对低碳建筑设计的分析与探讨

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【摘 要】环境是人类生存发展的重要条件。是人类社会持续发展的基础，长期以来人们往往只关注建筑的空间大小、造型布局、审美外观等，其实，建筑作为人类最大的一种耗能活动，在建造和使用的过程中，对环境有着巨大的影响，本文通过对低碳建筑设计的方法、理念的分析，探讨我国建筑节能的未来和发展方向。

【关键词】低碳； 节能；建筑设计

低碳建筑设计就是把先进的建筑节能技术和节能产品等优化组合调整建筑耗能比例结构，降低对矿物燃料的消耗量和依赖性，达到保护环境、节约能源和减排二氧化碳的目的，营建低能耗高舒适性的健康环境。现有建筑设计虽然已经融入了部分节能技术，利用太阳能，使用外墙保温等，并完成了部分节能指标，但是还没达到低碳建筑设计。低碳建筑设计与现有的建筑设计相比，主要是引入了低碳设计理念对现有节能减排技术进行整合，综合设计，减少化石能源的使用，提高能效降低二氧化碳排放量。顺应国际建筑界的主流趋势。

1、低碳节能建筑的优势

一般而言，节能建筑是指按照节能设计标准进行设计和建造，使其在使用过程中降低能耗的建筑。同一般建筑相比，低碳节能建筑有以下4个优势：

（1）低碳节能建筑能耗显著降低。据统计，建筑在建造和使用过程中可消耗50% 的能源，并产生34% 的环境污染物。节能建筑则大大减少了能耗，和既有建筑相比，它的耗能可降低70%～80% ，在丹麦、瑞士、瑞典等国家，甚至提出了零能耗、零污染、零排放的建筑理念。

（2）低碳节能建筑产生出新的建筑美学。一般的建筑采用的是商品化的生产技术，建造过程的标准化、产业化，造成了大江南北建筑风貌大同小异、千城一面，而节能建筑强调的是突出本地的文化、本地的原材料，尊重本地的自然、本地的气候条件，这样在风格上完全是本地化的，并由此产生了新的建筑美学。节能建筑向大自然的索取最小，这样的建筑，让人在体验新建筑美感的同时，能更好地享受健康舒适的生活。

（3）低碳节能建筑可适四季之景。传统建筑与自然环境完全隔离，封闭的室内环境往往对健康不利，而节能建筑的内部与外部采取有效连通，对气候变化自动调节，建筑如小鸟的羽毛，可根据季节的变化换羽。

（4）节能建筑环保理念贯穿始终。传统建筑多是在建造过程或使用过程中，考虑到环境问题，而节能建筑强调的是从原材料的开采、加工、运输、使用，直至建筑物的废弃、拆除的全过程，节能、环保理念贯彻始终，强调建筑要对全人类、对地球负责。

2、低碳节能建筑设计的原则和指导思想

低碳节能建筑设计应遵循现代开放、端庄朴实、简洁流畅、动态亲民的建筑形象，从选址到格局，从朝向到风向，从平面到外向，从间距到界面，从单体到群体，都要采集天然能源，以利节能；注重空间的阳光感、流动感与体量感；充分体现材质的轻重、粗细、虚实对比以及建筑设计中各类节能、环保低碳建筑技术的应用。同时还应做到：

（1）引入“低碳节能”观念，掌握节能技术，树立节能意识。积极利用低能耗资源和自然资源，是搞好低碳节能建筑设计的关键。低碳节能的建筑设计应以“低碳、节能、技术”为发展模式，在整个设计过程中，关注建筑节能、环境特征的表现和技术的运用，使之融入建筑设计中，产生建筑形象。因此，设计在尊重自然环境、减少能源消耗的同时还要从环境保护、资源节约的角度考虑建筑功能与生态环境稳定性和持久性。

（2）低碳节能建筑设计的特点应符合整体设计与多元共融。结合当地文化内涵，发掘不同建筑类型的特点，开发适合本地生态环境的新型能源和技术，整合并完善建筑功能，以满足使用者对适宜的、高舒适居住环境的追求，提升整个设计的环境质量和文化品质，力求科学化、逻辑化、智能化、系统化的设计，使整体功能适应各种功能性质的使用要求。“建筑当随时代”，倡导低碳节能建筑设计，是我们在建筑创作中应该明确的主导思想。

3、被动式采暖设计

为人们创造一个适宜的热舒适环境是住宅设计首要任务，而冬暖夏凉的居住环境正是人们一直追求的热舒适环境。我们知道，直接影响室内热环境的客观因素有四个，即：空气温度、壁面平均辐射温度、风速、相对湿度。显然，这四个因素都直接或间接地与太阳辐射有关。因此，合理利用太阳能是创造热舒适环境的主要途径，同时对于节约不可再生的矿物能源，保护环境，改善人类生存空间，实现经济社会的可持续性发展具有重要的意义。

被动式太阳能建筑是通过建筑朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构、构造的恰当选择，使其在冬季能集取、保持、贮存、分布太阳能，从而解决建筑物的采暖问题；同时在夏季又能遮蔽太阳辐射，散逸室内热量，从而使建筑物降温。它的最简单原理就是阳光穿过建筑物的南向玻璃进入室内，经密实材料如砖、土坯、混凝土和水等吸收太阳能而转化为热量并对其加以充分合理地利用，从而创造一个舒适的室内热环境。为此，一个成功的太阳能建筑设计必须要做好以下几个方面：

（1）建筑物的护结构绝热效果良好；

（2）南向要设有足够数量的集热表面，最大限度地争取太阳能源；

（3）室内布置尽可能多的贮热体，能够尽可能多地贮存热量；

（4）要主次分明：主要采暖房间紧靠集热表面和贮热体布置，而将次要的、非采暖房间布置在它们的北面和东西两侧；

（5）要通过环境绿化、遮阳、通风等措施处理好建筑物的夏季降温。

4、遮阳设计

日照带给建筑物内部的温热环境以及冷暖气负荷的影响非常之大。冬季房屋承载着获取阳光的功能，而夏季，阳光透过玻璃射入室内，是造成房间过热、空调能耗增加的主要原因。伴随着隔热、密封化、房屋内部能量消耗的增加、冷气使用的增多，适当的遮阳功能显得比以往越发重要了。对于写字楼等内部发热量很大的建筑物，由于冷气的使用频率高于暖气，遮阳功能被作为全年重点。遮阳设计时应满足几点要求：主要防止夏季阳光的直射，并尽量避免散热辐射的影响。其次要有利于窗口的通风、采光和防雨。同时要注意不阻挡从窗口向外眺望的视野以及与建筑造型处理的协调，并力求构造简单，经济耐久。

遮阳设施在夏季遮阳降温的同时，将影响建筑自然通风的潜力，对于需要通风的潮湿地区而言，必须注意遮阳设施的使用不能影响自然通风的应用效果。寒冷地区采用的遮阳设施、其“遮阳”功能的发挥只在短暂的温度较高的夏季，因此这些地区使用的设施必须考虑冬季保暖问题。而对于广大的长江流域地区而言，夏热冬冷带来了四季分明的气候，也带来了冬夏季太阳得热控制的矛盾，冬夏兼顾是这个地区遮阳设施必须面对的主要问题。

需要注意的是，寒冷地区以冬季采暖为主，因此，遮阳设施的使用以保护室内私密性和保暖为主，因此建议以内遮阳为主；炎热地区以夏季隔热为主，除了保护室内私密性的目的外，阻挡太阳辐射是主要目的，因此在遮阳设施的设计选择上建议以外遮阳为主，配备一定的内遮阳设施达到保护隐私和隔热的双重目的。

5、结束语

建筑活动是人类作用于自然生态环境最重要的生产活动之一，也是消耗自然资源最大的生产活动之一。我们已经了解到，一些节能环保的设计并非想象中那么复杂，只要发挥我们的智慧，完全可以为减排作出应有的贡献。首先应因地制宜的考虑低碳节能建筑的标准，考虑各自地区的实际情况，具体来讲就是结合气候条件、自然条件、资源条件、经济条件和文化条件来确定各地的节能建筑标准，不盲目复制和理想化采用，让节能方案切合实际。其次具体办法是在建筑设计上充分利用自然资源设计朝向、通风性能，在屋面、墙体、门窗等建筑护结构上使用具有隔热和保温性能的材料，在空调等建筑暖通设备上尽量使用能耗低的产品，同时充分开发利用太阳能风能和地热资源。从传统设计走向低碳之路的革新需要的是各领域的通力合作。我们不能只关注直观的设计而忽略了那些设计背后的意义。