系统研究低碳建筑设计要点

　　摘要：环境是人类赖以生存的条件，是人类社会持续发展的基础，建筑作为能耗最大的一种人类活动，其在设计建造以及使用过程中对环境的影响是非常巨大的。

　　关键词：低碳;节能;可再生能源;建筑设计

　　我国处于建设发展的高速增长期，城市化、现代化进程还将持续很长的时间，而建筑业作为我国国民经济增长的重要支柱产业，在能源的有效利用、减少污染、保护生态环境等方面还处于起步与探索阶段，所面临的能源与环境问题更为突出。因此，对照我国的新能源发展规划与低碳经济的发展目标，积极尝试通过设计手段在建筑的设计、建造和运行中提高建筑能源利用效率，改善建筑的环境性能，引领低碳的生活方式，是当代建筑师所需肩负的责任。

　　一、 什么是低碳建筑

　　低碳建筑是指高能效、低能耗、低污染、低排放的建筑体系，从建筑材料、设备到施工建造再到建筑物使用的整个生命周期内，采用生态建筑、节能技术、生态材料等，通过合理的开发强度，减少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量，实现建筑低碳化。低碳建筑的主要特征为舒适宜居、采光通风、节能减排。低碳建筑全方位体现“节约能源、节约资源、保护环境、以人为本”的基本理念。具体到建筑上，低碳建筑具体的指标要求是节能——减少建筑能耗需求，提高能源系统效率，开发利用新能汛节水——减少用水量(强化节水器具推广应用)，提高水的有效使用效率(再生利用、中水回用、雨水回灌、污水处理)， 防止泄露(降低供水管网漏损率);节地——提高土地利用率，提高建筑空间使用率，原生态保护，旧建筑利用，地下空间利用;节材——建筑设计节材，建材应用节材，建筑施工节材，建筑垃圾利用;人居环境——化学污染，生物污染，放射污染，声光热环境，景观绿化。

　　二、低碳建筑设计要点

　　1.低能耗建筑设计和低碳建筑设计

　　“低能耗建筑设计”基于减少对于能源的需求，“低碳”甚至“零碳”建筑设计不仅建立在降低能源需求的基础上，更值得一提的是要充分利用场地可得到的可再生能源。零碳建筑的电能通常可以在建筑内部和城市电网之间双向流动，自身产生的电量充足时可以补给城市用电量，不足时可以从城市电网获取，之间相互平衡和抵消从而选到零碳排放。设计中需要权衡通过“低能耗设计”把能源的需求降低到一个适宜的程度和如何使用可再生能源这两者之间的关系和比重。例如一个指向原则是降低供暖或制冷的能源需求量使之可以用通风系统来弥补，新风率应该足以满足维系室内环境的良好空气质量，另外同时考虑借助围护结构的蓄热性能来吸收和释放热量。

　　2.减少能源需求

　　总的来讲，降低能源需求最有效的方法是“被动式设计”。例如.根据太阳、风向和基地环境来调整建筑的朝向;最大限度地利用自然采光以减少使用人工照明;提高建筑的保温隔热性能来减少冬季热损失和夏季多余得热;利用蓄热性能好的墙体或楼板以获得建筑内部空间的热稳定性;利用遮阳设施来控制太阳辐射;合理利用自然通风来净化室内空气并降低建筑温度;利用具有热回收性能的机械通风装置。

　　3.灰色能源

　　制造和运输建筑材料的过程中会消耗大量能源，建造过程也同样消耗大量能源。我们称之为灰色能源，比起建筑中使用的供热制冷能源来讲它是隐性的消耗，当上述显性能源消耗降低时，隐性能源的消耗比例自然升高。灰色能源消耗占有相当的比重，所以要想真正地实现可持续发展便不能忽视这部分能源消耗。

　　4.可替代能源和可再生能源

　　太阳能可以用来产生热能和电能太阳能光电板技术发展迅速。如今其成本已经大大降低，而且日趋高效。在住宅中使用太阳能集热器是一种有效利用太阳能的途径，目前主要用来为用户提供热水。地热能也是一种不容忽视的能源，由于其温度相对恒定，所以既能够在冬季供热也可在夏季制冷。

　　5.整体设计

　　低碳设计不是建筑设计的附加物，不应把它割裂看待。目前普遍的一个误区是建筑设计完成后把低碳设计作为一个组件安装上去。事实上，从建筑设计之初就应该考虑低碳的因素使之与设计整合，并使得一种手段能够达到多种功效。例如使用太阳能光电板作为遮阳板来阻挡过多的太阳辐射。减少能源需求的同时能够缩小供热和制冷系统的设备规模，甚至能够完全摈弃传统的供热制冷系统。又如低碳办公搂设计无需采用传统系统，仅利用地热以及人体散热及办公设备等产生的热量并采用热回收设备便可满足冬季供热。

　　6.现代建造方法

　　现代建造方法旨在尽可能地采用非现场的施工手段来完成建筑的建造。旨在减少湿作业，提高施工效率，提高施工质量，达到更高的客户满意度，它是环境保护，可持续发展的重要因素之一，并且使施工进度更加可控。采用现代建造方法可以大大缩减工地施工时间，提高工地施工的安全度，并弥补一些建造工业和技术上的缺陷。现代建造方法要求施工工人具备较高技术水平，能够减少工人的数量，总体上缩减了劳动力。现代建造方法要求设计方案时便加以考虑，要求改进弥补传统的建造工艺和技术，这从短期来看会提高整体施工造价，因为现代建造方法需要高技术的工人，这是目前所稀缺的。劳动力技术上差别会带来价格上相对较大的差异，加上技术上的改进带来的一系列设备更新费用和培训费用，造价会增加约30%左右。从长远来看，建造方法带来的造价问题会逐渐下降，更重要的是施工完成度、施工质量将会大幅提高。施工现场对于环境的影响会大大减小。现代建造方法越来越被看作是低碳建筑不可或缺的一部分。

　　7.造价

　　低碳建筑并不代表提高造价成本。将低碳技术应用和理念整合进建筑的过程当中——构造、建设、运用、维护直至拆除。从整个工程周期来看，生态建筑的造价比起同一标准统一规模的建筑在成本上大大降低。但是，人们往往把可持续发展的技术看作是个插件插进一个建筑中去，一旦一个工程设计完成，再往上面增加技术，这必将带来费用的大幅度提高。在使用阶段，生态建筑往往更加容易操作，它不需要很高科技，因此使用和维护这个建筑并不复杂反而更加简单高效。

　　三、低碳建筑设计的推广

　　通过政策法规的制定、专业机构的实施推进、经济杠杆的运用、设计师有目的的引导等手段进行低碳项目的推广，是行之有效的手段。一个理性的建筑设计过程加上一个具有延续性的环境性能评价过程，才能形成一个完整的循环。由评价提供的反馈信息最终可以转化为设计的优化策略。比如在新材料新技术的推广应用上，不能单纯的从感觉上判断节能的效果，而是通过一个有效的评价机制，获得科学的严谨的数据，从而从经济、环保等方面综合判断其应用价值，然后再决定是否大面积进行推广应用。除此之外，中国要建设和推广低碳建筑，除了近期要进一步完善建筑节能体系之外，中长期需要建立自己的数据库，对各种不同建筑材料如钢材、水泥、玻璃、铝制品和内部装修材料，以及建筑设备(空调等)等在生产过程中的能耗量做出全面统计和分析。同时，对不同地区厂家生产的各种建筑材料其单位能耗进行标识和追踪，建造时才能有更节能、减碳的方案可选择。

　　四、结束语

　　随着科技的快速持续发展，新技术要适应社会还有很长的路要走。科技进步的速度和文化发展的速度早已失去平衡，两者之间的差距正变得越来越大。而建筑工业中的技术跟科技发展相比又相差甚远，在一项科技相当成熟之后才被引进建筑行业，这就会带来建筑界的意识及观念更加滞后。低碳建筑中的技术早已成熟。而低碳建筑却一直没有得到广泛实践，问题的关键在于人们的意识形态。但相信随着节能环保建筑的国家规范、法规不断增多，政府、组织和民众的环境意识不断增强，这些都对发展低碳建筑的发展起着重要的作用。那些不节能环保的建筑将逐渐失去市场，最终被彻底淘汰。工业技术也将开始与建造绿色环保的建筑工业接轨，人们会意识到这是商业开发和环境保护的双赢举措。

　　参考文献：

　　[1]贾冬婷.马德里馆:一栋屋，一棵树[J].三联生活周刊，2010(2):70-74.

　　[2]郝靖欣，张希晨.持续发展与绿色建筑[J].时代建筑，1999(4):37-39.

　　[3]吴恩融，穆钧.基于传统建筑技术的生态建筑实践[J].时代建筑，2007(4):57.

《系统研究低碳建筑设计要点》

上一篇：建筑工程师浅谈高层建筑的结构设计

下一篇：探讨高速公路机电工程监理的重点与难点