何永樂

東南大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇 南京 210018

1 低碳建筑理念以及對(duì)于建筑領(lǐng)域發(fā)展的重要性

1.1 低碳建筑的理念

低碳概念下建筑設(shè)計(jì)涉及相關(guān)內(nèi)容較多，主要包含環(huán)境舒適度、建設(shè)成本等，其內(nèi)容主要可以概括為以下幾方面：①營造舒適健康環(huán)境。當(dāng)下社會(huì)生活節(jié)奏加快，人們對(duì)生活環(huán)境要求愈發(fā)嚴(yán)格，建筑設(shè)計(jì)過程中需綜合考量多方面因素，對(duì)建筑室內(nèi)風(fēng)光熱環(huán)境進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。②選取自然生態(tài)材料。建筑師以低碳概念為基本設(shè)計(jì)理念，需選取當(dāng)?shù)刈匀皇┕ぴ牧希故镜赜蛱厣耐瑫r(shí)，可節(jié)約建造運(yùn)輸成本，降低碳排放，但具體使用過程中，需對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)性質(zhì)量檢查，嚴(yán)禁有害物質(zhì)超標(biāo)。③節(jié)約資源。在優(yōu)化建筑空間，結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上，應(yīng)最大限度地利用自然資源，提高通風(fēng)、日照效能，進(jìn)一步提高能源利用率。④主動(dòng)式節(jié)能。選取合適的節(jié)能設(shè)備，引入新型節(jié)能技術(shù)，將其布設(shè)于建筑關(guān)鍵部位，以此控制建筑實(shí)際能耗，促使建筑自然采光、通風(fēng)均符合綠色建筑設(shè)計(jì)要求[1]。

1.2 低碳理念對(duì)于建筑領(lǐng)域發(fā)展的重要性

首先，符合綠色環(huán)保要求。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)模式下，建筑模式較為單一，且在南北地域差異性干擾下，建筑自身特征并不凸顯。隨著低碳理念的興起及推廣，人們更多注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)，將綠色環(huán)保作為切入點(diǎn)，進(jìn)一步創(chuàng)新建筑設(shè)計(jì)理念及風(fēng)格，凸顯地域特色，為人們提供良好的視覺體驗(yàn)感，滿足人們對(duì)建筑功能基本需求，從本質(zhì)層面實(shí)現(xiàn)建筑美學(xué)與綠色環(huán)保融合。其次，減少資源能源耗損。充分將低碳理念融入綠色建筑設(shè)計(jì)中，其核心優(yōu)勢(shì)在于滿足節(jié)能環(huán)保需求，減少施工建設(shè)中能源的實(shí)際耗損。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)模式下，能源耗損較為嚴(yán)重，且會(huì)產(chǎn)生大量的污染建筑垃圾。以低碳設(shè)計(jì)理念為核心導(dǎo)向，開展建筑設(shè)計(jì)可減少建筑設(shè)計(jì)能源耗損量，甚至可實(shí)現(xiàn)零污染、零排放，這將是未來建筑設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì)。最后，提供舒適的居住環(huán)境。低碳理念融入建筑設(shè)計(jì)中，可營造良好的居住場(chǎng)所，進(jìn)一步凸顯綠色節(jié)能環(huán)保成效，且相較于原有建筑設(shè)計(jì)，更能夠展示人為關(guān)懷，創(chuàng)設(shè)良好的生態(tài)型環(huán)境，為受眾提供更舒適的環(huán)境。

2 低碳理念中建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)

2.1 可以形成新型的建筑美學(xué)

從目前的情況來看，我國以前的建筑風(fēng)格有很大的相似性，而且由于受我國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)等因素的影響，建筑沒有鮮明的特點(diǎn)。然而，自從引入低碳理念以來，建筑本身的風(fēng)格發(fā)生了重大變化。加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)可以有效激發(fā)建筑設(shè)計(jì)美學(xué)，體現(xiàn)地域文化特色。這樣，在給人們提供良好舒適的同時(shí)，也能滿足人們對(duì)建筑功能的各種要求，最終達(dá)到綠色環(huán)保和有效提升建筑美學(xué)的目的。

2.2 能夠構(gòu)建出更加舒適的建筑

對(duì)于低碳理念下的建筑設(shè)計(jì)，我們更加注重以人為本的基本理念，既能提高綠色環(huán)保的效果，又能有效提升室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。與傳統(tǒng)的建筑理念相比，低碳建筑理念具有更高的優(yōu)勢(shì)，可以為人們營造相對(duì)舒適的環(huán)境和生活場(chǎng)所。

2.3 能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保和減少消耗的目的

在建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)用低碳環(huán)保理念的一個(gè)最明顯的優(yōu)勢(shì)是保護(hù)環(huán)境，降低建筑項(xiàng)目的能耗。通過實(shí)踐和研究證明，以往采用的傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)模式產(chǎn)生的能源消耗較多，建造和使用中產(chǎn)生的廢棄材料對(duì)周圍環(huán)境有直接影響。由于低碳建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用，如采用裝配式設(shè)計(jì)方式，可以有效減少濕作業(yè)，減少材料浪費(fèi)，降低施工能耗。因此，低碳建筑設(shè)計(jì)在未來有著良好的發(fā)展空間和方向[2]。

3 低碳概念下的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)策略

3.1 充分考慮陽光和熱量需求

基于低碳理念的建筑設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)初期就需要設(shè)計(jì)師充分考慮項(xiàng)目所處的地理位置及環(huán)境，依據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際日照要求，通過計(jì)算模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)自然光的充分利用，將陽光最大化應(yīng)用在室內(nèi)采光和采暖中。設(shè)計(jì)師要充分結(jié)合地理位置，周邊環(huán)境，建筑朝向，周邊建筑間距等因素進(jìn)行綜合考量。例如，在夏季，為了降低建筑吸收的熱量，可在建筑屋頂或門窗洞口處設(shè)置遮陽設(shè)施，朝西墻面設(shè)置隔熱墻等，阻擋烈日的暴曬。合理設(shè)計(jì)建筑內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，增強(qiáng)風(fēng)壓通風(fēng)和熱壓通風(fēng)效果，將建筑內(nèi)的熱量排出，盡量減少室內(nèi)空調(diào)的使用，降低能耗。冬季時(shí)，通過建筑朝向、布局、高度組合，開窗等合理設(shè)計(jì)，增大陽光照射面積，提高建筑保溫效能。

3.2 使用具有環(huán)保效果的綠色建筑材料

應(yīng)用節(jié)能材料在當(dāng)前建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要性是非常突出的，在具體設(shè)計(jì)工作中，需要全面降低墻體的能源消耗，同時(shí)具備通風(fēng)和透氣的特點(diǎn)，這樣可以減少不必要的能源損耗，并且可以降低材料的使用量，以此來提高整體的設(shè)計(jì)效果。如ALC板材：材料以粉煤灰（或硅砂）、水泥、石灰等為主原料，經(jīng)過高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的多氣孔混凝土成型板材。ALC板既可做墻體材料，又可做屋面板，是一種性能優(yōu)越的新型建材。例如，可以利用當(dāng)前輕質(zhì)塑料材料集中在溫?zé)岬貐^(qū)中的使用，具備通風(fēng)透涼的優(yōu)勢(shì)之后，再根據(jù)外界溫度來達(dá)到內(nèi)部溫度的科學(xué)調(diào)節(jié)，降低溫度調(diào)節(jié)能源的消耗。

其次在材料應(yīng)用方面，可以優(yōu)化外圍結(jié)構(gòu)材料，例如在門窗中融入更多節(jié)能材料來提高整體的節(jié)能效果，隔熱斷橋鋁合金門窗在門窗節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用非常廣泛。在材料運(yùn)用的過程中，要在門窗的內(nèi)部添加尼龍隔條柵欄，可以將門窗組合成兩個(gè)部分，有效地提高熱傳導(dǎo)的速度，從而使得整體的保溫隔熱性能能夠得到全面的提高；這種材料還具備強(qiáng)度較高和防火性能較好的優(yōu)勢(shì)，在使用過程中能夠提高使用壽命。另外還可以通過隔熱條的使用，避免在門窗中存在較為嚴(yán)重的能量損耗，滿足節(jié)能環(huán)保的要求以及標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際工作中，需要根據(jù)門窗的設(shè)計(jì)要求選擇正確的材料，做好材料性能的全面監(jiān)測(cè)，避免對(duì)后續(xù)使用造成一定的影響?？茖W(xué)處理好冷橋的問題，使門窗的保溫隔熱性能能夠得到全面提高[3]。

3.3 考慮好建筑環(huán)境，設(shè)計(jì)性能良好的節(jié)能系統(tǒng)

突出建筑設(shè)計(jì)環(huán)境適應(yīng)性是綠色建筑設(shè)計(jì)理念切實(shí)落地的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也可為降低建筑污染提供有效支持。①設(shè)計(jì)人員需要從自身的建筑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，綜合綠色建筑設(shè)計(jì)的一般要求，考慮建筑設(shè)計(jì)的環(huán)境適應(yīng)性。建筑師可以分析建筑區(qū)域氣候變化的實(shí)際情況，并根據(jù)建筑區(qū)域季節(jié)性的變化選擇合適的自然環(huán)境設(shè)計(jì)方案，包括綠色植物的栽培以及相關(guān)水資源設(shè)施的布置等。②設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)環(huán)境調(diào)研的結(jié)果，從強(qiáng)化建筑物環(huán)境適應(yīng)性的角度，分析實(shí)際的綠色建筑設(shè)計(jì)需求，并將這種需求落實(shí)到降低環(huán)境污染的過程中。建筑師需要從污染源角度，分析在建筑物運(yùn)行中可能存在的污染物，包括生活垃圾以及工業(yè)生產(chǎn)垃圾等，并選用分類處理的方式，降低不同類型垃圾對(duì)建筑環(huán)境的影響。③設(shè)計(jì)人員需要從可循環(huán)利用的角度分析綠色建筑設(shè)計(jì)要求。例如，設(shè)計(jì)人員可對(duì)建筑物的水循環(huán)管網(wǎng)進(jìn)行改造，在水循環(huán)管網(wǎng)中增加過濾水管網(wǎng)，并將清潔過濾之后的水源應(yīng)用在綠色植物的灌溉中，這樣不僅可降低建筑物水資源的消耗，也可促使環(huán)境保護(hù)與建筑運(yùn)行過程有機(jī)結(jié)合起來，進(jìn)而可提高綠色建筑設(shè)計(jì)的合理性。

3.4 優(yōu)化建筑形式

在這個(gè)階段，我們應(yīng)該優(yōu)化建筑形式。首先，太陽能墻體直接影響到建筑本身的保溫性能，而建筑墻體的保溫性能也直接影響到建筑的節(jié)能指標(biāo)?；诖?，有必要做好太陽能墻的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)。此外，綠化屋頂屬于房屋屋頂隔離保溫的合理方式。通過立體綠化設(shè)施，對(duì)建筑整體進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)考量。最后，將蓄水架空覆土種植房屋面與屋面綠化、墻體豎向綠化相連接。這樣可以增強(qiáng)建筑的美感，避免陽光的全方位影響，合理利用雨水和蒸發(fā)水，可實(shí)現(xiàn)空氣凈化[4]。

3.5 重視建筑形狀和保溫方面的合理設(shè)計(jì)

不同地域的自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境都是各不相同的，建筑師開始建筑設(shè)計(jì)工作前，必須要對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況等進(jìn)行具體的分析，確保設(shè)計(jì)出的保溫節(jié)能方案具有針對(duì)性。比如說，我國北方地區(qū)的建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，必須要認(rèn)識(shí)到北方的冬季氣溫比較低，減少建筑的體型系數(shù)，減少建筑對(duì)外接觸面。同事通過節(jié)能計(jì)算，采用合理經(jīng)濟(jì)的保溫材料，提高墻體的保溫性能。在具體設(shè)計(jì)工作開展過程中，還要對(duì)建設(shè)材料的選擇進(jìn)行嚴(yán)格篩選與把關(guān)，確保所有建設(shè)材料都符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，如果建筑材料存在質(zhì)量不合格的問題，會(huì)嚴(yán)重影響墻體保溫性能，甚至出現(xiàn)墻體裂縫等問題。

3.6 建筑智能化、數(shù)字化設(shè)計(jì)

在實(shí)踐中，無論是簡單的建筑結(jié)構(gòu)形式還是復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)形式，面對(duì)當(dāng)前日益增長的市場(chǎng)需求，整體設(shè)計(jì)難度在不斷增大。在應(yīng)對(duì)復(fù)雜設(shè)計(jì)時(shí)，滿足低碳設(shè)計(jì)理念，要積極利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、BIM技術(shù)等新興數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過構(gòu)建智能設(shè)計(jì)框架系統(tǒng)，以建設(shè)項(xiàng)目為目標(biāo)，對(duì)設(shè)計(jì)方案和建筑信息模型進(jìn)行直觀展示，便于設(shè)計(jì)師調(diào)查和對(duì)比分析設(shè)計(jì)方案，探討方案是否符合低碳建筑的價(jià)值。建筑智能化設(shè)計(jì)可以從樓宇控制系統(tǒng)入手，進(jìn)行節(jié)能減排，這對(duì)低碳理念在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用具有很高的借鑒價(jià)值，設(shè)計(jì)單位應(yīng)該從資金和技術(shù)人才等方面給予有效支持。

3.7 做好采光通風(fēng)設(shè)計(jì)

建筑師在進(jìn)行朝向設(shè)計(jì)時(shí)，還要開展遮陽設(shè)計(jì)工作。居住者對(duì)建筑物遮陽度的需求程度不同，因此，建筑師需要根據(jù)實(shí)際情況來確定合理的窗戶透光率。遮陽設(shè)計(jì)可以保證建筑物內(nèi)部生態(tài)循環(huán)的穩(wěn)定性，通過設(shè)計(jì)科學(xué)的遮陽區(qū)域來減少室內(nèi)能源的損耗。此外，遮陽設(shè)計(jì)所采用的窗戶和節(jié)能墻體也需要遵循因地制宜的原則。由于建筑物的層數(shù)越高，其周圍的紫外線污染程度和所承受的風(fēng)力也越高，因此，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)既要保證良好的防風(fēng)效果，也要保證噪聲隔絕效果，確保為居民帶來良好的居住體驗(yàn)。除了需要重視窗戶的材質(zhì)之外，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)人員還應(yīng)重視可見光投射系數(shù)、窗戶的遮陽系數(shù)和窗戶邊框的反光度等因素，不斷提高建筑物的遮陽效果[5]。

傳統(tǒng)建筑中常設(shè)有天井，天井利用熱壓通風(fēng)，讓風(fēng)由下往上在建筑物內(nèi)部流通，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)通風(fēng)條件改善。對(duì)于現(xiàn)代建筑而言，我們可以借鑒傳統(tǒng)建筑這個(gè)原理，設(shè)計(jì)時(shí)從整體上在平面適當(dāng)?shù)目臻g預(yù)留天井，合理設(shè)計(jì)天井的高度及平面尺寸，實(shí)現(xiàn)熱壓通風(fēng)，優(yōu)化建筑內(nèi)部通風(fēng)效果。設(shè)計(jì)者也可以采用多天井的方式，具體設(shè)計(jì)中，將一個(gè)主天井設(shè)置在建筑工程的中央位置，以此來達(dá)到良好的引風(fēng)效果，再將多個(gè)天井設(shè)置在建筑的其他區(qū)域，將其用作排風(fēng)天井。相比較單天井和雙天井的設(shè)計(jì)形式來看，通過多天井的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，可以在建筑工程中形成一個(gè)更具靈活性的自然通風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到更好的通風(fēng)與節(jié)能效果。尤其是在密集型的現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，多天井形式的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)更具適用性。

3.8 積極應(yīng)用新型環(huán)保節(jié)能技術(shù)

隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，與環(huán)保相關(guān)的節(jié)能技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。在當(dāng)代建筑的設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先考慮當(dāng)前環(huán)保、成本相對(duì)平坦、性價(jià)比最高的設(shè)備。在低碳建筑建設(shè)中，應(yīng)根據(jù)不同的實(shí)際情況，合理利用可再生新能源。例如，在施工區(qū)域，太陽能可以在全年晴朗的日子里得到更多的利用，在一些相對(duì)偏遠(yuǎn)開闊的地區(qū)可以加強(qiáng)風(fēng)能的利用，或者在靠近海洋和湖泊的地區(qū)可以利用水能促進(jìn)資源的循環(huán)利用。采用新的環(huán)保節(jié)能技術(shù)不僅可以減少能源消耗，而且可以實(shí)現(xiàn)能源循環(huán)利用[6]。

4 結(jié)束語

當(dāng)下建筑工程設(shè)計(jì)應(yīng)將低碳設(shè)計(jì)理念貫穿于始終，只有明晰低碳建筑設(shè)計(jì)價(jià)值優(yōu)勢(shì)，以低碳理念為基礎(chǔ)，并對(duì)其不斷優(yōu)化創(chuàng)新，提出可行性較高的應(yīng)對(duì)策略，打造富有人文關(guān)懷，低碳綠色的建筑，為我國盡早實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。