低碳理念下的建筑設計探究

張繼玲

（單縣城鄉環衛一體化服務中心，山東單縣 274300）

1 引言

近年來，低碳理念成為當下建筑領域的主流趨勢。應用低碳理念能夠極大地節約能源，實現對生態環境的有效保護。因此，低碳化成為我國建筑行業未來的主要發展方向。然而，仍然有部分建筑類企業過于重視自身發展的短期利益，并未將低碳化建筑設計理念融入建筑工程設計中，使得設計工作存在明顯的盲目性，進而產生巨大的資源浪費[1]。據統計，當前我國建筑行業所消耗的能源占國家能源消耗總量的一半以上。因此，依托低碳理念來展開建筑設計及施工就顯得極為重要。同理，這也要求建筑設計人員充分結合我國現行的相關技術及政策，引入相應的低碳理念，以此來實現節能環保的效果[2]。在具體設計時，要求充分涵蓋建筑選址、規劃與設計等多方面，整個過程深度貫徹節能環保理念，由此來全面推進建筑行業的可持續發展進程。具體討論如下。

2 低碳理念下建筑設計方法

2.1 科學搭配自然采光與自然通風

基于低碳理念的現代建筑設計工作應當最大限度地選用自然采光作為建筑物的主要采光手段，并將自然風作為建筑物的主要通風手段。與此同時，還可通過翻轉、改變窗戶開口的形狀以及改變其他設計方法來引入更多的自然資源（風、自然光）。對于后期使用者來說，合理利用自然光和風能顯著減少人工照明和制冷設備運行所帶來的能源消耗和污染，從而更好地節約能源，實現低碳化設計的目標。

2.2 優選符合低碳理念的建筑材料

低碳理念下的現代化建筑設計需要盡可能地使用節能環保類材料。在傳統建筑設計當中，建筑材料是導致污染和能源消耗的主要因素。有些傳統材料的不當使用會給環境帶來影響。例如，加氣混凝土使用不當會揮發氮氣，質量不合格的人造板和油漆會釋放甲醛等有毒類氣體。這些有毒有害氣體的釋放，不僅污染環境，而且嚴重影響使用者的身心健康。基于低碳理念的現代建筑設計需要加強對木材、石灰、石材和油漆等建筑材料的審查力度，以確保材料不會損害使用者的生命健康[3]。因此，可以應用節能環保材料，同時確保建筑物內的良好通風，以確保建筑物內的空氣清新，溫度適宜。

2.3 積極選用可再生清潔能源

低碳理念下，建筑設計人員應積極選用可再生能源，實現能源資源的循環利用。一方面，要求因地制宜地選擇節能系統，采用科學合理的能源利用方式，由此才能充分適應不同地區的地域特點。例如，對于中國北方的城市，要重視建筑本身所具備的保溫性能，不斷尋找建筑采暖的新能源，以減少傳統燃料燃燒產生的二氧化碳排放；另一方面，基于低碳理念的現代建筑設計也應加強可再生能源的綜合利用。可再生能源包括風能、太陽能、水電、生物質能、地熱能、海洋能等。設計者應在現代建筑設計的整個生命周期中合理利用這些可再生能源，以有效替代傳統能源，如在建筑物中安裝太陽能屋頂熱水器、太陽能集熱器等能量收集設備，有效利用太陽能，實現真正的低碳建筑設計，從而實現建筑設計的全面優化與完善。

2.4 科學合理地規劃建筑布局

低碳理念下的建筑設計應保證規劃設計的科學合理性。一方面，要注意建筑與環境的有機融合。這就要求建筑設計師在規劃設計中分析建筑環境發展的實際情況，要細化至具體問題和細節內容。同時，還應當盡可能地借助低碳理念的設計方法來全面推進建筑環境的有機發展，或通過建筑環境的有利條件來助推建筑低碳設計的最終實現。另一方面，基于低碳理念的現代化建筑設計需要注意保證相應的綠化率，在此基礎上全面細化環境綠化設計，最終依托合理配置，優化低碳建筑的環境。此外，要注意圍繞建筑環境合理規劃交通路線。在規劃層面實現建筑與整個城市環境的有機融合，最終實現可持續發展的目標。

3 低碳理念下的建筑設計案例

3.1 工程概述

以廈門某住宅小區建筑項目為例，該小區用地11 332 m2，總建筑面積約30 000 m2，建筑密度20%，綠化率50%。住宅采用板式建筑形體，建筑群體的屋面造型采用形似“波浪”般的同向設計，形成強烈的韻律感。小區內住宅建筑規劃采用斜列式布局方式，力求為住戶呈現最大的觀景區和采光面。該住宅建筑總規劃為中高層板式住宅，采取1 梯2 戶，南北通透的形式。該住宅建筑項目在設計之初就已融入了大量的低碳設計理念。其具體內容有6 個方面，分別闡述如下。

3.2 建筑布局低碳設計

在建筑布局設計上，節能低碳設計主要根據當地氣候特點進行。除了滿足樓間距外，還要考慮廈門夏季的主導風向，盡量利用太陽能，自然通風，節約能源。

建筑布局有2 種最常見的布局模式：行列式布局和自由布局。行列式布局創造的空間關系相對有序、規則，但自由布局可以為聚落創造豐富的內部空間。

3.3 建筑平面低碳設計

在工程項目所在地區，夏季是住宅建筑產生能耗的主要季節。有效的自然通風可以顯著改善室內熱環境，降低夏季空調能耗。其中，室內隔墻的平面結構是直接影響建筑物室內有效通風的主要因素，尤其是對穿堂風的生成。

本項目的室內布局，廚房偏北，衛生間位于西邊，主房朝南，適合夏季通風，冬季采暖。

如果可能的話，理想的室內設計方法是將居住單元的內部盡可能敞開，盡可能滿足自然通風的要求。除了一些需要拆分的空間，其他單元的內部功能空間不拆分，僅做不同的功能拆分，通過象征性的細分邊界來最終實現優化設計效果，這類邊界可以是室內家具，也可以是地面水平高等。

3.4 建筑剖面低碳設計

建筑剖面的選擇通常是不同通風方法的反映。風壓通風主要以建筑物的主體形狀、方向、建筑物的開口位置、平面的深度和房間的凈高來做參照。一般來說，它不會影響建筑斷面的形狀。相對而言，室外的自然通風對建筑的型材設計有很大的影響。

熱通風模式通常由人類活動、太陽輻射熱、建筑物內部設備運行產生的熱量以及外部圍護結構的輻射熱引起。隨著高溫氣體上升，底部氣壓下降，外部空氣從底部流入補充氣壓，實現空氣循環流動的效果。

在實際的建筑設計當中，通常可有效實現熱壓通風的2種最基本形式——通風塔式與中庭式。其他由此產生的一系列不同的建筑形式，所形成的熱壓通風效果，也基本都是在這2 種模式基礎上演化而來的。

3.5 建筑立面低碳設計

建筑立面低碳設計具體可在建筑立面增加立體綠化效果，由此營造出遮陽功能，增強夏季的自然通風效果。對于一些高層住宅建筑的設計，可以在外墻部分設計花草種植平臺、花架等與墻體設計相結合的綠化設施。立面的綠化也可提供極好的遮陽、防風和通風功能。此外，還有建筑屋頂的綠化和節能設計，都是基于同樣的原則。

3.6 建筑材料低碳設計

建筑材料的選擇應考慮建筑材料生產制造過程和運輸過程中的能源消耗情況，同時還需考慮制造過程中的污染物排放和環境保護等特點。在實際建設當中，可選擇減少建筑材料總量，采用更環保的建筑材料，更多地使用本地材料和3R（可回收、可回收、可重復使用）材料。在實際選用中，一些3R 建筑材料，包括木、竹、石、鋼、紙和植物纖維等，可用于特定設計，在整個建筑生命周期結束時可進行回收利用，由此降低原材料的能耗和相應的資源消耗。

3.7 可再生性清潔能源的應用設計

緊隨經濟的發展，傳統能源消耗量不斷增加，由此產生的污染也越來越嚴重。因此，迫切需要清潔、可再生和可持續的能源。建筑物運行階段的能源消耗占建筑物整個生命周期的比例很大，為有效控制能源消耗，需要以“開源”的形式來降低運營階段的傳統能源消耗。具體根據所在地區的氣候和地理環境條件，優先開發和利用該地區的各種可持續能源。常見的有太陽能和風能等。

4 結語

綜上，低碳理念已經成為建筑領域發展的主流方向，因此，要求新形勢下的建筑設計工作者，充分認識生態的和諧與統一，結合實際引入新技術，盡可能利用可再生資源，科學合理地設計建筑布局，優選符合低碳理念的建筑材料，良好搭配自然采光與自然通風，最后在此基礎上結合工程項目實際來制訂一套符合工程實際的建筑設計方案。