低碳住宅建筑理念在建筑學設計中的應用

黃昊HUANG Hao

（中機第一設計研究院有限公司上海分公司，上海 200333）

0 引言

在當今社會的建設與發展中，通過低碳環保思想觀念，推廣應用現代低碳住宅基本理念，可以營造出一個節能環保的宜居型環境，達到可持續發展目標。在建筑設計過程中應用節能建筑的理念，昭示著人類社會已經進入低碳、節能、環保的新時代。因此，建筑工程建設企業必須緊跟時代潮流，將節能、低碳、減排的理念應用于建筑設計中，使建筑節能環保，滿足消費者對節能建筑的需求。

1 住宅建筑低碳理念的內涵

于低碳建筑的概念，目前還未有一個明確的標準定義，但學者們認為其核心是降低碳排放。從廣義層面來看，低碳建筑是在建筑全壽命周期的時間范疇上，通過前期關于低碳建設目標的設定、低碳建筑的設計規劃、建筑材料以及建筑設備選型的嚴格把關，中期的施工過程中對低碳目標的管理以及建筑產品質量的管控，后期的低碳建筑運營過程的把控，來達到清潔能源高使用率、二氧化碳的低排放量，以此來保護生態環境的一種現代化的且可持續發展的新型管理模式。從狹義層面來說，低碳建筑是在建筑的整個壽命周期的各個階段中以低二氧化碳排放量為目標，以保護生態環境為原則，基于可持續發展觀念而建設的節能、減排以及減碳型建筑。

低碳住宅專業建筑學是在自然住宅低碳體系的基礎上，人工建立起的低碳住宅體系，也即在建筑場地所營造的自然環境應與低碳住宅學基本原理相符，并充分融合先進科技手段，充分融合住宅建筑和四周環境，進而大幅提升居住環境的整體舒適度，盡量降低建筑施工帶來的污染問題，實現人與建筑、生態環境的良性循環。利用應用建筑學設計形成一個完善的低碳住宅體系，以大幅縮小住宅建筑帶給自然環境的各種不利影響，令自然環境得以和住宅建筑正常交換能量[1]。

2 建筑設計整體規劃原則

2.1 地域性

在進行綠色建筑設計時，需要對場地周邊的地理條件、氣候條件、生態環境和人文等方面的信息進行大量收集，同時收集項目所在地綠色建筑設計的相關規范、標準和技術，考察學習所在地建筑設計特點，取長補短，梳理出適用于項目的綠色設計。

2.2 整合性

城市在開展建筑設計時，首先需對各方面因素、標準進行綜合考慮，其中包括經濟發展情況，大眾生活需求、城市發展程度等，根據這些因素對周圍建筑及空間區域進行合理規劃與設計。比如，可按照建筑功能進行劃分，將商業區、工業區、居住區和娛樂區等建筑分開規劃，分別安排到市中心或者郊區等地，防止因規劃不合理給城市整體發展造成不良影響。

2.3 自然性

自然性原則是指進行綠色建筑設計的全過程中，在滿足技術要求和經濟需求的前提下，盡可能將原有的地形地貌、植被水文等自然環境因素保留或利用；如果建筑所在地生態環境已經被破壞或在施工過程中產生損害，應該采用補償技術修復所在地的生態系統，將風能、太陽能、地熱能等可再生資源充分利用起來。

2.4 高效環保

當前，社會環境污染與資源浪費等問題，成為人民群眾重點關注的問題，同時這些問題還嚴重限制了社會經濟的發展。為了有效緩解這些問題，綠色節能建筑設計工作中就需要堅持高效環保的原則，利用材料再生、中水回用、鋼材回收等方式，真正實現資源回收再利用。除此之外，設計人員應該在投入端減少資源的輸入，以此來減少環境污染與資源浪費，同時還能夠減少居住區環境的負荷，從而更好地解決建筑的污水處理、換氣、通風等問題[2]。

2.5 經濟適用

建筑設計在城市規劃中，不僅要注重相互融合、相互映襯融入美學元素，同時還要考慮經濟適用性。由于城市規劃的主要目標就在于推動城市經濟的發展，建筑設計只是起到了讓經濟發展進程提前或者加快的作用，因此在進行建筑設計過程中要注重將經濟適用性原則落到實處，將建設成本及建筑物的預期建設效益等因素都考慮在規劃之內，避免資源浪費現象發生，努力走綠色城市可持續發展道路。

3 建筑規劃設計中應用節能理念的意義

3.1 成本控制

建筑工程設計要求從經濟性和社會效益兩方面對設計內容加以思考和規劃，要求在維持工程質量的基礎上，盡可能的減少資金成本投入，提高工程的經濟價值，為企業創造更多的經濟效益。在建筑設計中融入綠色建筑設計理念，一方面可對建筑建設工期實行重新規劃和調整，縮短工程進度，做到成本的科學把控；另一方面也可將節能減排落實到工程建設中，降低能源、資源的損耗，做好成本控制，以促進建筑行業的可持續發展。

3.2 有效控制能耗

傳統住宅建筑設計中，經常存在較大資源浪費及能源損耗問題，這不僅會增加建筑成本支出，還與我國現今發展要求相背離。綠色建筑設計應用中，使用節能環保技術和材料開展建筑設計活動，可充分發揮這些材料自身的作用功效，實現資源、能源的科學管控，從而維護工程的經濟效益，做到能耗的科學管控，為建筑行業的可持續發展奠定堅實基礎。

3.3 創造良好的生存環境

前些年，一些工廠為了發展經濟，也為了降低生產過程中廢棄物處理的成本，將生產過程中產生的廢氣、廢水隨意排放，對環境造成很大危害。為了控制全球二氧化碳等污染物的濃度，許多國家都推行了低碳理念。隨著國民經濟水平、文化水平的提升，人們不僅需要物質層面的享受，更需要精神文化層面的享受，因此節能減排越來越受到人們的重視。在當今社會，節能建筑已經成為建筑工程設計行業中的后起之秀，為設計師的建筑設計帶來全新的發展空間[3]。

3.4 滿足人們基本的生活需求

隨著時代不斷發展，人們開始對于再生自然能源進行高度的關注，包括地熱能、風能、太陽能。在利用這三種能源時，能夠有效地體現綠色建筑設計理念。以人為本，作為最基本的出發點。習近平總書記在大會中不斷地強調：無論什么工作，都需要確定人的主體地位，而以人為本這一概念，也是綠色建筑所發展的基本出發點，同時也是其中的落腳點。我們需要對綠色建筑進行強調，不應與人們的安全與舒適相互抵觸，比如我們應當對于建筑節能情況進行高度的關注，但是在節能的同時，不能直接去除掉使用人員在其中獲得的舒適度，也不能降低使用者工作效率，因此在保證綠色建筑設計的同時，不應當將犧牲人的利益作為其中的代價。在確保安全與舒適的前提之下，保證能源利用效率得以提高，并且也可以直接對于能源利用方式進行轉變，這樣才能更好地達到節能目的。

3.5 提高人們居住質量

傳統住宅建筑設計中，因受到傳統理念的影響，將設計重點放在建筑風格及美觀性的展現上，忽略了用戶身體健康和安全。在設計過程中，選擇較多具有裝飾性的材料，而這類材料中含有較多甲醛等有害物質，對用戶健康構成了嚴重威脅。綠色建筑設計理念的融入，是從綠色環保角度展開思考，在材料選擇上考慮到對周邊環境的污染、對人體健康的威脅等內容，大幅降低有害材料的應用率。

4 低碳住宅建筑理念在建筑學設計中的應用

4.1 建筑規劃

目前，國內的城市規劃中，往往會存在一些占地面積較大的建筑物，其中有一部分占地面積不能夠真正被人們利用起來，這時便出現了土地浪費的現象，此類建筑物會擠壓城市綠化用地，不利于城市綠色可持續發展。若在建設工程初期采用綠色建筑設計理念，就可以在設計階段充分考慮土地資源的利用，節省可能被浪費的土地，同時可以在建筑規劃中加入更多的綠色設計元素。規劃初期應詳細了解當地的地理條件、氣候條件及經濟情況，在建筑物的使用功能得到進一步確定的前提下，選取合適的區域開展具體設計；因地制宜，摒棄不科學的網格式土地規劃，結合建筑功能合理選擇規劃區域和占地面積，盡量在不變動原有地形的前提下進行建設；在進行綠色建筑的綠化區域設計時，應充分調研所處區域的生物多樣性，充分將建筑的地基形式、規劃面積、采光形式等因素和動植物的分布、種類、數量等相結合，以使建筑物可以同周邊生態環境協調共生。

4.2 建筑布局

4.2.1 建筑的平面設計 設計人員在前期對建筑物進行設計時一定會保證其朝向布局的合理性，即采用坐北朝南的平行設置，預留出合理的樓間距、面寬等，確保建筑物實體在建造成功后能夠獲得更多的陽光能源，這需要充分考慮建筑能耗、建筑物表面面積。另外，對建筑項目的生態綠化資源等，也要進行合理充分的利用，致力于改善建筑物的環境。

4.2.2 建筑物采光與通風的設計 通過對建筑物周圍環境質量進行有效調節，在采光、通風的設計上滿足人們的生活需求，實現綠色生態的可持續發展。一方面，必須在對建筑物的設計上，做到自然通風，保證建筑物內部良好的空氣質量，才能讓居住者住在一個舒適健康的環境中；另一方面，采光設計上也要避免熱輻射和陽光直射，必須根據實際情況和當地的氣候條件，對建筑物的采光布局進行科學合理地設計。

4.3 構造設計

4.3.1 墻體設計 在建筑設計中，墻體占據著相當重要的地位，其設計應同時具備防水、隔熱以及保溫功能，為了降低建筑造價，通常使用空心磚墻或者復合墻體。對于復合墻體，一般是采用磚塊或者鋼筋混凝土作為承重墻，外側與絕熱材料相復合。空心磚墻除了能減少黏土的使用量，還能減輕結構自重，并且熱阻較高，應用較為廣泛[4]。

4.3.2 門窗設計 第一，在進行門窗設計的過程中，需要設計人員對整個建筑進行綜合考慮，明確門窗與整體建筑的比例情況。一般來說，建筑北向窗戶與建筑墻體的比例一般在20%以下；而建筑東向窗戶與墻體之間的比例一般在30%以下，建筑南向以及西向窗戶，與墻體之間的比例在35%以下，通過嚴格控制門窗比例，便可有效實現保障光照的同時，提高室內的通風效果。第二，在進行建筑門窗的氣密性設計時，需要考慮到各項保護工作，提升門窗的氣密性，盡可能的減少外部空氣透過門窗縫隙等直接滲透到室內，影響室內溫度。第三，在進行門窗設計的過程中，需要考慮到各材料的性價比，在保障質量的前提下，盡可能的選擇節能環保材料，避免在施工的過程中出現可能的環境污染以及大面積的能源損耗。

4.3.3 屋面設計 進行屋頂設計時，要注意做好屋頂的保溫和隔熱措施。在此過程中，不可使用密度較大并且導熱系數較大的材料，一方面容易使屋面重量或者厚度進一步增加，另一方面會使房屋在夏季溫度過高。

4.4 照明設計

首先，在照明設計環節，應當重視起建筑自身對自然光的有效應用，自然光自身具備可再生性，并且具備良好的照明效果。在進行設計的過程中，就可以考慮加強建筑的采光性能，提高晝間自然光對室內的照射。其次，雖然自然光能夠有效保障晝間室內空間的照明需求，但是在夜間，自然光便不具備可靠的照明效果。因此，照明設施仍然是必須的。在進行照明設計的過程中，可以考慮選用節能光源，并且適當的選擇照明范圍比較廣的照明設備。第三，合理選擇照明工具。想要有效控制室內的照明效果以及照明方面的能源損耗，就必須要合理選擇照明工具。在照明工具的選擇方面，需要按照高光源利用效率水平進行選擇。并且在選擇照明工具的過程中，需要考慮到建筑自身的主要應用。

4.5 有效利用自然能源

建筑設計除了對建筑整體與建筑外部進行設計外，還可以在設計中對自然能源進行有效利用，使建筑成為節能建筑、低能建筑。例如，在建筑物上設置太陽能收集板，可以將太陽能轉化為可應用的能源，解決部分地區生活熱水的供應問題。除此以外，在一些溫度較低的地區，還可以通過對太陽能的進一步開發用于室內采暖，使太陽能采暖代替傳統的供熱方式，達到節能的效果。在屋頂設計中，還可以在屋頂上設置小型的風能發電機，從而實現對于風能的利用。對自然能源進行有效利用，可有效利用可再生資源，切實踐行節能減排的理念[5]。

4.6 落實好保溫技術

在建筑設計過程中，通過應用綠色設計，能夠有效實現。在設計時也需要更好地落實建筑所具備的保溫性能，避免建筑內部出現熱量流失的情況。從屋面和墻體保溫材料等幾個方面入手，保證屋內取得良好的保溫效果，這樣才能確保建筑主體在使用時具備舒適性，才能為建筑主體構建良好的保溫系統。在內墻、外墻或者物業設計過程中，注重保溫系統，避免出現屋內熱量流失的情況，這樣才能更好地達到節能效果。在設計過程中，需要將保溫技術落實到實際當中來，做好建筑戶型的陽臺設計工作，并且提高陽臺所具備的采光應用效率，有效地發揮陽臺所具備的作用，同時也可以大量的種植綠色植物，保證建筑具備更高的舒適性。

4.7 加強綠色植物的合理應用

在建筑物的建造設計中，強化綠色植物的運用可以表現在很多方面。在建筑物的外墻周圍種植一些綠色植物，不僅美化其整體的環境氛圍，進而使得綠化水平也得到了提升；在建筑的圍護結構方面來講，可以考慮種植一些爬墻類植物，使得建筑物有了植物的襯托更加美觀了不少，同樣也能將綠色理念發揮出較為理想的效果。此外，在建筑室內結構中，可通過擺放一些合適的綠色種植盆栽，來裝飾室內的空間。不過綠色植物的擺放和植物品種的選擇一定要結合房主的喜好，以及設計的整體要求，切勿按照設計師自身的喜好自行對綠色植物的類型進行選擇，設計師的設計方案一定要遵循建筑使用者的需求以及居住者的實際情況，這樣才能使設計具有意義。

4.8 做好節能減源

第一，垃圾廢物的循環使用。基于對綠色建筑設計理念的發展，將垃圾廢物分類回收、循環使用也將成為未來重要的發展方向。在開展綠色建筑設計時，相關設計人員要重視垃圾廢物在回收和再利用上的合理規劃，力求綠色可持續發展的建筑生態理念，有效控制垃圾廢物對周圍生態環境造成污染。第二，污水凈化利用，實現綠色節水。在綠色建筑設計的過程中，設置洗車池、排水溝、規范水資源使用，都是實現綠色節水的有效措施。合理科學的污水處理系統能夠對污水進行高效處理，施工人員可以通過使用進氣管、液體位置監測儀等設備對廢水進行系統清理，并且在水循環系統中進行凈化以便用于下一次使用。第三，揚塵污染控制。在后期的施工現場中，揚塵污染是最常見的現象。一方面，針對施工現場的揚塵現象進行合理控制。對施工現場中運輸施工垃圾、渣土的來往車輛進行覆蓋；在現場出入口安排沖洗工作。對容易飛揚的顆粒散體材料進行密閉存放等，以此達到減少塵土污染的作用。另一方面，加強對施工現場綠化區域的保護，盡量避免對綠地的破壞及損毀。第四，噪聲污染控制。在施工現場設置噪聲監測點，定期監測噪音是否超標并及時整改，最大程度地控制噪聲給周圍居民帶來的干擾，實現綠色建設。

4.9 景觀設計

為加強建筑的觀賞性，提高人們的生活舒適感，傳統的平面景觀建筑已無法滿足人們的需求，由此綠色建筑設計理念對景觀設計提出了更高的要求。目前很多項目增加立體式景觀設計，此種設計方式擴大了有限的景觀面積，提高了建筑綠化覆蓋率，讓高層住戶也可以接觸到綠色植物，達到更為明顯且經濟的綠化效果。立體景觀類建筑的廣泛應用不僅美化了城市外觀，還為人們提供了愜意的休閑環境，達到綠色建筑設計的深層目標，同時也符合城市可持續發展的理念。

5 結束語

綜上所述，可持續發展理念的提出是要求人們在滿足日常衣食住行的基礎上盡可能地減少能源的浪費并提高能源利用率，減少廢氣的排放。在我國建筑業發展過程中出現了大量消耗能源的現象。因此，丞需加強節能減排，充分彰顯低碳理念，以達到有效節省資源的目標。綠色建筑設計理念可促使高層建筑設計實現低碳環保、節能減排的目標，這也是對傳統設計模式實行創新和優化的過程，對我國建筑行業發展有著積極的促進作用。