关于低碳概念下的建筑设计应对策略探讨

摘 要：本文通过阐述高层建筑的特点与我国建筑能耗现状，进而对低碳设计理念应用于高层建筑设计的策略进行分析。

关键词：高层建筑；建筑设计；低碳设计

引言

目前，低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。一个容易被忽略的事实是，建筑在二氧化碳排放总量中几乎占了50％，这一比例远远高于运输和工业领域。因此，在发展低碳经济的道路上，建筑的“节能”和“低碳”注定成为绕不开的话题。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。下面就低碳建筑设计对策进行探讨。

1 我国建筑能耗现状

1.1 建筑能耗约占社会总能耗的l／3，我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从20世纪70年代末的10.0％，上升到近年的27.45％。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33.0％左右。国家建设部科技司研究表明，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比例最终还将上升至35％左右。如此庞大的比重，使建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋，急需改良建筑设计来改善这一状态。

1.2 高耗能建筑比例大，加剧能源危机。目前，我国已建房屋有400亿平方米以上，属于高耗能建筑，总量庞大，潜伏巨大能源危机。正如建设部有关负责人指出，仅到2000年末，我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿吨标准煤，占全社会终端能耗总量的27.6％，而建筑用能的增加对全国的温室气体排放已经达到了25.0％。因此，与当前发达国家建筑能耗已经大大降低的情况相比，我国单位建筑面积采暖能耗是发达国家标准的3倍以上，与发达国家存在较大的差距，在这样的国情下，建筑节能水平的改善实际上应该比发达国家更为紧迫。

2 建筑设计中的低碳设计策略

2.1 优化建筑位置及朝向设计

高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响，容积率过高很难满足日照要求，阳光有着巨大辐射能量。从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器，阳光不仅对人的身体健康有着很大的益处，对建筑的节能也有着十分重要意义。城市规划应注重应用日照原理，合理地确定建筑位置与朝向，使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能，因此，建筑的方位与节能有着直接关系。不同朝向、不同季节，建筑物所得到的太阳辐射热能量不同，热损失也不同。尤其是在冬至前后，由于太阳高度角低，房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况，按其太阳高度角做出日影响图，以确定冬季每天的日照时间，建筑南向开窗面积尽可能大些，在满足采光条件下，北向、东向窗尽可能小些，从而获得更多的太阳光线，减少热损失，保持室内舒适的温度环境。

2.2 围护结构节能措施

（1）平屋面保温隔热。根据长时间观察，很多屋面由于保护层开裂渗水，在下雨天和雨后，聚苯乙烯板在一段较长时间内存在积水现象，在该时间段内失去或降低了保温和隔热效果。此外，若遇屋面基层和防水层存在渗漏情况，由于聚笨乙烯板的蓄水，延长了渗漏的时问，即出现人们所说的外没下雨内下雨的现象。因此，本人建议：①加强施工质量的管理，力保保护层分仓缝的质量，避免雨水从分仓缝内进入隔热保温层；②改变或完善保温隔热层的构造；③对于低层、多层、中高层住宅宜采用坡屋顶，减少屋面漏水的机率。

（2）外墙设计构造措施。在符合采光要求和保证立面效果的情况下，应减少窗墙比。例如可将排窗两头部分改为墙体，该部分一般应该是窗帘收集的地方，对室内空透采光作用不大；楼梯间卫生间窗尽可能缩小。结合立面设计，在日照强烈的立面设计遮阳板和花池（可兼作雨篷）；空调室外机设计在考虑建筑立面设计效果和安装方便外，还应考虑通风散热环境，避免室外机散热对室内和对人活动的区域造成影响。同时还要考虑使室外机和室机的距离最短，减少铜管材料用量和减少铜管的热能和冷气的损失。

（3）住宅建筑宜采用的密闭性能和隔热保温性能良好的外门窗。目前一些塑钢窗易老化变型、焊接性能差，五金件质量问题等不足之处，有待进一步完善。外门窗玻璃在采用中空的基础上，宜在阳光辐射严重的某一个立面，改用LOE玻璃，甚至可加贴玻璃隔热膜，使之局部加强达到整体均衡节能的效果。

（4）推广节能灯的使用

节能灯是指我国/绿色照明工程所推荐的紧凑型荧光灯和习惯荧光灯等高效照明灯具，在相同的亮度下，耗电是白炽灯的25%，是普通荧光灯的90%。

2.3 对建筑节能材料研究要深入，同时要理论结合实际

（1）借鉴发达国家的建设工作经验，推进低碳材料有效再利用与开发、建设。如对不同建筑材料在其生产阶段的能量统计结果加以有效分析，使用经济环保的耐久建筑原材料，（如新型管材、新型墙材、保温隔热材料、新型防水材料等）；另外，尽可能地采用自然通风采光，选用节能型取暖和制冷系统，选用保温材料，在家庭推广使用节能灯及节能电器等。

（2）实践与理论并进。根据施工场地的自然环境与条件，可对一些基础的建设条件加以改造，改造的方式要结合理论，从而在改造利用相应举措的同时，可发现那些方式更适合于节能、降低消耗；在设计、开发研究阶段，要考虑国内目前市场的诸多需求，并在此基础上节约相应成本，如，建立轻钢、新型轻质混凝土结构、符合材料结构体系等。这样能更有效地降低二氧化碳的排放量，通过对墙体、门窗、室面、遮阳和楼底面系统的设计加强建筑住宅的保温隔热效果，降低资源损耗。

2.4 可再生能源的综合利用

建筑的低碳化发展建设依赖于多种技术手段。在高度节能设计的同时，优化能源利用方式、发展可再生利用能源、新技术新材料的开发与应用，也是很关键的因素。

（1）节能系统的选择

建筑的能源消耗性存在地区差异性，应该根据不同地区的特点采取不同的能源利用方式。

（2）可再生能源的综合利用

在建筑全寿命周期内，充分考虑可以再生的非化石能源，包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等，满足建筑与环境之间的辨证关系。对太阳能的利用正在成为常规的能源利用手段。

2.5 新技术开发

（1）变废为宝的水体开发利用理念

面对全球水资源的缺乏问题，将节水策略应与水环境系统设计有机结合起来。室外的铺装注意水体的循环、蒸发、吸收利用，减少热岛效应；考虑水的分类使用、循环使用与节水设计，加强水体处理应用于景观、灌溉用水，降低城市耗水量，从而降低城市污水处理的能耗，减少污水排放对水源的污染，达到节能减排的目的。利用非传统水源，将污水“变废为宝”。

（2）建筑成为环境调节器

如果人工的建筑物在降低能耗、利用可再生能源的同时可以同步改善现有的自然环境，那将是一件两全其美的事情。

2.6 低碳建筑专业人才的培养

通过上海世博会，我们能够了解到，在世博园内几乎好的建筑都遵循了绿色节能的设计原则，这说明建筑行业要不断进步与发展，就要以人才作为支撑。因此，想要存进低碳建筑的有利发展，相应政府就务必着重强化人才的培养效能。

第一，政府可以在地方性各大高校、学院内推行低碳理念的相关课程。再者，在相应考核中，要参入一些节能环保设计、综合考察等内容，从而在根本上推进低碳建筑、绿色发展的理念，同时也使得发展型人才的培养环境更加的宽松与合适。这样做的目的，也同时使团队建设、相应管理体制能够逐步加强、完善，为经济发展提供大量高素质的人才资源创造条件。

3 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。

4 结 语

低碳经济核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。中国的城市化、现代化进程还将持续很长的时间，只有选择节能减排的低碳发展模式，避免用孤立的眼光看待交通、污染、建筑、能源等问题，考虑整个生态系统的协同合作，建立建筑低碳排放体系，注重建设过程的每一个环节以有效控制和降低建筑的碳排放，并形成可循环持续发展的模式，才能有效解决城市发展中的各种问题。

参考文献

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[2] 范宏武，卜震，曹毅然，等，高层建筑节能评估方法研究[J]．墙材革新与建筑节能，2005（5）．

[3] 刘宏岩．低碳经济与建筑节能发展[J]．科技信息，2010．4．

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