關于低碳建筑設計方法的比較討論

孟輝

摘 要：要實現現代建筑的低碳節能必須綜合運用多種技術策略和手段，面臨眾多低碳建筑設計方法，本文討論了低碳建筑設計方法的比較。

關鍵詞：建筑設計；低碳建筑；方法；比較

1 前言

目前，降低建筑物的資源消耗與碳排放已成為建筑業的重要研究課題，在建筑設計中，要針對建筑的能源消耗和低碳環保策略進行全面對比。

2 我國低碳建筑發展的必要性

所謂低碳經濟就是為氣候變化的緩解，憑借創新技術以及措施政策建立起溫室氣體排放量較少的一種經濟發展的模式，屬于低碳生活，低碳技術，低碳產業及低碳發展的一系列經濟形態的結合。低碳經濟的發展屬于中國作為負責任大國必須具備的表現，而且屬于未來必然性的經濟發展形勢。作為碳排放的大國，我國可不可以把握這次的機遇挑戰，對于全球節能減排進度以及我國未來在國際舞臺上的地位聲望有直接影響。建筑屬于排放溫室氣體的主要途徑之一，其對于氣候的變化具有關鍵的影響。伴隨經濟持續發展以及人們生活水平的不斷提升，我國城鄉的居民消費構造自衣食不斷朝著住行的方向發展，而生活方式自生存型朝著舒適型進行轉變，對于建筑舒適度以及建筑面積之類居住條件的標準不斷提升，使得建筑的能耗不斷增加。若是建筑節能減排工作不斷推進，就能使節能減排壓力得到大幅降低，使環境得到保護，節約能源。

3 低碳建筑設計方法的比較

3.1 基于數學模型的建筑模擬方法

在進行建筑性能的模擬研究前期，需要通過對應方案的設計來推進信息數據的完善。例如可以構建簡單的數學模型來整合和利用數據信息，并且通過計算機技術來進行模擬研究，這種基于數學模型的建筑性能模擬研究方法對目前來講非常重要。建筑設計方案水準的提升，可以通過設計方案來進行研究，利用簡化的數學模型的建筑性能分析方式，結合計算機技術來構建建筑基礎設計。在進行建筑模擬的分析研究時，可以通過各種方面的優化設計來實現資源的分析和整合，并且在狀態空間不同計算方式的探究中，開發全新的建筑性能模擬軟件有利于其數據跨平臺的利用。該種研究方式主要可以劃分為以構建數學模型為基礎的建筑性能模擬分析方式探究，結合計算機軟件平臺計算建筑性能，綜合多種有效的建筑方案進行比對。

3.2 節能策略法

節能策略法綜合考慮了多種不同的設計因素，在進行設計方案比對時，通過設計理念的分析進行收集整理，形成系統化的分析手段。現代建筑設計理念中的氣候特點，必須按照多種不同的理念進行回收，提出多種氣候、資源、環境等方面的構想，在不同的建筑空間理念研究中，利用不同的設計手法進行研究，分析節能策略設計中的不足，并進行歸納整理分析。這種建筑方案設計的主要特點是通過設計策略進行整合分析，從節能的設計理念出發，構建完善的建筑形式。在建筑設計研究中，利用有效的建筑成果來進行資源的整合，除了滿足低碳建筑設計外，還能通過經濟建設來進行整體策略分層次的構建。建筑空間結構的特征要以設計策略為研究對象，通過完整的布局理念的設計來進行建筑形式整合，除了要滿足低碳節能的要求，還應結合建筑規劃原則來平衡低碳節能的成效。

3.3 單因素法

在進行低碳建筑設計的方法應用中，較為重要的一種就是節能因素的研究。將不同的設計因素作為單因素分析的要點，通過整合建筑設計方案來推進不同因素分析下的建筑設計建設。從建筑物存在的形式進行分析，真實有效的分析出建筑和不同環境之間的聯系，并提出基礎的設計方案應對措施，給建筑設計提供必要的幫助。以高層建筑環境的設計進行初步分析，歸納室外環境對高層建筑設計帶來的影響，簡化操作步驟，高層建筑形態要和優化方式息息相關。在進行光環境的研究中，不僅僅只是利用簡單的設備，而是通過多種自然環境來推進光環境應用，這對于目前的建筑設計來講非常重要。此外生態環境設計要符合建筑結構設計的要求，但是該種方法存在明顯的不足，不能夠從多個因素的角度來思考低碳建筑設計方案，因此效果不夠顯著。

3.4 利用BIM技術的方法

BIM主要是通過對多種三維數字的研究，來實現不同相關信息的立項，BIM是對工程項目建設與功能利用的數字化整合。該種技術能夠提供一些信息化利用的平臺，結合建筑設計思維模式的構建，支整合多種建筑活動的有效規劃，通過不同平臺來進行信息的交流和互動。因為低碳能源的損耗和建筑工程設計本身有著明顯的聯系，所以要在建筑方案設計的基礎上推動建筑信息和基礎理念的構建。通過分時研究，可以得出建筑能耗和碳排放量的具體關系，前期的設計平臺構建要在BIM技術基礎上，包含早期的設計理念構建，優化建筑的信息模型。建筑環境性能要在優化產品結構的指標中，實現快速的信息傳遞，并將設計工具真正整合到建筑設計思維中。

4 低碳建筑設計的要點

4.1 實行簡單化設計

簡單化設計所要強調的是借著需求量最小化、合理化、輕量化、形狀單純化與標準化等方式設計構件，而得以最少用料達到最滿意的使用需求，與節省自然資源的目的。需求量最小化是以最嚴苛的標準去檢討使用需求的規模，來達到最精簡的使用需求的設計方案。合理化是根據空間需求與材料的力學、物理的機能需求，避免使用裝飾材料。輕量化是藉選用材質較輕、較經濟，甚至性能不佳的材料構件來減輕整體建筑物的重量，即可減輕基礎荷載而減小基礎規模。形狀單純化旨在避免多角、凹凸等不規則多變的造型，應盡量采對稱、幾何化、均勻與秩序的形式。構件標準化可藉由部品化與規格化的方式進行工業化生產。

4.2 節省營建用料計劃

節省營建用料計劃是指完整嚴謹的營建計劃來提升建物于施工、組裝及拆卸時的效率。而此營建計劃主要包含如省料構法、省料工法與完善得工地物料管理等。省料構法是以最經濟的材料數量的構法來達成構造性能的需求，并應兼顧工法的可行性。省料工法是指透過如預鑄、半預鑄、系統模版、鋼筋預綁與積層工法等自動化工法完成構法計劃的施工方式，如此可節省假設工程的輔助材料的使用量，并促使施工時間縮短，提高營建效率，減輕噪音、震動、粉塵的公害。例如：在案例BedZED中，采用預制鋼筋混凝土樓板，除了安裝快速，可縮短工期外，與場鑄樓版相比，預鑄與預力混凝土樓板所造成的環境影響較低。

4.3 節省資源用料計劃

節省資源用料計劃是以不用或少用稀有材、原生材、制程復雜且耗材耗能較高的材料，以及二次裝修材、包裝材等方式，避免或減少原生資源進入建筑用材體系的計劃。所謂稀有材料泛指在地球上存量不多而供給有其限制性的材料。制程復雜且耗材耗能較高是指須經繁復化學、物理等處理程序而大量耗用資源與能量的材料。而少用原生材則是以自然生長、二手或循環再生的材料構筑建物，達到減少擷取自然資源的目的。少用二次裝修材是期望用最少的材料種類與數量來滿足使用需求，避免因裝飾或不當的構法計劃而施以二次裝修，增加不必要的資材用量，目的仍是為了節省資源，降低二氧化碳產生。

5 結語

總的來說，在低碳建筑設計中，應該對建筑的能源消耗和潛在的低碳環保策略進行詳細的對比，從而來全面構建出滿足人們對于低碳環保要求的建筑。

參考文獻：

[1]王娟.關于低碳建筑設計方法的比較研究[J].江西建材，2016（20）：50+56.

[2] 孫晨曦，黎曉明.持續發展與綠色建筑[J].時代建筑，2016（8）：21.

[3] 孫保偉.關于低碳建筑設計方法的比較研究[J].門窗，2015（7）：148.

[4] 張亞婷，吳彩霞.基于低碳節能的建筑設計方法探討[J].城市建筑，2015（26）：143.