低碳住宅建筑理念在建筑學設計中的應用

初 曉 哈爾濱工業大學建筑設計研究院有限公司

近年來，建筑工程領域迅猛發展，其中存在的能源損耗現象受到了人們越來越高的關注。為了助力建筑工程領域的節能減排發展，以低碳理念促進建筑能力的提升，充分滿足節約資源、保護環境的發展要求，就必須從最基本的建筑學設計著手，潛移默化地滲透低碳設計理念。本文從低碳設計理念的內涵出發，通過明確低碳住宅建筑理念在建筑學設計中的應用原則，探尋行之有效的應用方法，促進建筑領域的可持續發展。

1 低碳設計理念的內涵

低碳設計理念充分體現了可持續發展戰略的要求，在各行各業綜合發展水平不斷進步的時代背景下，人們對節能環保有了更深層次的認識。低碳設計在住宅建筑領域的應用，要求相關主體在進行建筑工程施工的過程中能夠合理地進行資源的優化配置，選擇綠色、環保且安全的建筑材料，使低碳設計的理念融入每一個施工環節中，提高建筑資源的利用率，滿足節約資源和保護環境的要求，實現人類社會發展與自然環境保護的雙重目標。相關設計人員在開展設計工作時，應當秉持著對自然環境負責和對人類社會的發展負責的態度，從根本上降低對生態環境造成的破壞，處理好污染排放問題，提升住宅工程的安全性和舒適性。

2 低碳住宅建筑理念在建筑學設計中的應用原則

在可持續發展觀念的引導下，低碳生活理念越來越深入人心。低碳住宅建筑理念在建筑學設計中的應用不能盲目進行，應當嚴格遵循以下幾方面原則。

2.1 節約資源的消耗量

在可持續發展理念的引導下，資源的不合理使用和隨意調配儼然已經成為建筑領域發展面臨的嚴峻問題。在進行住宅建筑的設計時，為了從根本上降低成本消耗，同時降低不必要的原材料損耗，必須要注重節約資源用量。另外還需要提升設計的美觀性以及住宅的綜合設計水平，突破傳統設計方式的局限，融合低碳設計理念，滿足居住者的審美需求。需要明確的是，無論是低碳住宅設計，還常規住宅設計，都必然會消耗一定量的資源和材料，提高資源的利用率至關重要。

有關調查顯示，相對于發達國家而言，國內建筑領域在節約資源、保護環境方面仍然存在著諸多不足，如工程建設仍在使用一些污染性較為嚴重的材料，而綠色資源卻未能得到充分利用，產生了大量的資源浪費，生態環境也因此而受到了一定的破壞。綠色低碳建筑理念的合理應用要求設計人員在進行住宅建筑的規劃設計時，能夠通過對比擇取最優的設計方案，達到節能減排的目的[1]。

2.2 降低污染物排放量

在建筑工程施工工作開展的過程中，會損耗大量的建筑材料。與此同時，無論是施工前期的準備工作，還是施工中期的材料損耗和施工后期的廢棄物處理，都可能會造成環境污染。因此在進行住宅建筑的規劃設計時，應當充分考慮到住宅周邊區域的環境情況，有針對性地進行建筑原材料的選擇，尤其要避免使用帶有污染物的原材料。

住宅建筑建造最主要的價值是滿足居住者的居住需求。過大的污染物排放量將降低建筑物的宜居性和舒適性，不僅無法滿足居住者最基本的居住要求，也不利于保障居住者的生命財產安全。不僅如此，在建筑施工的過程中還可能會產生一系列的污染問題，如機械設備運行可能會產生噪音污染、砂石運輸和混凝土拌制可能會產生粉塵污染等。

2.3 提升設計環保性能

隨著人民生活水平的不斷提高和建筑領域綜合發展水平的不斷進步，建筑工程的規模越來越大，住宅工程施工中運用到的建筑材料種類越來越多樣，這使得建筑原材料的損耗量大幅度增加。在進行低碳設計時，應當盡可能地以可再生資源替代不可再生資源，提升住宅建筑規劃設計的環保性。低碳住宅設計應當尊重整體環境的和諧性。

住宅建筑建造的目的是為了滿足人們的生活需求，雖然屬于人造物體，但也將成為生態環境體系中的一部分，其存在會或多或少對區域內的其他物體產生影響，既包括正面積極的影響，也包括負面消極的影響。提升住宅建筑設計的環保性不能將其視為獨立存在的個體，而是應當將其寓于整體環境中，提升區域整體規劃設計的協調性和統一性[2]。

3 低碳住宅建筑理念在建筑學設計中的應用方法

3.1 衡量影響建筑設計的綜合因素

對建筑低碳設計產生影響的因素多種多樣，包括建筑工程周邊區域的自然環境、建筑工程的結構設計、住宅建筑的門窗設計、建筑物墻面的設計與處理等，都會在一定程度上影響建筑設計水平。

設計人員應當在充分掌握建筑周邊環境的前提下，有針對性地進行建筑設計優化。尤其應當注意不能只關注建筑物自身的設計情況，還應當將建筑物用于周邊環境中，調整好建筑物之間的距離，保障建筑物內部的通風性能和采光性能。當建筑物能夠獲得足夠的光照時，住宅內部的熱量需求得到了一定程度上的滿足，室內的明亮度有所提高，能夠一定程度上節約人為改造室內環境產生的電力等資源消耗；當建筑物擁有較好的通風效果時，建筑物內部的空氣能夠得到置換，房間內空氣的清新度有所提升，一定程度上減少人為進行室內通風處理產生的電力等資源消耗[3]。

3.2 提高土方工程的設計利用水平

在建筑設計工作開展的過程中，不僅需要關注建筑工程的整體規劃，更需要貫徹落實施工前期的土方施工問題。初級階段需要進行土方的開挖、運輸以及回填，為后續的施工工作創造有利的條件。而土方開挖后生成的棄土需要得到合理的處理，才能降低對后續施工造成的負面影響。針對土方的轉移，運用的機械設備和運輸設備都會產生一定的環境污染。

而棄土可以被重新應用于建筑環境中，進行布景處理，一方面能夠降低對周邊環境產生的負面影響[4]，另一方面也能顯著提升土壤的利用率。值得注意的是，從其他地區運輸大量土方進入施工現場進行地形改造的運輸難度較大，造價成本較高，設計人員可以選擇將施工區域內其他區域挖掘產生的土方用于施工現場的地形改造，不僅能夠減少資金損耗，同時也能夠提高施工效率。建議設計人員能夠去往施工現場了解施工環境情況，進行土方挖掘和土方回填量的計算，提高土方資源的利用率[5]。

3.3 重點關注住宅建筑周邊的環境

近年來，國內建筑領域的發展水平大幅度提升，建筑師們的優質設計作品為設計領域的發展注入了源源不斷的動力，也彰顯了國內現代建筑的發展潛力。許多建筑工程的設計人員希望通過設計出標志性、創新性的建筑物，提高社會影響力。但在低碳環保的建筑設計理念的引導下，住宅建筑的設計不能一味地追求創新，而是應更多關注其設計能否滿足低碳環保和健康宜居的要求，是否能夠順應可持續發展的需求，從而有針對性地予以優化和改進。

低碳建筑設計理念要求設計人員能夠合理借助施工區域內的場地優勢，減少建筑工程量，充分借助周邊區域的光線和風向優勢，提高可再生資源的利用率，降低不必要的能源損耗。應當重點關注的是，住宅建筑的低碳設計應當成為一類惠及公眾的設計。不僅要在前期的工程建設環節體現節能、環保的優勢，而且在后續投入使用的過程中同樣需要延續綠色、低碳的理念，充分借助居住區域內部的整體規模效應[6]。

3.4 以綠色建筑材料替代傳統材料

在進行低碳住宅建筑的規劃設計時，還應當樹立材料優化意識，即以綠色建材替代傳統建材，達到節約資源、保護環境的目的。在建筑工程領域綜合發展水平不斷進步的背景下，建筑市場中的建材種類越來越多元化，但質量卻參差不齊。傳統的建筑材料雖能夠滿足住宅建筑施工在質量方面的要求，但卻未能兼顧環保要求，于是多樣化的綠色建材應運而生。以綠色建筑材料替代傳統污染性較強的建筑材料，更能滿足建筑設計領域可持續發展的要求。設計人員應盡可能選擇在生產過程中不會產生能源消耗或者產生的能源消耗量較低的建筑材料[7]，以可再生、可循環建筑材料替代不可再生的建筑材料，降低環境污染。

此外，在選擇建筑材料時，還需要充分考慮到住宅建筑所處區域的地域性特征和生態性特征。值得注意的是，大力推廣綠色建筑材料并不意味著要杜絕使用傳統的建筑材料。部分建材造價較低，并且可以輕易取得。以黃土為例，許多地區在進行住宅建筑時會以黃土作為主要材料之一，如混合蘆葦、麥草等，強化整體結構的連接性和穩定性，一方面達到了保護環境的要求，另一方面也降低了住宅建筑的建造成本[8]。

3.5 借助景觀植物的環境保護優勢

很多綠色植被都具備改善空氣的作用，植物在光合作用下能夠產生大量的氧氣，同時吸收空氣中的二氧化碳。基于低碳理念的住宅建筑設計可以更多地借助綠色植物的環境保護優勢，在建筑物周邊進行綠色植被的規劃，一方面能夠提升區域內的綠化水平，滿足人們對周邊環境的美觀性要求；另一方面綠色植被還能夠發揮更加顯著的減排效果，營造生態宜居的住宅環境。此外，隨著城市化進程的逐步加快和生活水平的不斷提升，私家車的數量急劇增加，汽車的通行不僅會產生噪音，更會排放大量的污染性氣體和粉塵，而在住宅建筑周邊設置綠色植被景觀能夠隔絕噪音，降低粉塵，為建筑物擋風。加強住宅周邊區域的綠色植被設計還有助于建立功能性豐富的配套空間，如休閑廣場、晨練區域等，滿足住戶們的精神需求，給予住戶們更加優質的居住體驗[9]。

3.6 提升可再生能源的利用率

低碳環保理念的核心在于節約能源，降低碳排放量。大自然賦予人類的部分資源是有限的，一旦消耗殆盡，短時間內無法再次形成，甚至永遠都不可能再次生成。但與此同時，大自然也賦予了人類許多無窮無盡的資源，如太陽能、風能等。在進行低碳建筑的設計時，應當及時轉變思路，更多地借助可再生能源的應用優勢，提升住宅建筑的綜合設計品質。

首先，住宅建筑的低碳設計應當結合現實條件有針對性地進行節能系統的選擇。例如我國北方地區四季分明，冬季氣候寒冷，部分地區冬季的最低溫度甚至可達-40 ℃，住宅建筑在投入使用后每年冬天都需要采取集中供暖或分散供暖的方式調節室內溫度。傳統的住宅建筑供暖方式是通過燃燒煤炭等放熱材料，產生熱能，從而達到提升室內溫度的目的。在進行住宅建筑的低碳設計時，應當注重做好氣候寒冷地區建筑物的保溫設計，避免室內溫度的大量流失，減少熱量損耗。相關設計人員可以從建筑外墻的保溫設計著手，記住建筑外墻設計的熱量交換功能，隔絕冷空氣，使室內溫度能夠保持均衡狀態。另外，根據以往的住宅建筑設計經驗，門窗的保溫設計不達標是容易導致室內熱量流失的主要原因之一，門窗作為住宅建筑中承擔著熱量交換功能的部分，在進行這一方面的設計時，一方面需要考慮室內通風的要求，另一方面還需要改善室內采光情況。除此之外，門窗設計的密封性也是需要重點考量的因素，在不影響室內通風和環保性能的前提下，避免熱量從門窗處大量流失。在我國的南方地區，夏季氣候炎熱，室內溫度較高，進行低碳設計時，應當考慮到建筑物的隔熱性能和遮陽性能，盡可能創造舒適的室內空間[10]。

其次，住宅建筑的低碳設計應當合理利用清潔能源。太陽能、風能等可再生能源取之不盡，用之不竭，在住宅建筑設計中，以可再生能源替代不可再生能源，一方面能夠有效節約自然資源，另一方面清潔度較高，幾乎不會造成環境污染問題，更有助于住宅建筑設計領域的可持續發展。除此之外，相關設計人員還可以利用部分資源能夠循環使用的特質，在不影響住宅建筑使用功能和建筑質量的基礎上進行資源的二次利用，達到節約資源的目的。例如，在進行住宅建筑的規劃設計時，可以在住宅建筑中增設廢水的過濾系統和回收系統，生活廢水在使用后可以集中收集再進行處理，提高水資源的利用率。

最后，住宅建筑的低碳設計應當注重新技術的開發應用。如今，資源匱乏的情況日益嚴峻，以與人們日常生產生活關系極為密切的水資源為例，面對水資源損耗量逐年增加的情況，在進行用水系統的設計時，應融合節水方案。例如，經過過濾處理后的水源可以用于景觀或灌溉中，盡可能降低污水集中處理產生的能源消耗量，降低污水排放。

4 結語

目前，城市的碳排放情況越來越嚴峻，低碳化的理念已經逐漸滲透到各行各業發展的進程中，住宅建筑的設計同樣需要朝著低碳設計的方向轉型，使低碳設計理念能夠在設計中更好地發揮效用。

在今后的發展進程中，相關設計人員應當從節約資源和保護環境兩大方面出發，在提升住宅建筑設計質量的同時，加強對于住宅建筑周邊的環境的保護，借助景觀植物的環境保護優勢，提升可再生能源的利用率，加強對于資源消耗量的合理控制，達到提高資源利用率、滿足節能減排要求的目的，為廣大住戶們建立綠色、健康且宜居的生活空間，充分保障生態環境，實現真正的可持續發展。