低碳理念下商住項目建筑設計

文／賈曉靜 山東省城建設計院 山東濟南 250000

引言：

減少碳排放，關鍵在于控制碳排放來源。建筑是碳排放的主要來源之一，朝著節能減排的方向發展，已經成為建筑業當下及未來一段時間內的主要任務。商住項目建筑設計中，應以低碳環保為原則，在確保建筑設計質量的前提下，盡可能地降低能源消耗、環境污染，推動建筑業的綠色化發展。

1.低碳理念下商住項目建筑設計的原則

1.1 節能降耗

低碳理念下，節能降耗是商住項目建筑設計中必須遵循的首要原則，同時低能耗的建筑也有利于改善人們的生活環境質量。商住項目建筑設計中，為實現能耗的降低，應在致力于提高資源利用率的同時，積極應用清潔型、可再生型以及可循環利用型的新能源。例如，選擇建材時，應優先選擇可再生資源、低耗能材料，減少甚至避免對高耗能材料的使用，建造技術可以選擇裝配式技術，以實現能耗的降低。

1.2 回歸自然

隨著科技的發展，人類改造環境的能力也在不斷提高，建筑設計中，有些設計人員存在過于追求新穎感、獨特感而不重視環境效應的問題，使得建筑變成了環境的負擔、不和諧物。為避免這樣的問題，低碳理念下，商住項目建筑設計中，應遵循回歸自然的原則，確保建筑的生態效應。例如，可以適當增加綠化面積、種植花草樹木等；可以在建筑設計中有機融入“海綿城市”理念，提高水資源利用率，改善城市熱島問題。商住項目建筑設計中，堅持回歸自然的理念，可以使建筑物、生態環境之間更加和諧，也有利于提高人們的生活質量。

1.3 以人為本

商住項目建筑設計的最終目的是創建可供人購物、娛樂、居住的建筑。鑒于此，商住項目建筑設計中，應遵循以人為本的原則，充分考慮人的需求，力求實現建筑與生態環境、人的和諧發展。如果商住項目建筑設計中，盲目追求節能環保，而忽視人性化設計，勢必會造成和諧度降低、健康舒適與節能環保相矛盾等問題。因此，商住項目建筑設計中，應平衡好生態環境、人類生活環境需求之間的關系，堅持以人為本的原則，提高建筑環境的人文元素、自然元素、建筑物特色等綜合設計效果，為人們打造資源高效利用、外部景觀與內部環境優化的生活體系，實現提高人們生活質量、保障人們身體健康的目的。

2.低碳理念下商住項目建筑設計的策略

2.1 明確低能耗與低碳的內涵

低能耗即將能源消耗控制在盡可能低的水平，具體來說，建筑建設期間、建筑投入運營后，均要在最大程度上提高對資源的利用率，同時盡量減少對各種資源的不必要浪費，從而達到節能的目標。低碳指的是，應優先選擇可再生能源，以減少碳排放。例如，在很多“零碳建筑”中，為有效節約電能，在建筑內部與城市電網之間形成電能雙向流動，如果自身電能充足，便可以在一定程度上供給城市電網，如果自身電能不足，則由城市電網集中供給，從而做到了能源零消耗。

2.2 降低建筑的能源需求量

低碳理念下，商住項目建筑設計中，應采取有效的措施，降低建筑能源需求量。起源于德國“被動房”的被動式設計，是降低建筑能源需求的有效手段。被動式設計主要是采用非機械手段來降低建筑的能源需求，從而達到降低能耗的目標。被動式設計策略主要包括以下幾種：

第一，合理的空間規劃。為了達到節約能源的目標，可以采取對建筑空間規劃進行合理設置的方法，這也是被動式設計的一個常見做法。具體來說，首先，應開展實地調查工作，全面掌握工程所在區域的實際情況，包括地質情況、地形條件以及四周實際狀況等。在選址的時候，應優先選擇地質條件佳、施工條件便利以及四周實際狀況不復雜的區域，只有這樣才能達到減少資源浪費、降低施工難度以及降本增效的目的。其次，在對建筑的朝向進行規劃設計的時候，應對當地實際情況進行充分考慮，包括陽光照射高度以及風向等因素。我國長期以來在建筑朝向方面注重“坐北朝南”，其原因在于，這樣的建筑可實現“冬暖夏涼”。

第二，優化建筑布局。被動式設計中，應以高效化利用太陽光為目標，對建筑通風、采暖的要求進行充分考慮，根據不同房間的實際需求，并結合當地太陽光輻射、風向等因素，科學選擇建筑的戶型。同時，應對各方面因素進行全面考慮，包括當地氣候狀況、能源利用率以及建筑安全性等，對建筑布局形式進行科學選擇。就目前來說，建筑布局形式主要有兩種，一是自由式布局，其優點是通風效果比較理想，二是行列式布局，其優點是整體布局規則、有序。

第三，增強圍護結構的保溫隔熱性能。被動式設計中，可以通過提高圍護結構體系的耐候性、保溫性能，來降低建筑的能源需求。圍護結構主要由屋面、門窗、外墻組成。首先，針對屋面，可以采取下述幾個方面的措施：一是設置淺色飾面的屋面，其能夠有效降低屋面溫度，達到降低能耗的效果；二是設置金屬屋面，該種屋面是由金屬底板、鋼結構、石棉、玻璃棉等組建而成，使用壽命相對較長，同時將其與防潮隔汽膜、防水透氣膜等有機結合起來，可以實現屋面防滲漏、隔熱保溫性能的顯著提升。其次，針對外墻，為了實現其保溫性能的提高，可以選擇保溫材料制作而成的外墻，同時確保其密封質量。最后，針對門窗，可以選用一些節能性能佳且可減少門窗反射率的新型門窗材料，并對門窗比例進行合理設計，以確保建筑的保溫效果。同時，對建筑物的朝向、平面、剖面等因素進行全面考慮的基礎上，結合建筑物的特性，以降低風阻的方式來實現室內通風效果的提高，降低風阻的方式包括安裝導風裝置、安裝百葉窗、使門窗位于同一直線上等。

第四，應用可再生能源。被動式設計中，應用可再生能源也是一項重要的措施。目前，建筑領域已經使用了諸多新型可再生能源，技術比較成熟的有太陽能、地熱能等?？稍偕茉础⒌吞寄茉吹淖钣行Ю梅椒ㄊ菍崿F建筑上的即產即用。例如，可應用太陽能系統，設置分散集熱-分散供熱太陽能熱水系統，同時設置短期、長期儲熱設施，提高太陽能的利用率；可應用地源熱泵，尤其是建筑所在地區如果是夏熱冬冷，則冬季熱負荷低于夏季冷負荷，使用這種新設備，可有效降低能源消耗。

2.3 減少建筑的能源消耗

低碳理念下，商住項目建筑設計中，為真正做到節能減排，必須采取合理的措施，控制建筑的能源消耗。主動式節能便是一種降低建筑能耗的有效策略，其指的是采取機械干預的手段來減少對能源的消耗。商住項目建筑設計中，為實現建筑能耗的降低，可以靈活采取各種主動式節能措施，具體如下：

第一，暖通空調系統的主動式節能措施。在現代化建筑中，暖通空調系統是不可缺少的重要組成部分之一，其主要作用是通風換氣、調節室內溫度，對建筑物的使用功能與舒適性產生著直接的影響。為實現暖通空調系統能耗的降低，首先，應對熱源進行合理選擇，從使用性能、節能效果方面來看，地源熱泵是比較理想的一種熱源，其熱源能量來自于地表下，任何一級能源不會發生損耗，單位體積內的可利用能量非常大，所以能源利用率相對較高、節能效果較好。其次，可以應用太陽能技術，將太陽能收集裝置安裝在光照條件較好的地方，收集到太陽能后借助能量轉換裝置將其轉化為熱能后，再傳輸到暖通空調系統中，暖通空調系統中的太陽能，可以用于地板采暖、熱水供應等方面。最后，應采用變頻技術，有研究指出，與非變頻模式的暖通空調相比，采取變頻方式的暖通空調，可以降低30%～50%左右的能耗。

第二，照明系統的主動式節能措施。為實現該系統能源消耗的減少，可從下述幾方面入手：首先，對光源與燈具進行選擇的時候，應結合實際情況進行選擇。建筑高度較高的情況下，可選擇金屬鹵化物燈；建筑高度較低的情況下，可選擇熒光燈；建筑高度較高、維護難度較大的情況下，可以選擇無極熒光燈；建筑需要頻繁開關燈、有調光需求的情況下，可以選擇LED 燈。其次，應建立現代智能照明控制系統，以實現對照明設備的自動化、智能化監控和控制。

第三，給排水系統的主動式節能措施。采取有效的措施，降低給排水系統的能耗，可以緩解當前逐漸加劇的“水危機”現象。為了做到這一點，可以從下述幾方面入手：首先，可對“海綿城市”理念進行有效應用，對雨水進行有效收集，再對所收集的雨水實施凈化和進行儲存。降雨豐沛的時候，海綿城市可以就地、就近地吸收蓄積、滲透凈化雨水，干旱缺水的時候，海綿城市可以將蓄積儲存的水釋放出來、合理利用，實現水資源的有效遷移。其次，應對中水資源利用技術進行合理應用，對建筑中的生產和生活污水先實現集中性處理，經過處理后水質達到使用要求后，便可以進行再利用。

2.4 采用裝配式技術

裝配式技術是在工廠內生產構件并運輸到現場進行裝配。當前，建筑業越來越注重節能、環保，裝配式技術通過將部分現場作業轉移到工廠中，在工廠內生產構件，實現了部品生產工業化，材料的使用量大大降低，同時也有利于減少材料的耗損量；在施工現場僅需對預制構件進行安裝，無需切割作業，污染較小，符合環保、綠色的要求。鑒于裝配式技術在節能、環保方面的優越性，其在建筑領域有著良好的應用前景，國家與各地區政府也出臺了諸多優惠政策與指導意見，為促進裝配式技術的推廣應用提供了有力支持。低碳理念下，商住項目建筑設計中，應高度重視裝配式技術，以達到節能、減排的目標。實際采用裝配式技術的時候，在設計階段，應注意以下幾個方面的問題：

第一，構件設計。在開展構件設計的過程中，應嚴格遵循國家相關規范標準。如果是高層建筑、超高層建筑，則除此之外，還要參考高層建筑的相關規范標準。在實際開展構件設計的過程中，應綜合考慮預制、吊裝兩個階段的要求，還要考慮相關計算規定，以確保構件設計的合理性。

第二，構件拆分與歸并。裝配式設計中，在預制構件方面主要涉及到拆分、歸并兩個方面的內容。一般來說，是先拆分、后歸并。實際開展設計工作的過程中，應對各方面因素進行全面考慮，包括施工現場環境的優劣、施工技術水平的高低等。在對預制構件進行拆分的過程中，為了便于后續工作，應在保障構件使用功能與質量的前提下，盡可能地讓界面保持一致，減少構件的種類。

第三，構件連接節點。裝配式設計中，針對構件連接處節點，必須進行合理設計。節點設計的過程中，應重點考慮抗剪設計，人工在樓板的表面建造一些粗糙面，以實現抗剪性能的提升。

第四，構件深化設計。深化設計也是裝配式設計中的一項重點內容。在開展構件深化設計的時候，應確保其滿足構件安裝、構件運輸以及相應專業的要求。構件深化設計主要包括模具圖、鋼筋組裝圖、吊裝圖三個部分的設計。在模具圖設計方面，設計人員應做好計算工作，確保模具圖的精準度；在鋼筋組裝圖設計方面，應對配筋進行詳細描述，從而為后續操作提供有效指導；在吊裝圖設計方面，應充分考慮吊具的式樣、承載能力。

此外，隨著科技的迅速發展，裝配式技術也在不斷優化，將其與與先進技術有機結合起來，可以實現裝配式技術的不斷優化。例如，建筑信息模型（BIM）便是一種與裝配式技術適配性較好的先進技術，應用裝配式技術的時候，可以借助BIM 進行構件拆分，通過預制構件模型，直觀地觀察構件整體與部分之間的關系，從而更好地把控相關節點，有利于提高構件拆分工作的效率與質量；預制構件生產環節，工廠方可以通過Revit 軟件直接獲取預制構件的相關數據，并以此為根據，對預制構件進行標準化生產，有利于確保預制構件的質量，避免尺寸錯位而引起的不必要的資源浪費；可以應用BIM 技術進行碰撞檢查，BIM 具備碰撞檢查功能，只需先構建出建筑模型，再啟動BIM 系統中自帶的碰撞檢查功能，便可有效完成碰撞檢查工作；可以借助BIM 技術對施工過程進行模擬演示，使施工人員提前了解整個施工過程，同時可以應用BIM 5D 軟件，導出虛擬施工動畫，實現3D 施工交底，便于施工人員更好地理解施工圖紙。由此可見，低碳理念下，商住項目建筑設計中，在實際采用裝配式技術的時候，應將其與BIM 等先進技術結合起來，以提升設計效率與質量，減少后續設計變更的發生，有利于提高項目的整體效益。

3.低碳理念下商住項目建筑設計的發展方向

低碳理念下，商住項目建筑設計中，應致力于朝著以下幾個方向發展：第一，綠色化。主要涉及到兩個方面，首先是生態，通過采取綠化墻面、屋頂花園等生態化設計，改善鋼筋、混凝土等傳統材料堆砌而形成的單一景象，提高建筑的綠化率，這也有利于改善城市熱島效應；其次是環保，要求建筑施工、運營、拆除等環節應盡可能地減少廢棄物，減少對環境造成的破壞。第二，效益最大化。商住項目建筑設計中，不僅要協調好建筑建設成本、建筑運營成本以及建筑回收成本的關系，還要提高廢舊資源的回收利用率、新增資源的使用效率，從而在最大限度上利用資源，并能實現建筑全生命周期成本的最小化、效益的最大化。第三，資源化。低碳理念下，可以把建筑看成是一個開放式資源循環系統，具體來說，在施工建造階段應減少對各種能源、資源的使用，致力于建造可回收利用的建筑物，盡可能地控制建筑廢棄物，實現對能源、資源的最大化利用。第四，適應性。商住項目建筑設計中，應盡可能地使建筑與當地自然環境、氣候條件以及資源等相協調，確保建筑可以有機融入當地環境，從而真正體現建筑的應用價值。第五，更加安全。建筑物的功能得以實現，在一定程度上依賴于建筑的安全性。在自然災害頻發的當下，使建筑變得更加安全，是建筑設計中需要重點考慮的一個問題。建筑的安全要求，一方面是確保其安全性能滿足正常使用的需求，另一方面是在出現突發性災害的時候，確保建筑不會發生整體垮塌。

結語：

綜上，低碳理念下，商住項目建筑設計中，應遵循節能降耗、回歸自然、以人為本等原則，在明確低能耗與低碳內涵的基礎上，采取科學、有效的措施，降低建筑能源需求量、減少建筑的能源消耗，并采用裝配式技術，從而真正打造低能耗、低碳、綠色環保的建筑。