光源，有效的利用太陽光進行照明和其他環節。主動自然采光是利用光纖引導、導管作用以及衛星反射等方式進行低碳建筑采光設計，這種設計常用于地下建筑部分，降低人造光源的設備投入，充分利用太陽光，降低了能耗；其次是被動自然采光系統，被動利用太陽光進行照明，常用于陰雨天，不必進行陽光強弱狀態變化的考慮，增強了低碳建筑的采光效果。在自然采光規劃時，設計人員應對建筑物的間距、朝向、環境、周邊障礙物等可能對采光設計造成影響的因素進行充分考慮，另外，還應思考建筑照明設施同室內格局的分配、怎樣把自然光引入房間、照明設備的負荷區別、怎樣提高照明設備的效率等內容。自然采光設計不但可以確保建筑的節能低碳，并且還可以使人們感受到自然照明的舒適。

4.5 合理優化建筑的建筑形式

低碳概念下的建筑設計的過程中，應當充分的考慮建筑的形式。首先，在墻體構造的設計中科學合理的利用太陽。建筑物的墻體保溫性能能夠影響建筑物的技能指標，因此，在現代國家建筑的過程中墻體的保溫性能作為建筑的重點。如墻體的構造結構、墻體的使用材料以及墻體的顏色都會影響到建筑的能耗。其次，構建立體型的綠化網絡，設計節能型的屋面。蓄水架空覆土種植屋面是一種有效的屋面隔熱保溫手段，，能夠有效的結合墻體垂直綠化和屋面的綠化，不僅能夠美化建筑外觀，還能夠有效的利用雨水，起到凈化空氣的作用，合理調整室內室外的溫度和濕度，緩解城市的熱島效應。

結語：

綜上所述，現代化建筑的發展已經離不開低碳理念，在設計的各個環節中，設計師們必須要立足于低碳、節能的理念，以人們實際需求為基礎，充分利用建筑空間和環境，通過綠色建筑材料打造健康的生活環境，認真分析現實問題，加強現代化技術的運用，為人們創造更加舒心、健康的生活環境。

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作者簡介：

王紅亮（身份證：130622198606120215）。