低碳建筑設計理念在建筑規劃設計中的運用研究

李莉

（菏澤市規劃建筑設計研究院有限公司，山東 菏澤 274000）

1 引言

隨著人們環保意識的增強，節能減排、綠色環保成為各行業發展的新趨勢。在建筑的規劃設計中同樣需要順應時代變化趨勢，積極踐行各類低碳、環保設計理念。因此，本文就如何利用低碳設計理念創新建筑規劃設計思路展開分析。

2 低碳建筑設計理念相關概念

低碳建筑設計理念是在城市建筑設計中，通過協調建筑物和自然環境的關系，控制建筑工程項目建設中資源的使用量，降低二氧化碳的排放量。建筑規劃設計中，落實低碳建筑設計理念的關鍵在于設計低碳建筑，以及建筑與周圍環境的和諧相處[1]。

3 建筑規劃設計中低碳建筑設計理念的意義

3.1 有利于減少能源消耗

建筑行業發展中，建筑物施工建設、后期使用都會消耗大量的能源、資源，同時會造成較為突出的環境污染問題。建筑物投入使用后，不僅會產生大量的生活垃圾、廢棄垃圾、工業垃圾，并且保溫、通風、采光都會產生能源損耗。但在低碳建筑設計理念的實施中，相關人員可從建筑規劃設計階段強化建筑物的節能性，并以環境保護、節能減排為方向，優化建筑整體設計，從多個角度入手，控制建筑物損耗的能源量與資源量，減少建筑物造成的環境污染[2]。

3.2 有利于促進環境與建筑的融合

現代建筑設計中，部分設計者更為強調建筑空間的使用功能以及建筑設計的美觀性，忽視了建筑與周圍環境的相互融合，使建筑的建設破壞了原有自然環境，甚至會造成較多的資源浪費。基于低碳建筑設計理念，相關人員應以低碳環保為核心，重視建筑物與環境的深度融合，協調好二者的關系，減少建筑物對環境產生的破壞。比如，在對建筑物進行低碳設計時，可運用節能、環保型材料，以及各類綠色、節能技術，控制建筑物使用、建設過程中的碳排放量，使建筑物與周圍生態系統和諧相處。

4 新時期建筑低碳規劃設計的現狀分析

目前，我國低碳建筑設計理念的實施尚處于探索階段，低碳設計相關的技術手段均處于完善時期。但國家及相關部門已經出臺GB/T 50378—2019《綠色建筑評價標準》、DB13(J)/T 263—2020《被動式超低能耗公共建筑節能設計標準》《綠色建筑行動方案》（國辦發〔2013〕1號）等，對融入低碳建筑設計理念的建筑設計、評價給出明確規定。2016年國務院發布《“十三五”節能減排綜合工作方案》（國發〔2016〕74號），提出“開展超低能耗及近零能耗建筑試點”，2017年住建部發布《建筑節能與綠色建筑發展“十三五”規劃》，提出“積極建設超低能耗建筑……在具備條件區域集中、連片建設低能耗建筑建設試點”，2021年《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》同樣提出“各地應積極開展低能耗建筑、低碳排放等重大項目的示范工作”。

在此背景下，各地建設低碳環保型、綠色節能型建筑的意識逐漸增加，我國各地低碳建筑數量明顯增加。相關人員基于我國能源結構、氣候特點，積極建立低能耗建筑技術體系。同時提出通過氣候特征、建筑場地條件，充分利用自然通風、太陽能資源，以及高效能源設備，控制建筑使用后供暖、空調、照明所產生的能耗，建設低碳建筑。然而從整體來說，建筑規劃設計中部分設計人員在設計低碳建筑時，過于強調建筑建設階段的技術節能，忽視了設計時期的低碳設計，使當前時期的多數建筑物成為利用節能施工技術、節能材料堆砌而成的低碳建筑，但建筑物整體規劃設計與周圍環境、氣候不適應，低碳節能程度有限。

5 低碳建筑設計理念的運用思路

5.1 建筑空間布局

低碳建筑規劃設計中，建筑物空間的高效利用可以降低對建筑面積的需求。在規劃設計低碳建筑群時，相關人員在建筑空間布局設計時還應注重建筑空間的充分利用，通過建筑空間利用率的提升，減少建筑總面積，控制建造階段的能耗。

在合理選址的基礎上，通過實地勘測分析建筑建設區域的氣候條件，通過建筑空間布局打造微型氣候。然后結合低碳建筑的技能要求、環保特性等對建筑外部空間進行規劃設計。如栽植適宜生長的植被、樹木，提升建筑周圍綠色植物的覆蓋率，使其在起到降噪、防塵、遮光作用的同時，改善建筑外部環境中的空氣質量。樹木與建筑相依相融后，建筑物會變成天然空氣過濾器、濕度調節器，成為“會呼吸的房子”，自然地與周圍環境相處。

結合建筑建設區域的環境系數，確定建筑物朝向、體型，然后通過改變建筑物形體結構的方式有效地利用自然風、自然光，從而控制建筑物使用階段的能耗。對建筑外部空間進行布局時，應將低碳建筑設計理念，適當延伸至建筑外部的公共空間，使其與建筑內部空間有效過渡，營造可調節建筑周圍環境的氣候緩沖帶，以此平衡好建筑物與內外部環境的關系。

5.2 建筑場地設計

建筑場地規劃設計時，還應按照建設區域的地形地貌、地質條件，因地制宜地設計建筑場地。在此過程中，可以低碳建筑設計理念為核心，加強建筑場地規劃設計中的資源控制。在建筑場地設計中，應充分考慮原始場地的地貌特征，通過貼合建設環境的場地設計減少后期建設中的土石方量，控制土石方工程中的資源使用量，確保建筑場地、建筑物外部空間布局的吻合性。比如，利用場地本身的高差改變建筑物日照間距，以此利用原有的自然資源、場地地形對建筑物進行低碳設計。

5.3 建筑選址

建筑規劃設計中，選址是落實低碳建筑設計理念的基礎工作，選址的合理性直接影響著建筑物與周圍環境的協調性，同時有利于促進可再生能源的高效利用。

1）正式規劃設計建筑物時，應全面地調查建設環境，選擇光照充足、自然風能強的地區。

2）建筑選址時，還應全面分析建筑周圍、建設區域的氣候條件，然后結合建筑建設區域周圍環境系數，精準計算低碳建筑空間設計要求，分析建設低碳建筑的可行性。確定部分場址后，還應通過對比分析后期建筑使用、建設后的節能程度，篩選出最利于低碳建筑設計的場地。

3）低碳建筑選址還應考慮城市規劃設計。低碳建筑設計理念指導下，控制資源的利用率是建筑規劃設計的關鍵，相關人員還應結合資源節約型城市的規劃方案，分析建筑選址、規劃設計時建筑物與城市規劃的契合度，以及建筑物建設、使用后的資源利用情況。

5.4 建筑內部設計

建筑內部設計中低碳建筑設計理念可應用在多個方面，具體包括建筑墻體設計、門窗設計等。墻體設計時，相關人員應結合建筑的微氣候特點，選擇低碳環保的材料，同時根據低碳建筑設計標準，將墻體保溫系數、隔熱系數控制在合理范圍內，使建筑墻體在防潮、保溫、隔熱的過程中減少能耗或污染。

1）建筑墻體設計中可按照低碳建筑設計理念的節能減排要求設計捕風墻。比如，設計人員將陽臺開口設計在建筑物兩側后，可將擋風墻設計在建筑兩側墻體上，讓建筑物通風結構呈開口狀，可以有效捕捉自然風，使自然風經陽臺進入建筑空間內，改善建筑物內部的通風條件。

2）設計人員可通過設計雙層外墻系統突出建筑圍護結構的低碳節能性。外墻是隔離建筑物內外部環境的分界線，其設計效果會直接改變建筑生態系統、室內環境質量。在低碳建筑設計理念影響下，外墻設計應以減少室內熱損失、高效利用太陽能、滿足自然光照條件、控制室內熱輻射為基礎。雙層外墻的熱學性能良好，使墻體在滿足通風需求的同時，可以將空氣腔中的氣壓從室內抽離，然后吸收太陽輻射，避免出現熱輻射過度的情況，為建筑物提供不同的采光、通風、熱輻射控制服務。

3）門窗設計中低碳建筑設計理念的核心同樣在于綠色節能材料的使用。相關人員可基于低碳建筑設計理念，選用高保溫性材料，將其填充到窗框間隙內。設計門窗圍護結構時，同樣可應用環保型高保溫性材料，規范地對窗戶外側進行保溫處理，同時填堵相關部位的縫隙以此增強門窗結構的密封性、保溫性，將低碳建筑設計理念落到實處[3]。

5.5 建筑平面及體型設計

建筑體型設計中，實施低碳建筑設計理念時，應重視建筑物體型系數的控制。建筑物體型系數是指建筑與室外環境接觸后，其表面積、環境所包圍面積的比值。一般情況下，建筑物體型系數越大，建筑物所需的能耗會增多。因此，為踐行低碳建筑設計理念，控制建筑能耗，還應通過建筑體型的合理設計，減小建筑物體型系數。而影響建筑物體型系數的主要因素包括建筑進深、建筑層高、建筑總高度、建筑形狀等，設計人員應結合實際情況，轉變建筑規劃設計思路。

如圖1所示，該建筑物在低碳設計時，利用建筑頂層的透光天頂作為建筑物內部的自然采光，從而降低因為室內照明造成的能源消耗。溫度較高時，熱風經過建筑物周圍的陰涼位置后，會被冷卻降溫并產生冷氣流，而建筑體型的收分設計能夠使冷氣流上升，帶走室內熱量。冷氣流到建筑物頂部時，根據熱壓促進自然通風的基本，該建筑物則會產生良好的自然通風效果。

圖1 某低碳建筑的體型及結構設計示意圖

建筑平面設計時，低碳建筑設計的關鍵是合理地利用自然通風資源，而建筑平面開口設計會直接影響建筑物內的風環境。對于南北朝向的建筑物，開口軸線上的自然風較為暢通，可以在室內產生穿堂風，改善建筑物室內通風條件。但盡管開口面積大小會作用于建筑物室內自然通風效果，但在實際設計中還應考慮建筑物出氣口、進氣口的面積大小，以此通過自然通風控制建筑能耗，突出建筑設計的低碳、環保功能。

6 結語

綜上所述，為在建筑規劃設計中貫徹落實低碳建筑設計理念，增強建筑物的節能性。相關人員應將低碳理念滲透在建筑選址、建筑空間布局、建筑主體結構等設計環節，細化建筑規劃設計中的低碳設計內容，更有效地控制建筑物能耗，減少建筑生命周期內的碳排放量。以此提升低碳建筑規劃設計水平，推動建筑行業的可持續發展。