低碳建筑设计理念在建筑规划设计中的运用——以青岛莱西南开学校为例

李敏

（中央军委后勤保障部安置住房保障中心）

1 工程概况

文章所选案例工程为青岛莱西南开学校，其位于青岛莱西市姜山镇，工程规划用地面积为269597㎡，工程建筑总面积为174037㎡，其中地上部分建筑面积为166194㎡，地下部分建筑面积为7843㎡，工程建筑密度为21%，容积率为0.616，其总体布局如图1所示。

图1 青岛莱西南开学校总平面图

2 低碳建筑设计理念在建筑规划设计中应用的必要性

首先，低碳设计理念的融入，使得建筑规划设计过程中更加重视建筑工程与其周边自然环境之间联系，进而实现建筑室内外的连通设计，最大程度利用自然资源，构建更加和谐自然的建筑环境。低碳理念的应用，使得建筑工程建设期间增大了环保建材的用量，严格控制碳排放。其次，建筑工程建设与投入使用过程中都会面临着大量资源的消耗和大量碳排放，对于环境会造成恶劣影响，在建筑工程建设规划过程中融入低碳设计理念之后，可显著减少施工废料的产生，降低工程建设期间的能源消耗，碳排放大幅度降低。最后，融入低碳设计理念后，其建筑设计更加强调因地制宜和对当地地域风貌的自然融入，在建设过程中可充分利用当地的建设材料，就地取材，结合特有的气候条件和环境属性，打造具有当地特色的节能型建筑。

3 低碳建筑设计理念在建筑规划设计中的运用分析

3.1 低碳设计理念在建筑选址中的应用

低碳建筑设计中，建筑工程选址非常重要，实施建筑设计规划过程中，设计人员要对项目拟建地的地貌环境进行勘察，建筑工程的建设地点应尽量选择自然资源丰富且光照充足的区域，这样一来有利于太阳能和风能等清洁能源的应用。此外，建筑工程的选址规划设计应该充分尊重其所处地域的地貌特征，设计人员应结合场地勘察结果对场地现有资源实施合理规划应用，进而最大程度节省工程建设期间在建设场地改造环节投入的费用，与此同时还能够避免破坏工程周边原有的生态环境，保护工程建设场地周边的生态循环系统。这种因地制宜的建筑选址方式，可实现建筑材料的就地取材，设计人员可充分利用建设场地区域内的植物水系等自然资源，有效节省工程建材的远程运输费用，后续工程维护起来更加便捷，节能效果显著。此种建筑选址方式也能够使得建筑更加具有地域特征，更好的诠释当地的建筑文化，实现建筑工程低碳效益最大化目标[1]。

3.2 低碳设计理念在建材选择中的应用

低碳建筑中应用的建材类型应符合节能环保要求，因此工程建设期间进行材料选择的时候要尽量选择低排放无污染的材料，例如，相比于常规建筑，低碳建筑施工时会选择使用钢结构体系替代普通的钢筋砼结构，通过调查可以发现，应用钢筋混凝土结构的建筑所消耗能源总量约为应用钢结构建筑所消耗能源总量的1.2倍，其碳排放总量约为钢结构建筑的1.5倍。由此可以发现，钢结构更符合建筑的低碳设计要求。环保材料的应用在建筑施工期间可节省大量水泥材料和砂石材料，还能有效抑制扬尘，大幅度降低碳排量。

3.3 低碳设计理念在建筑群结构布局设计中的应用

建筑工程中其建筑群的布局结构设计对于工程的节能效果具有非常重要的影响。建筑群的布局设计会影响各建筑的采光与通风效果。一般来说，空气的流向是从高压区流到低压区，设计人员可根据高压区和低压区的分布对建筑群布局实施规划，高压区与低压区的关联通道区域的自然通风情况良好，也是适宜建筑楼群分布排列的区域。通常情况下建筑楼群的布局设计形式可以分为错列式布局、行列式布局、周边式布局和斜列式布局等。对于夏季较为炎热的地区，建筑群布局设计可以采取斜列式或者错列式样，这两种排布方式能够将自然气流斜向引入建筑楼群当中。而周边式楼群分布设计对于自然风的导入难度较高，因此更加适合应用在冬季高寒地区的建筑楼群设计，有效抑制建筑围护结构的对热流损耗，节能降耗效果突出。建设设计人员设计过程中还可以充分利用冬季主导风向与夏季主导风向的差异性，设计出融合性更强的建筑群体结构布局方案，在工程中配置不同类型的建筑，进而在冬季最大程度阻碍气流的自然导入，在夏季提升气流的导入效果。在我国大部分地区都可以通过建筑群的结构形态设计实现对于冬季西北风的阻挡，强化东南方向和南向的夏季风，为此，设计人员在规划建筑群结构布局时，可将不同高度的建筑面向主导风向实施平行排布设计，建筑群北部配置最高的建筑，逐渐排布低于其高度的底层建筑，直到场地最南边，布置高度与体量最小的独立建筑，这种布局设计方式能够更好适应气候和季节的变化，充分利用自然风，优化建筑通风效果和节能效果，还可使建筑群体结构形态设计更加丰富[2]。

3.4 低碳设计理念在建筑朝向设计中的应用

建筑的朝向设计对于建筑物的通风效果和日照情况具有决定性的影响。为此，在建筑朝向设计中融入低碳设计理念非常必要。一般来说，流经建筑物周边的风速越大，室内的通风效果就会越好，在夏季更加利于建筑室内通风与散热，但对于冬季较寒冷区域，为加剧建筑围护结构的热量流失，为实现低碳节能目标，设计人员实施建筑朝向设计的时候，应尽量令建筑的大立面方向朝着其所处地区的夏季主导风向，建筑的小立面则朝向该地区冬季的主导风向，以满足冬夏不同季节建筑对于通风日照的不同需求。

3.5 低碳设计理念在建筑室外空间规划中的应用

建筑室外空间与建筑之间存在着密切的关联，良好的建筑室外空间设计能够使得室外空气流通效果更佳，有效调解建筑内用户对于外界寒冷、炎热、潮湿、干燥等各类环境条件的承受能力。建筑室外空间作为建筑工程中不可或缺的有机组成，设计过程中要融入低碳设计理念，打造节能舒适的建筑室内外联动空间。建筑排布过于密集，室外空间就比较紧凑，建筑物本身的散热容易引发热岛现象，如果建筑间的室外空间过大，还可能造成热能流失严重的问题，为此建筑设计人员应结合工程建设区域地理特征、气候特征、建设条件等多种因素，综合考量建筑室外空间的预留方式。

3.6 低碳设计理念在建筑采光设计中的应用

在建筑采光设计融入低碳设计理念的目的一方面是将自然光引入建筑室内用于照明，减少电力照明设备消耗的电能，另一方面还可通过自然光的引入实现室内温度的提升，节省室内采暖过程中消耗的能源。设计人员可采取如下策略实施建筑采光设计，首先，高窗及侧顶光有助于提高室内的亮度及光照的均匀程度，同等面积的开口采光，将其实施分散设置比集中一处的均匀度为佳。其次，低窗提供室内深处较多的反射光，均匀度好。向外下斜的窗台可以反射直射光，减少眩光产生，并能增加地面反射光的收集。

3.7 低碳设计理念在建筑墙体设计中的应用

建筑外墙的设计上可以采用以下的方法来提高其保温隔热性能：增加构造体的厚度或绝缘性，可增加热容量及延长时滞；提高壁体的遮蔽性，减少直接日射；使用日射吸收率较低及浅色的外表材料；采用双层外壳的构造方式，不仅外层可以遮蔽里层，而且中间空气层还具有对流散热的效果；室内散热量大的建筑避免过度隔热，以免夜间排热不易[3]。

3.8 低碳设计理念在建筑景观设计中的应用

建筑规划设计中的自然景观设计是不可缺少的关键部分，与建筑物的融合能够使得建筑居住环境质量得到显著提升。低碳建筑工程的建设离不开自然景观的辅助，常规设计包括绿植设计和水体景观设计等。绿植的应用可起到有效遮阳的效果，形成空气压差，实现建筑物周边风速的有效调节，根据建设需求调整气流的方向，在夏季令建筑物周围变得更加清凉，寒冷季节还可起到抵挡寒风等作用。水体景观的设置可以吸收大量的阳光辐射，在夏日炎热的地区，设置水体景观不但能够起到美化环境的作用，还可通过水体景观的蒸发吸热，实现为外部环境降温的目的，在实际设计过程中，设计人员将水体景观所具备的辐射得热作用和吸热作用和建筑楼群实施有机结合，可营造更为优质的建筑生态环境。水体景观不但能够通过蒸发吸热实现环境降温，在相对寒冷的地区，还可作为储热材料[4]。由此可见，绿植和水体景观等自然景观的融入对于建筑规划设计大有裨益，例如文章中案例工程青岛莱西南开学校的设计当中，就融入了低碳设计理念，设计了森林、草地、湖泊等各类自然景观，打造了与建筑相辅相成的自然生态环境，使得自然景观与建筑相映成辉，为师生提供自然美观的建筑室外环境，如图2所示。

图2 青岛莱西南开学校鸟瞰图

4 结语

综上，随着人们生活水平的提升和消费观念的转变，其更加倾向于追求绿色环保、节能低耗的居住环境氛围，这就使得低碳建筑设计在此时代背景下应运而生，低碳建筑已经成为未来发展的主要方向，该设计理念在建筑规划设计中的应用能够营造出低能耗、经济健康与舒适的建筑环境，促进国民经济快速发展。