淺析低碳建筑的設計方法

孫濤 郭瑞鑫

【摘 要】隨著社會經濟的飛速發展，低碳建筑設計的重要性在當下建筑設計工程中的應用越來越被廣大設計工作者重視，文章主要對低碳建筑設計進行了詳細闡述，希望可以通過本文可以給廣大同行提供借鑒。

【關鍵詞】低碳建筑；新科學；技術；方法

【Abstract】With the rapid development of social economy， the importance of low-carbon architectural design in the current architectural design project is increasingly valued by the majority of design workers. The article mainly elaborates on low-carbon architectural design， hoping that this article can be Provide reference to the vast number of peers.

【Key words】Low carbon building；New science；Technology；Method

1. 引言

隨著我國城市化進程腳步的逐漸加快，每年大概有上千萬的人口從農村轉入到城市居住。面對如此龐大的改變，單純的僅僅是讓人們有居住的地方已經不能滿足人們的需求了，同時也會給整個生態環境帶來巨大的壓力。所以，在全球氣候發生變化，“低碳”概念已經深入人心的時候，“低碳城市”作為一個城市可持續發展的最佳模式已經成為人們追求的目標。建筑行業作為城市賴以生存的基本載體，它的發展模式直接關乎到一個城市發展的可持續性。逐步的發展實施低碳經濟、低碳建筑、低碳城市已經是我國可持續發展的一個必然的選擇。低碳建筑以及低碳住宅也將成為我國房地產業健康發展的必然趨勢。

2. 低碳建筑生態設計技術

低碳建筑生態設計的基礎就是以人為本，在建筑的同時，最大限度的減少環境污染，保持生態環境的平衡。低碳建筑生態設計和其它的設計有很大的區別，它的基本技術手段有以下方面：

（1）生態綠化

植物能夠吸收大量的二氧化碳，同時清除苯、甲醛以及空氣中的細菌，使室內的環境健康沒有污染，所以室內的綠化是生態設計的一個重要的內容。室內的綠化可以是多個層次的，也可以設計在建筑物的任何一層，例如：陽臺或者樓頂。室內的綠化在補充地面綠化不足的同時，還可以和建筑自然采光、自然通風相互結合，大大改善自然和室內空間的隔離。

（2）循環利用

節約常規的能源是生態設計中不能忽視的問題。現代科技中研究出來的熱反射玻璃、吸熱玻璃、調光玻璃等新型材料都具有很多優越的性能，可以達到采光和保溫兩個方面的效果，大大節約了能源。

（3）運用自然要素

人本身就是自然生態系統中的一個重要的組成部分，人和自然要素有一種內在的和諧。所以自然環境和人是不能分開的，因此，在建筑設計中引用自然要素也是首選方法。例如景觀辦公室就已經成為現在流行的一種設計風格。

3. 低碳建筑數字化設計

數字化技術就是利用數字化技術對建筑的整體或者重點部分做科協的預測、分析、控制和反饋，以達到減少碳排放量的目的。具體措施如下：

（1）借助數字化的軟件進行建筑物碳排放量的模擬實驗，在很短的時間內就可以計算出排放量，同時，還可以把建筑的低碳設計中的數字化和物理參數精確的調控成現實。

（2）借助數字控制技術，使用并借鑒現在科技前沿的防污染技術、生物技術和資源替換技術，以及生態能量供應技術，建立一個建筑和自然環境共同生存，低碳排放的節能體系。

（3）低碳建筑設計還可以借助數字技術在管理和使用上的優勢，結合給排水系統、供電系統、數字管理系統等，形成一個以中央的計算機系統為主要系統的綜合體系，實現所有管理自動化。數字化控制的系統就好像一個中央處理單元，支配所有子系統，達到控制碳排放量的目的。

4. 低碳建筑仿生學設計

所謂仿生學就是指模仿生物建造技術的一種科學，主要研究的是生物體的具體結構、功能以及工作原理，并且將生物體的原理模擬到工程技術中，創造一些新的科技。

（1）建筑腔體設計建筑腔體就是建筑采取合適的空間形狀、運用相應的技術方法，利用可再生能源，仿造生物腔體的運作機制，營造出低碳排放的舒適空間。具體的設計方法如下：

在設計的開始階段，要仔細勘察場地的微氣候變化，然后分析建筑形態對于微氣候的影響，仔細研究場地的能量流的特征；做好準備工作之后，在設計的時候要考慮技術要素的相關處理，尤其是轉換腔體類型，因為腔體的構件是減少碳排放量的一個重要的因素；最后要對設計進行技術評價，如果有不滿意的地方及時的修正。所以說，建筑腔體的設計就是在固定的環境以及資源的條件下，通過合理的設計和對技術的選擇，在各種需求和條件之間達到最佳的平衡狀態的過程。運用這種概念做低碳建筑的設計，和常規的做法相比較，可以更大的降低碳的排放量。

（2）遺傳算法

遺傳算法是建立在生物進化的基礎之上。生物進化遵循的原則就是適者生存，它們通過突然變異、選擇淘汰、基因遺傳等方式，面對環境的多變，能夠根據環境做出必要改變物種才能長久的存活下來。受到生物進化的啟示，人們通過對不同物種生存特性的研究，設計出遺傳算法。這種遺傳算法非常適用于各種優化的問題，尤其是在設計開始的時候沒有明確的設計觀念的情況，這個時候，我們不能對每一個個體都進行測試，而遺傳算法是依賴于優化基因的能力，所以，遺傳算法優化出來的個體都是具有非常好的性能。這是一種減少碳排放量的非常有效的方式。

5. 低碳建筑物聯網設計

（1）物聯網就是物和物相連的互聯網，它的英文名稱叫“The lnternet of things”。它是通過紅外感應器、射頻識別、全球定位系統以及激光掃描器等設備，按照預定的協議，把所有物體和互聯網相連，做信息的交換，來實現對物體的智能化定位、跟蹤、識別和管理的一種網絡。通過這種技術，我們可以對建筑物進行數據采集與管理監控，把智能建筑信息作為系統平臺，綜合集成分項的能耗計量系統，運用各種管理系統，通過對建筑的準確的分析，實現監督和管理，通過科學的分析、診斷，找出不合理的地方，加以改進，例如：暖通空調、照明系統等能源消耗的關鍵設施，進而降低建筑物的能源消耗，實現低碳排放。

（2）目前在我國，絕大多數的相關探討研究還是局限于對低碳建筑的意識方面，而沒有涉及具體的技術問題。這就意味著對于低碳建筑的研究還沒有深入到具體的操作當中，低碳建筑設計迫切的需要具體的技術和方法來支撐。根據上述的思考，本文主要想探討的問題就是關于低碳建筑問題中，更加具體的設計方法，然而這些設計方法大部分都要受到建筑技術的制約，也就是說對于低碳建筑的研究如果想要更加的深入，只能放在對建筑技術的研究上。

（3）近年來，世界科學技術得到了飛速的發展，一些新興科學的研究成果極大的改變了人們的思維觀念以及思維方法，科學技術影響建筑學的進程也在逐漸的加快，所以，對于低碳建筑的研究要在意識和美學之外，尤其注重新科學的方法和觀念。

6. 結束語：

隨著全球經濟的快速發展，能源消耗以及環境問題已經成為全世界人民關心的焦點問題。建筑業作為能源消耗的一個主要行業，對于低碳問題的回應尤為重要。我們回顧工業革命以來的建筑學的發展，不難發現，建筑學雖然在不斷的發展，但是對新興科學的運用卻少之又少。低碳建筑要想有開拓性的變化，就要改變傳統的科學技術和建筑學逐漸淡化的觀念，深入研究低碳建筑的技術方法。同時，積極的運用各種新科技來探索高效的低碳建筑技術，減少碳的排放量，推動我國建筑業的發展。

參考文獻

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[文章編號]1619-2737（2018）06-18-903