低碳住宅建筑理念在建筑学设计中的应用

初 晓 哈尔滨工业大学建筑设计研究院有限公司

近年来，建筑工程领域迅猛发展，其中存在的能源损耗现象受到了人们越来越高的关注。为了助力建筑工程领域的节能减排发展，以低碳理念促进建筑能力的提升，充分满足节约资源、保护环境的发展要求，就必须从最基本的建筑学设计着手，潜移默化地渗透低碳设计理念。本文从低碳设计理念的内涵出发，通过明确低碳住宅建筑理念在建筑学设计中的应用原则，探寻行之有效的应用方法，促进建筑领域的可持续发展。

1 低碳设计理念的内涵

低碳设计理念充分体现了可持续发展战略的要求，在各行各业综合发展水平不断进步的时代背景下，人们对节能环保有了更深层次的认识。低碳设计在住宅建筑领域的应用，要求相关主体在进行建筑工程施工的过程中能够合理地进行资源的优化配置，选择绿色、环保且安全的建筑材料，使低碳设计的理念融入每一个施工环节中，提高建筑资源的利用率，满足节约资源和保护环境的要求，实现人类社会发展与自然环境保护的双重目标。相关设计人员在开展设计工作时，应当秉持着对自然环境负责和对人类社会的发展负责的态度，从根本上降低对生态环境造成的破坏，处理好污染排放问题，提升住宅工程的安全性和舒适性。

2 低碳住宅建筑理念在建筑学设计中的应用原则

在可持续发展观念的引导下，低碳生活理念越来越深入人心。低碳住宅建筑理念在建筑学设计中的应用不能盲目进行，应当严格遵循以下几方面原则。

2.1 节约资源的消耗量

在可持续发展理念的引导下，资源的不合理使用和随意调配俨然已经成为建筑领域发展面临的严峻问题。在进行住宅建筑的设计时，为了从根本上降低成本消耗，同时降低不必要的原材料损耗，必须要注重节约资源用量。另外还需要提升设计的美观性以及住宅的综合设计水平，突破传统设计方式的局限，融合低碳设计理念，满足居住者的审美需求。需要明确的是，无论是低碳住宅设计，还常规住宅设计，都必然会消耗一定量的资源和材料，提高资源的利用率至关重要。

有关调查显示，相对于发达国家而言，国内建筑领域在节约资源、保护环境方面仍然存在着诸多不足，如工程建设仍在使用一些污染性较为严重的材料，而绿色资源却未能得到充分利用，产生了大量的资源浪费，生态环境也因此而受到了一定的破坏。绿色低碳建筑理念的合理应用要求设计人员在进行住宅建筑的规划设计时，能够通过对比择取最优的设计方案，达到节能减排的目的[1]。

2.2 降低污染物排放量

在建筑工程施工工作开展的过程中，会损耗大量的建筑材料。与此同时，无论是施工前期的准备工作，还是施工中期的材料损耗和施工后期的废弃物处理，都可能会造成环境污染。因此在进行住宅建筑的规划设计时，应当充分考虑到住宅周边区域的环境情况，有针对性地进行建筑原材料的选择，尤其要避免使用带有污染物的原材料。

住宅建筑建造最主要的价值是满足居住者的居住需求。过大的污染物排放量将降低建筑物的宜居性和舒适性，不仅无法满足居住者最基本的居住要求，也不利于保障居住者的生命财产安全。不仅如此，在建筑施工的过程中还可能会产生一系列的污染问题，如机械设备运行可能会产生噪音污染、砂石运输和混凝土拌制可能会产生粉尘污染等。

2.3 提升设计环保性能

随着人民生活水平的不断提高和建筑领域综合发展水平的不断进步，建筑工程的规模越来越大，住宅工程施工中运用到的建筑材料种类越来越多样，这使得建筑原材料的损耗量大幅度增加。在进行低碳设计时，应当尽可能地以可再生资源替代不可再生资源，提升住宅建筑规划设计的环保性。低碳住宅设计应当尊重整体环境的和谐性。

住宅建筑建造的目的是为了满足人们的生活需求，虽然属于人造物体，但也将成为生态环境体系中的一部分，其存在会或多或少对区域内的其他物体产生影响，既包括正面积极的影响，也包括负面消极的影响。提升住宅建筑设计的环保性不能将其视为独立存在的个体，而是应当将其寓于整体环境中，提升区域整体规划设计的协调性和统一性[2]。

3 低碳住宅建筑理念在建筑学设计中的应用方法

3.1 衡量影响建筑设计的综合因素

对建筑低碳设计产生影响的因素多种多样，包括建筑工程周边区域的自然环境、建筑工程的结构设计、住宅建筑的门窗设计、建筑物墙面的设计与处理等，都会在一定程度上影响建筑设计水平。

设计人员应当在充分掌握建筑周边环境的前提下，有针对性地进行建筑设计优化。尤其应当注意不能只关注建筑物自身的设计情况，还应当将建筑物用于周边环境中，调整好建筑物之间的距离，保障建筑物内部的通风性能和采光性能。当建筑物能够获得足够的光照时，住宅内部的热量需求得到了一定程度上的满足，室内的明亮度有所提高，能够一定程度上节约人为改造室内环境产生的电力等资源消耗；当建筑物拥有较好的通风效果时，建筑物内部的空气能够得到置换，房间内空气的清新度有所提升，一定程度上减少人为进行室内通风处理产生的电力等资源消耗[3]。

3.2 提高土方工程的设计利用水平

在建筑设计工作开展的过程中，不仅需要关注建筑工程的整体规划，更需要贯彻落实施工前期的土方施工问题。初级阶段需要进行土方的开挖、运输以及回填，为后续的施工工作创造有利的条件。而土方开挖后生成的弃土需要得到合理的处理，才能降低对后续施工造成的负面影响。针对土方的转移，运用的机械设备和运输设备都会产生一定的环境污染。

而弃土可以被重新应用于建筑环境中，进行布景处理，一方面能够降低对周边环境产生的负面影响[4]，另一方面也能显著提升土壤的利用率。值得注意的是，从其他地区运输大量土方进入施工现场进行地形改造的运输难度较大，造价成本较高，设计人员可以选择将施工区域内其他区域挖掘产生的土方用于施工现场的地形改造，不仅能够减少资金损耗，同时也能够提高施工效率。建议设计人员能够去往施工现场了解施工环境情况，进行土方挖掘和土方回填量的计算，提高土方资源的利用率[5]。

3.3 重点关注住宅建筑周边的环境

近年来，国内建筑领域的发展水平大幅度提升，建筑师们的优质设计作品为设计领域的发展注入了源源不断的动力，也彰显了国内现代建筑的发展潜力。许多建筑工程的设计人员希望通过设计出标志性、创新性的建筑物，提高社会影响力。但在低碳环保的建筑设计理念的引导下，住宅建筑的设计不能一味地追求创新，而是应更多关注其设计能否满足低碳环保和健康宜居的要求，是否能够顺应可持续发展的需求，从而有针对性地予以优化和改进。

低碳建筑设计理念要求设计人员能够合理借助施工区域内的场地优势，减少建筑工程量，充分借助周边区域的光线和风向优势，提高可再生资源的利用率，降低不必要的能源损耗。应当重点关注的是，住宅建筑的低碳设计应当成为一类惠及公众的设计。不仅要在前期的工程建设环节体现节能、环保的优势，而且在后续投入使用的过程中同样需要延续绿色、低碳的理念，充分借助居住区域内部的整体规模效应[6]。

3.4 以绿色建筑材料替代传统材料

在进行低碳住宅建筑的规划设计时，还应当树立材料优化意识，即以绿色建材替代传统建材，达到节约资源、保护环境的目的。在建筑工程领域综合发展水平不断进步的背景下，建筑市场中的建材种类越来越多元化，但质量却参差不齐。传统的建筑材料虽能够满足住宅建筑施工在质量方面的要求，但却未能兼顾环保要求，于是多样化的绿色建材应运而生。以绿色建筑材料替代传统污染性较强的建筑材料，更能满足建筑设计领域可持续发展的要求。设计人员应尽可能选择在生产过程中不会产生能源消耗或者产生的能源消耗量较低的建筑材料[7]，以可再生、可循环建筑材料替代不可再生的建筑材料，降低环境污染。

此外，在选择建筑材料时，还需要充分考虑到住宅建筑所处区域的地域性特征和生态性特征。值得注意的是，大力推广绿色建筑材料并不意味着要杜绝使用传统的建筑材料。部分建材造价较低，并且可以轻易取得。以黄土为例，许多地区在进行住宅建筑时会以黄土作为主要材料之一，如混合芦苇、麦草等，强化整体结构的连接性和稳定性，一方面达到了保护环境的要求，另一方面也降低了住宅建筑的建造成本[8]。

3.5 借助景观植物的环境保护优势

很多绿色植被都具备改善空气的作用，植物在光合作用下能够产生大量的氧气，同时吸收空气中的二氧化碳。基于低碳理念的住宅建筑设计可以更多地借助绿色植物的环境保护优势，在建筑物周边进行绿色植被的规划，一方面能够提升区域内的绿化水平，满足人们对周边环境的美观性要求；另一方面绿色植被还能够发挥更加显著的减排效果，营造生态宜居的住宅环境。此外，随着城市化进程的逐步加快和生活水平的不断提升，私家车的数量急剧增加，汽车的通行不仅会产生噪音，更会排放大量的污染性气体和粉尘，而在住宅建筑周边设置绿色植被景观能够隔绝噪音，降低粉尘，为建筑物挡风。加强住宅周边区域的绿色植被设计还有助于建立功能性丰富的配套空间，如休闲广场、晨练区域等，满足住户们的精神需求，给予住户们更加优质的居住体验[9]。

3.6 提升可再生能源的利用率

低碳环保理念的核心在于节约能源，降低碳排放量。大自然赋予人类的部分资源是有限的，一旦消耗殆尽，短时间内无法再次形成，甚至永远都不可能再次生成。但与此同时，大自然也赋予了人类许多无穷无尽的资源，如太阳能、风能等。在进行低碳建筑的设计时，应当及时转变思路，更多地借助可再生能源的应用优势，提升住宅建筑的综合设计品质。

首先，住宅建筑的低碳设计应当结合现实条件有针对性地进行节能系统的选择。例如我国北方地区四季分明，冬季气候寒冷，部分地区冬季的最低温度甚至可达-40 ℃，住宅建筑在投入使用后每年冬天都需要采取集中供暖或分散供暖的方式调节室内温度。传统的住宅建筑供暖方式是通过燃烧煤炭等放热材料，产生热能，从而达到提升室内温度的目的。在进行住宅建筑的低碳设计时，应当注重做好气候寒冷地区建筑物的保温设计，避免室内温度的大量流失，减少热量损耗。相关设计人员可以从建筑外墙的保温设计着手，记住建筑外墙设计的热量交换功能，隔绝冷空气，使室内温度能够保持均衡状态。另外，根据以往的住宅建筑设计经验，门窗的保温设计不达标是容易导致室内热量流失的主要原因之一，门窗作为住宅建筑中承担着热量交换功能的部分，在进行这一方面的设计时，一方面需要考虑室内通风的要求，另一方面还需要改善室内采光情况。除此之外，门窗设计的密封性也是需要重点考量的因素，在不影响室内通风和环保性能的前提下，避免热量从门窗处大量流失。在我国的南方地区，夏季气候炎热，室内温度较高，进行低碳设计时，应当考虑到建筑物的隔热性能和遮阳性能，尽可能创造舒适的室内空间[10]。

其次，住宅建筑的低碳设计应当合理利用清洁能源。太阳能、风能等可再生能源取之不尽，用之不竭，在住宅建筑设计中，以可再生能源替代不可再生能源，一方面能够有效节约自然资源，另一方面清洁度较高，几乎不会造成环境污染问题，更有助于住宅建筑设计领域的可持续发展。除此之外，相关设计人员还可以利用部分资源能够循环使用的特质，在不影响住宅建筑使用功能和建筑质量的基础上进行资源的二次利用，达到节约资源的目的。例如，在进行住宅建筑的规划设计时，可以在住宅建筑中增设废水的过滤系统和回收系统，生活废水在使用后可以集中收集再进行处理，提高水资源的利用率。

最后，住宅建筑的低碳设计应当注重新技术的开发应用。如今，资源匮乏的情况日益严峻，以与人们日常生产生活关系极为密切的水资源为例，面对水资源损耗量逐年增加的情况，在进行用水系统的设计时，应融合节水方案。例如，经过过滤处理后的水源可以用于景观或灌溉中，尽可能降低污水集中处理产生的能源消耗量，降低污水排放。

4 结语

目前，城市的碳排放情况越来越严峻，低碳化的理念已经逐渐渗透到各行各业发展的进程中，住宅建筑的设计同样需要朝着低碳设计的方向转型，使低碳设计理念能够在设计中更好地发挥效用。

在今后的发展进程中，相关设计人员应当从节约资源和保护环境两大方面出发，在提升住宅建筑设计质量的同时，加强对于住宅建筑周边的环境的保护，借助景观植物的环境保护优势，提升可再生能源的利用率，加强对于资源消耗量的合理控制，达到提高资源利用率、满足节能减排要求的目的，为广大住户们建立绿色、健康且宜居的生活空间，充分保障生态环境，实现真正的可持续发展。