碳中和背景下的绿色建筑设计理念应用研讨

张金丹 孙培师

山东省建筑设计研究院有限公司 山东 济南 250000

引言

经研究发现，过量的碳排放会导致全球变暖、冰川融化以及自然灾害频发等严重不良后果，从而危害人类生存和发展，而我国的碳排放量超过其他国家，因此我国制定了碳中和战略目标，在相关调查中了解到，建筑工程运行及建筑施工材料生产过程中的碳排放量一直居高不下，由此可见，推进建筑行业绿色发展，是实现碳中和战略目标的关键，所以在碳中和背景下，很有必要借助绿色建筑设计理念在建筑用地、施工材料等各个方面的合理应用，构建绿色建筑工程。

1 中国建筑能耗现状

世界能源机构发表的近两年的全球建筑以及建造业的相关调查显示，环境中所有的二氧化碳排放量占比中，建筑物的碳排放量超过了36%。建筑物的碳排放主要来自建筑运营和建筑材料的制造过程，而在建筑业的建造过程中，碳排放量所占比例很低。比如当地出产的建材，只要不是昂贵的运输费用，基本上都是低碳的，但如果是进口的建材，就必须考虑到运输过程中的二氧化碳，正因为如此，建筑工程项目成为高碳项目。所以在整个建筑的全寿命过程中，我们不能仅仅从生产过程中计算出二氧化碳的排放量。

我国的建筑节能具有两大特征：一是公共建筑面积较小，但其二氧化碳排放量较高，单位公用建筑的二氧化碳排放量是日本的两倍。二是在北方，中央供暖建筑每年排放的二氧化碳处于较高水平。假设在我国的南方也实行集中供暖，就会成为高碳排放项目。但是，由于我们采用了分体式的空调器，可以实现仅供人居住的室内使用，最大限度地减少了能耗，因此，我们住宅的二氧化碳排放量仅为美国的五分之一。美国居民的能源消耗之所以这么高，有两个原因：第一，人均住房面积是我们的两倍；第二个方面是中央空调和干衣机的普及率很高。

2 绿色建筑促进减排的多条路径

绿色建筑具有“气候适应性”的特征，它可以根据气候的变化调整其能量利用方式进行调整，这使得建筑的能量使用方式呈现浮动变化状态。建筑可以生成能量，这一点在一些发达国家已经得到了验证，德国能源机构和我国的合作也取得了很多成功的经验。在德国北部的一些城市，正能量建筑正在开发，北京和上海等日照二类或者三类地区，也可以通过引进相关技术来获取太阳能。比如将太阳能电池板安装在大楼的屋顶上，再安装在大楼的南边，这样就可以利用更多的太阳能。大量的工程实践表明，建筑物不仅是能源消耗的单位，而且也是生产的单位。

除单体建筑外，太阳能、屋顶风能、电梯下降势能以及都市生物能等都能构成微型电网。值得注意的是，建筑节能的潜在因素是“微能源”体系。将风能、太阳能光伏与建筑相结合，并结合了电梯的降落势能以及都市生物能，使得小区内的分布式能源与电动汽车的储能结合起来。当电量充足的时候，这个系统会出售电能，当电量不够的时候，它会从电网购买电能，而在其他时间，它会储存在汽车里。

3 绿色建筑设计思想在建筑设计中的科学运用

要实现“绿色”的概念，就必须从整体的角度来考虑，尽量减少对环境的污染，同时也要倡导环保理念，确保小区居民的工作和生活，不会因为施工而受到影响。在进行设计时，必须充分考虑可能出现的问题。要深入工地，充分了解工地的状况，进行综合的分析和综合，以最佳的方案实施，确保在施工中达到环境保护的目的。要做到动态和动态的监控，对工地进行有效的监控，以保证环境保护思想在施工中得以落实[1]。

3.1 绿色设计思想整体运用

绿色设计不能只是纸上谈兵，要将环保概念全面运用于实践，并付诸实践，还要考虑很多问题，这样才能更好地推动绿色设计的推广和应用，保证每一项技术都能达到建筑的要求。要充分把握整个项目的整体和全局，在整个建筑的布置上，必须将整个绿色理念纳入其中。在总体布置上，应考虑到建筑可能对周边环境的影响，以防止建筑风格与周边环境格格不入。在技术创新方面，要从整体上推动新技术、新材料的引进，在进行建筑设计时，要根据市场状况，在保持原有技术的前提下，引进新技术，提高施工的效率和质量。在传统的设计中，对技术的掌握程度很低，采用常规的方法，不仅会对周围的环境造成破坏，还会造成周围的生态失衡，甚至会对周围的人的工作和生活造成负面影响，这种技术已与环保设计理念相违背，只有不断创新技术形态，才能实现科学建设，不断改进现有技术形式，促使设计质量和效率得到提升。各种建筑材料的运输都要经过精心地规划，各种建筑材料都要使用各种交通工具，在运输的时候，会对周围的环境造成一定的污染，因此，在运输的时候，要将垃圾处理掉，以免对环境造成污染，促进人与自然的和谐发展。

3.2 碳中和背景下绿色建筑设计理念设计的细节落实

3.2.1 建筑用地的规划和应用。我国国土资源虽然较为丰富，但我国人口基数较大，加上部分国土资源开发较为困难，致使人均国土用地相对较少。同时在地理分布上，东西差别较大，西部地区土地相对贫瘠，利于进行耕种的土地较少，人均耕地的使用率也相应较低。要实现经济和社会的全面发展，就必须加强国土资源总合，秉承绿色建筑设计理念，科学合理的对每一块可用建设用地进行规划，以确保土地资源的充分利用。此外，在工程施工过程中，不仅需要关注建筑施工，还有注意施工对环境的影响，在进行工程设计时，应考虑到工程场地的土体构造特点，以达到工程用地的规划要求，尽可能地降低对工程的开发和破坏。建筑工程在施工前，政府部门要进行统筹研究，合理地规划土地用途，确保土地开发的科学性、合理性、经济性，最大限度地减少资源的浪费和破坏，从而达到项目的建设和发展的基本需求。例如，在斜坡上，可以考虑建设一个地下停车场，既能满足城市的发展需求，又能解决停车问题，又不会对原有的土地结构造成严重的破坏，有利于环境的发展[2]。

3.2.2 绿色环境物料的使用。在进行建筑设计时，既要注重环境保护，又要兼顾实际使用效果，同时兼顾材料的品质和环境保护。采用绿色建材可以达到建筑的环境保护作用，为建筑物提供了很好的保护。采用绿色材料可使资源最大化，降低废物对环境的污染，从而提高整个社会和经济的效益。不同地区的自然状况也不尽相同，在地震多发地区，建筑设计者首先要考虑的是复合板，这种板可以提高建筑的安全性，也可以确保住宅的实用性。如果是在地震中受损，那么建筑材料就不会再受到太大的伤害，而这些材料，也可以重新利用。有些不符合环境保护的物料是不能进入工地的，也不能在设计中得到体现。在建材的选择上，最重要的是要考虑到节能和环保因素，科学、合理地使用建材，尽量减少废物对环境的损害。为降低运输费用及环保效益，必须选用本地自制建材，以提高生产效率，并确保环保[3]。

3.2.3 提高空间布置的合理性。建筑空间是人们生活的保障，应充分利用设计元素，使其在合理的布局中充分体现出绿色建筑的设计思想。将建筑的空间规划和设计有机地结合起来，以实现环保目的。而对人类居住的日照需求，必须充分考虑通风采光所产生的影响，合理地利用自然环境，确保建筑空间布局的合理性。在传统的空间布局中，没有太多地考虑自然因素，要充分利用自然条件，进行全方位的环境保护，进行室内的设计和施工。室内照明、通风温度设计也很重要，要做到整体布置得最好。可选用具有良好透光率的玻璃，以适应人们对日光的需求。室内空气的流动是否顺畅，对人体的健康有很大的影响，要充分地保证室内通风的有效供给，并通过控制气体来进一步地改善住宅的环境和节能。

3.2.4 建筑外墙工程施工。建筑设计需要全面地考虑和分析，墙面也是满足绿色建筑外观要求的一个重要方面，要做好墙面的设计，要通过不同角度，系统化、立体化地考量，墙面所选择的材料、颜色、墙面所拥有的防水、保温特性等都与建筑环保性有直接关系，要做好墙面保温设计，这样才能更好地节约能源，保证房内温度的同时，体现了环保设计。要合理选用各类原料，多了解新材料的市场状况，在原材料的选用上要进行科学的检测，以达到保温和环保的要求。在某些条件允许的区域，应在屋顶或露台上安装太阳能，以充分利用太阳能，将无处不在的太阳光转换成热能和电力，为室内的室内提供照明和热水。尤其是跨度较大的仓库厂房等建筑结构，因为屋顶平坦宽阔，能吸收更多的阳光，所以，可以利用这种特性增加太阳能板，方便工厂获得更多的可再生资源[4]。

3.2.5 太阳能应用的效率提升。新能源历来都是环境友好型的设计，要充分考虑当地的环境条件，合理地选用和使用新能源，而太阳能作为一种新型的能源，已经被广泛地应用于生产和生活中，可以说，在所有的能源中，太阳能是最环保的，也是最方便的，其利用率较高，太阳能无污染且绿色高效的清洁能源能够全面满足人类的各种需要。充分应用太阳能，可以科学合理地进行能量转换。太阳能是存量无限的能源，科学地利用太阳能促进了建筑业的健康发展。设计师必须尽量将太阳能应用于建筑的设计中，使其成为二次能源。太阳能是一种绿色能源，也是一种非常环保的能源，它可以通过光伏系统进而转化为电能，加热水源为建筑物提供全天候的热水，这对于提高生活质量有着非常重要的作用。要使太阳能得到最大程度的利用，就必须要有一个全面的了解，所以，在设计的时候，要考虑到当地的冬天和夏天的气候，同时还要考虑到室外的温度和湿度，所以，我们可以通过大的玻璃窗来满足阳光的照射，并采用能平衡收放太阳热量的材料，进行建筑外表面设计与实施[5]。

3.3 建筑信息建模技术的应用

要有效提升绿色建筑的设计质量，就必须运用信息模型技术对绿色建筑进行检测。对某些可以实现的工程，必须采用绿色的设计模型，进行前期的规划和设计，并对施工中出现的问题进行深入分析，以达到环保的要求，达到建筑行业的最高水平，从而使建筑节能、节约材料、节约材料。施工单位要强调针对建筑物设计以及施工过程的信息模型的生成，并利用这种模型在制定方案的过程中开展科学的统筹管理，强化建筑的绿色属性，提高能源利用率，充分体现建筑的绿色优势。设计者应主动与施工单位沟通，在方案设计之前做好充分的调查，以达到科学化的设计目的，使得建筑符合生态标准的要求。平面图纸的设计可以很好地反映出工程的意图，但在实践中常常会出现问题，这些问题多集中在设计与施工之间的协调性不足，最终导致设计内容和建设过程的不统一，解决问题的过程又需要花费大量的人力物力。模型技术可以有效地利用仿真技术实现材料技术的差异化，实现人员调配的充分和合理，从而达到人员、设备与设计施工内容的有效协调，通过精准施工实现建筑设计要求。针对工程施工中存在的各种问题进行分析，降低施工过程中不同专业之间产生的冲突，提高施工现场的安全水平，全方位地提高建筑工程项目的施工效率和质量，推动建筑行业以及建筑企业的健康发展。

4 结束语

随着碳中和发展目标的提出，有效降低社会生产生活中的碳排放是各个领域、各个行业的责任与使命，加之绿色发展已经成为世界各国共同发展趋势，因此对于我国建筑行业来说，绿色建筑设计理念的应运而生开启了建筑行业绿色发展的征程，将绿色建筑设计理念科学性的融入建筑工程建设中，也成为促进碳中和发展目标实现的重要途径，因此很有必要探索碳中和背景下的绿色建筑设计理念应用。