低碳概念下的建筑设计应对策略

贾晋文

（山西省建筑设计研究院有限公司，山西太原 030013）

0 引言

低碳概念在建筑行业领域应用，有助于建造环境友好型建筑，减少建筑工程施工中的固体废弃物、废水、废气排放，改善周围生态环境。因此，在建筑设计中积极融入低碳理念，强调选择节能环保型建筑材料和施工技术，创设更加健康、绿色的环境。但实际上，此种设计中也可能引发新的问题，过分关注建筑物外观设计，而忽视了建筑物的节能功能，催生了很多高耗能、低效益建筑物，同样会对环境产生污染和破坏。鉴于此，建筑设计中应该全面贯彻落实低碳理念，与可持续发展战略相契合，以此来提升建筑设计质量，建造更多高质量的建筑物，为建筑行业高维度发展做出更大的贡献。

1 低碳建筑的内涵和优势

1.1 内涵

相较于传统建筑，低碳建筑能耗更小，对生态环境更加友好，因此其内涵更加丰富，可以从以下几点来诠释：①建筑设计中需要充分贯彻彰显节能环保理念，包括工程规划设计、施工、装修以及后期使用各环节，与低碳经济发展要求相契合。通过建设低碳建筑，尽可能减少对生态环境的污染和影响，契合实际情况，创设更加舒适、健康、低碳的环境[1]。②建筑设计要多方考量资源、能源、施工材料的使用情况，尤其是要减少煤炭、煤气等不可再生资源的使用量，引入太阳能等可再生的清洁能源，在不影响工程质量、安全的前提下，合理配置各类资源，便于创造更加理想的效益[2]。③资源合理利用，对于建筑工程施工中所产生的建筑垃圾、生活垃圾合理化处理，尽可能减少垃圾所造成的碳排放。在建筑设计中全面贯彻低碳理念，力求建造环境友好型建筑物，在保留传统建筑物的功能基础上，有别于传统建筑物，成为自然环境范畴的有机构成体。通过此种方式，实现建筑物和环境和谐统一，为人类社会可持续发展奠定坚实保障。

1.2 优势

低碳理念下建造的建筑物，相较于传统建筑物具有更加突出的优势。首先，低碳建筑可以有效减少建筑物总体能耗，设计和施工中均需要选择节能环保型材料，兼顾建筑物的耐用、经济与环保需求。实际上，低碳建筑相较于馋鬼建筑可以减少70%的能耗。其次，低碳建筑更符合时代发展要求。不同于常规建筑物，低碳建筑在施工中更加倾向于就地取材，选择节能环保型的施工材料和工艺，施工中注重区域文化特色挖掘和展现，与区域地质条件、气候条件相契合。基于此种方式，有助于建造更具特色的绿色建筑，促使建筑使用者获得更加舒适、健康的生活。最后，低碳建筑可以动态适应季节变化。以往建筑物和自然环境是香格里的，室内环境较为封闭[3]。所以，此种情况下不利于室内空气流通，而低碳建筑可以充分考量季节变化，依据实际情况来自然调整室内环境，减少采暖能耗。

2 低碳理念下建筑设计现状分析

现代社会飞快进步和发展，低碳理念逐渐渗透在人们的日常生活、工作各个角落，低碳生活开始被人们所推崇和重视，自觉去规范行为举止，尝试着节能减排，减少对生态环境的负担。根据实际调查结果了解到，建筑施工中需要大量能源和资源，由于设计方案不合理，管理模式粗放，导致很多资源存在不必要的浪费，而建筑设计中通过低碳理念的融合应用，可以有效改善此类问题，带来更加理想的经济效益、社会效益和生态效益。而且建筑行业中融合应用低碳理念，有助于赋予建筑行业持久发展动力与活力，朝着更高层次发展[4]。但从另一个层面来看，目前低碳建筑设计中还存在很多的不足。具体表现在以下3点。

2.1 低碳技术应用水平偏低

从低碳建筑设计发展实际情况来看，目前我国的建筑行业仍然存在高耗能问题，即便有很多可再生能源被应用，如风能、太阳能和地热能等，但占比仍然较少。相较于发达国家，我国科技水平还有所不足，低碳技术处理水平并不高，而技术科研创新能力远远不足，难以满足新时期建筑行业发展需求。

2.2 专业技术人员匮乏

低碳建筑设计难度要远超传统建筑师合计，作为一项综合性学科，目前我国的低碳建筑设计主要是依托于建筑师自身能力，但这是远远不足的，主要是由于建筑节能设计关系到多项学科专业，如规划、建筑、材料、给排水、暖通和结构等。对于目前多数建筑师而言，建筑节能设计水平并不高，认知水平有所不足，很多新的设计思路以往所不具备的[5]。传统建筑设计更多的是关注建筑结构和美感，对内部使用功能缺乏足够重视，致使很多建筑物并不符合节能降耗要求。此种情况下，建筑设计理念与低碳建筑的设计要求相背离。目前多数建筑设计人员知识结构单一，难以系统化考量，因此在不同程度上影响到建筑节能效果。

2.3 可再生能源应用范围狭窄

我国是太阳能光伏电池最大生产国，但实际上国内建筑物对节能技术和产品的利用率并不高，大量节能型产品出口到国外，主要是目前我国尚未颁布实施想教育完善的标准和制度。此类情况下，将阻碍可再生能源大范围应用，制约低碳建筑物建设和发展。

3 低碳建筑的设计理念

（1）能源组合优化。城市化进程不断加快，当前社会对于建筑物的节能降耗重视程度逐步提升，开始尝试着在建筑设计中引入低碳理念，尤其是节能环保型材料和技术的应用，重点控制建筑物消耗的能源，在满足建筑施工质量的同时，尽可能减少建筑物的能源消耗。所以，积极推动建筑能源优化组合，在提升建筑物能源利用率同时，更好地满足人们生产生活需要，如图1所示。

图1 建筑与太阳能一体化

（2）节约能源。低碳建筑设计中，为了减少建筑物能耗和污染，提升能源利用率，在建筑设计中应该积极整合节能技术、自然环境，以此来提升建筑物节能效果，创造更加理想的生态效益。因此，需要积极推动建筑空间和结构优化设计，加大力度引入自然资源，以此来提升建筑设计节能性与合理性，满足当代社会发展需要。

（3）合理利用天然材料。低碳建筑设计中在关注进行节能材料和能源应用同时，也要适当地引入天然材料，以此来提升建筑物节能效果，降低总体施工成本，进而创造更加理想的效益。在天然材料使用中，要注重材料质量仔细检查，符合要求后方可有针对性地应用，避免为建筑工程埋下隐患，带来不良影响。

4 建筑设计融入低碳理念的策略

4.1 合理选址

建筑设计中融入低碳理念，首要一点是合理选址。基于城乡自然生态体系，建造环境友好型的低碳建筑，与周围环境和谐一致。一方面，要重点加强建筑物和周围环境关系的研究，力求实现共生共荣，实现人与自然和谐共处。通过此种方式，有助于改善人们生活、工作环境，提升建筑物周围环境质量。另一方面，区域城市建筑环境整体发展。由于碳排放和城市形态结构密切关联，因此为了实现城市土地资源合理开发和利用，应该加强研究土地资源利用和居民生活碳排放量关系，高密度中心区域人均碳排放量要远低于低密度郊区。因此，要结合城市总体规划布局，合理化运用低碳技术，尽可能避免建设后短期内就拆除的现象。由于建筑物建设周期长，耗能大，对环境影响较大，因此如果随意拆除建筑物，将会产生大量固体废弃物，污染环境。目前我国关于建筑材料的可回收性较差，会释放大量的碳，因此要充分契合城市总体规划设计，尽可能延长建筑物使用寿命，减少不必要能源损耗和环境污染。

4.2 注重材料的高效利用

低碳建筑本质目标是为了节能降耗，减少对周围生态环境的污染和影响。推行建筑施工和室内设计一体化，可以减少不必要的资源损耗。充分发挥节能材料优势特性，提升建筑物整体节能效果。优先选择低能耗、高性能和使用寿命长的建筑体系，尤其是自重轻、可再生的钢结构构件，便于在施工现场拼凑安装，在缩短工期，降低施工成本同时，还可以减少材料浪费和环境污染。

施工材料、设备管材和装修材料等，均是建筑物能耗和污染主要因素，对于一些市场上常见的建筑材料而言，无度使用会对环境产生较大的污染和影响，例如，人造板材会释放大量的甲醛有害气体。目前建筑物主要是以钢筋混凝土结构为主，水泥作为能耗大、污染大的材料，会释放大量的CO2，每1m2钢筋混凝土，就会产生大约300～400kg的CO2。钢筋混凝土结构拆除后，也会产生大量固体废弃物，难以得到有效处理。也这是由于材料的不合理使用，导致后期使用和维护出现了一系列问题。所以，优先选择可再生且能够循环使用的建筑材料，可以显著降低CO2排放，对于控制污染方面效果显著。例如，黄土高原地区的生土建筑物，可以就地取材选择黄土材料，并混入芦苇和甘草加工成生土材料，具有低能耗、操作简单的优势特点。而且生土材料制成的施工材料，造价要小于混凝土造价。锻造期间也不需要燃烧，减少污染，材料循环使用。内部装修材料方面，则倾向于选择能耗小、施工便捷的材料，具有调节室内微气候的作用。

低碳建筑设计中，节能材料的合理化选择，可以创造理想的经济效益，减少建筑物的污染排放。建筑和室内设计一体化，是低碳建筑设计的重要内容，有助于将低碳理念贯彻落实到全过程，减少建筑物能耗损失。充分发挥节能材料优势，与建筑结构紧密结合，建造低材耗、高性能的新型建筑体系，例如，可再生且自重轻的钢结构构件，在施工现场即可搭建拼装，最大沉淀顾上减少施工污染和施工成本，建造环境友好型建筑物。

4.3 加强建筑物体形设计

减少建筑物总体能耗，在建筑设计中应该做好建筑物体形设计，增强建筑物整体性能。改变建筑物体形，遵循低碳设计原则，借助风能稳步建筑物，还可以促进建筑物室内空气充分流通，调节室内环境温度、湿度，创设舒适的居住环境。常规建筑物，为了取暖和降温多需要消耗大量能源提供支持，而低碳建筑则可以借助太阳能和风能减少建筑物的能耗，以此实现节能减耗好的目的，尽可能减少对环境污染和破坏。

4.4 建筑物空间高效利用

对建筑物内部空间进行高效开发和利用，可以起到降低建筑物总体能耗的作用。减少建造是减少建筑物能耗和污染的一个有效手段，促进建筑良性循环，推动城市可持续发展的关键所在。因此，在建筑物户型设计中，采用灵活多变的空间布局，可以赋予建筑物更多功能变更可能性，不仅延长了建筑物的使用寿命，还可以大大减少建筑垃圾出现，实现节能降耗的目标。

4.5 建筑屋面节能设计

屋顶是建筑物的重要组成部分，也是贴近自然的建筑部分，加强屋顶节能设计，可以有效利用自然条件，建造低碳环保的屋顶。例如，选择坡型屋顶，在降雨或是降雪时可以有效避免积水，减少水分对建筑物结构的侵蚀和影响。此种方式，可以显著增强建筑物实用性，而且选择保温隔热的材料，可以起到更加理想的节能降耗的效果。目前很多建筑物对屋面面积进行了有效开发和利用，通过屋顶绿化和墙体垂直绿化结合，美化建筑物，还可以起到遮挡太阳光照射作用，充分利用雨水，水分蒸发还可以净化空气，调节室内温度，在改善城市热岛效应方面效果显著。另外，建筑外墙也可以选择节能环保材料，钢筋混凝土墙体内侧可以选择水泥砂浆材料，设置保温层，并采用2mm厚度的纸筋灰罩面用于装饰层，以此来增强建筑墙体保温隔热效果。

5 结语

综上所述，低碳建筑是建筑行业发展的主要趋势，相较于传统建筑物而言，可以有效降低能源损耗和环境污染。因此，为了建造环境友好型建筑物，应在建筑设计中应融合低碳理念，并将低碳理念贯彻落实到环节，选择节能环保型建筑材料和工艺。此种方式不仅可以创设更加舒适、低碳、环保的居住环境，还可以提升建筑物节能效果，推动建筑行业向更高层次发展。