碳化现代低碳化建筑设计理念

摘要：随着现代社会的发展，低碳型建筑普遍推行，人们对于低碳的认识越来越深刻，各种低碳的呼声也越来越高。而房屋建筑能耗是我国能耗一大部分，做好建筑的低碳设计对于缓解我国的能源危机具有非常重要的作用。本文根据自己多年的工作经验，介绍了建筑设计低碳技术的要求，并详细阐述了低碳建筑设计技术应对策略。
关键词：低碳建筑低碳策略设计技术
当前全球生态环境以气候变暖为主要特征日益突显。气候及环境恶化是当今全球面临的重大挑战，人类最大的危机不是金融，不是经济，而是环境。2003年，英国能源白皮书《我们的能源未来:创建低碳经济》中提出了低碳经济概念，强调节约使用能源，特别是碳基能源，在减少总的能源需求的同时改善能源结构。作为地球能源消耗、污染物排放的大户，建筑的材料生产、建造过程、建成后使用、废弃后的处理等全过程都存在着巨大的能耗。拯救地球家园已成为每个国家、民族、企业和个人的共同使命，我国早已在各方面付出了行动，并积极推行科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会，坚持节能减排的低碳发展模式。

1 低碳建筑的概念

建筑是人与自然进行能量信息交换的媒介。建筑师对建筑、市镇以及它们在空间上的分布所做的决策对能否实现“可持续发展”而言至关重要能源、原材料的消耗、碳排放水平等都将取决城市的发展模型。低碳建筑可以被认为是实现尽可能少的温室气体排放的建筑，是指建筑在规划、设计和建造过程，尤其是在使用过程中，在满足室内热湿环境等使用要求的前提下，通过使用节能技术和产品，直接或间接减少能源的使用，提高能源使用效率，或使用清洁能源，从而降低二氧化碳排放。

2 低碳策略

低碳建筑设计的降耗过程是通过空间组织、体量设计、绿化设计、构造及围护结构设计、采光设计、日照控制、通风组织等一系列适宜技术形成综合的低碳效应，使建筑形成良性的微气候自循环系统，以最经济的措施实现节能降的最大化。对于建筑来说，低碳设计意味着整个设计、建造、使用与废弃环节都要考虑到低能耗、低污染与低排放。在考虑建筑的耐久性设计的同时兼顾建筑的易拆除设计、节约资源设计和可再生能源利用设计等。

2.1更多地考虑建筑的环境属性

在全球化背景下，建筑师们创造出一批具有可识别性的标志性建筑，一种可以独立于其所建造的环境的商标性建筑，但是也有建筑师始终关注在具体环境中解答问题，让建筑成为特定环境所创造出的物体。安藤忠雄设计的很多建筑都是埋在地在的。他曾经

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说过:“不管出于什么样的自然环境中，我都试图创造一个从不凌驾于环境之上的建筑。”对场地地形的有效利用从而减少工程量，对风向、光线的有效利用从而减少建筑在使用中的能耗，已经成为大多数建筑师的共识。
西班牙女设计师Belinda·Tato的临时搭建物“空气树”，在应对城市高温环境的长期命题、解决都市空间环境再循环的过程中，做出了有效地尝试。“树”由轻质可再生材料制成，可以轻易地拆卸并移动到其他地方。“树”的内部通过喷水管道以及各种攀缘植物如忍冬、常青藤等进行空气调节，吸收二氧化碳，净化空气。其冷却系统可以将内部气温下降至比街道其他地方低8－12℃，从而有效减轻大多数城市中心出现的热岛效应，成为居民休闲避暑的好去处。

2.2材料的多层次开发与高效利用［1］。

2.2腔体概念的设计模式

结合建筑生态的技术特性，相关学者借鉴仿生学的学科方法，针对低碳建筑策略，提出了“建筑腔体”的概念。所谓建筑腔体，即建筑采取适宜的空间体形、运用相应的技术措施，能够利用或辅助利用可再生能源，在运作机制上与生物腔体相似，高效地营造出低碳排放高舒适度的建筑。其基本设计模式及策略如下：在设计的初始阶段，就注重场地的微气候因素；其次，分析场地环境在物理意义上的形态所造成的微气候，增强对基地的具体能量流特征的认识；接下来的设计整合过程中，考虑技术要素的建筑化处理，转换腔体类型发挥其生态作用，也就是说，反映在低碳处理上，腔体的构件注定会成为减少碳排放的一个重要因素；最后还需要进行技术性的评价，以作为反馈和修正的依据［2］。因此，建筑腔体的设计过程，就是在既定环境和资源条件下，一种通过合理设计和技术选择，在各种“条件”与“需求”之间达到平衡的过程。运用这种建筑腔体的概念进行低碳建筑设计，可以获得比采用常规做法少的碳排放量而达到同样的室内舒适性。

2.3绿色建材的使用

建筑与装修材料、设备管材的生产和建设环节是建筑大量产生能耗和污染的环节。很多常用的建筑材料会对环境产生不利影响，如新鲜加气混凝土会散发氡气，人造板材有大量甲醛挥发。在我国城市化进程中，建筑大多采用钢筋混凝土结构，而水泥是高耗能、高污染、高CO2排放的建筑材料，
在开发新材料的同时，强调建筑材料的地域性和原生态性。黄土高原地区的生土建筑维护结构主要是黄土直接加工成的生土材料，另外混入的麦草、芦苇等防止开裂。生土建筑具有施工简易、低能耗、便于就地取材等优势。生土制成的土坯砖造价仅为混凝土的1/5，用它做成护结构可以使建筑室内获得稳定舒适的环境。另外其加工制作过程也无需煅烧，污染很小，并且材料可以重复利用建设，甚至可以作为肥料在农业中使用。

2.4 基于数字化技术设计技术

总的来说，数字化技术主张采用国际先进的数字化技术对建筑整体或重点部分进行科学的分析、预测、监控、反馈、控制，从而减少建筑物碳排放量的释放，达到低碳建筑的基本要求。技术措施一：低碳建筑设计借助数字化技术的相关软件，可以进行建筑碳排放量的模拟与测算，在几分钟内便可计算出建筑的碳排放，同时，利用数字化技术，也使建筑低碳化设计中的物理环境条件的参数化设计（声、光、热以及室内空气质量等）和数字化精确调控成为现实。技术措施二：低碳建筑设计可以借助数字控制技术，借鉴和使用当前前沿的生物技术、防污染技术、再循环和资源替代技术、生态式的能量供应技术以及环境保护技术，建立以建筑与自然环境共生、减少碳排放量的建筑节能技术体系。技术措施三：低碳建筑设计可以借助数字技术在使用和管理上的优势，串联起数字管理系统、给排水系统、供配电系统、照明系统等子系统，形成以计算机系统为主的综合系统，实现对建筑中所有的机电设备和能源自动控制、电讯网络自动控制，确保建筑物有关设备的合理高效运行。

2.5材料的高效利用

首先，建筑与室内设计一体化，可以减少构成建筑这个系统的要素，减少不必要的材料损失与能耗。其次，充分利用材料的特性，将材料性能与建造紧密的结合起来。采用高性能、低材耗、耐久性好的新型建筑体系，比如自重轻、可再生的钢结构构件，便于现场拼装搭建，可以减少施工环节与施工周期，节约施工成本，减少施工现场的材料浪费，降低废弃材料形成的污染。以后，刘家琨提出“再生砖计划”，利用破碎的废墟材料作为骨料，掺和切断的麦秸作纤维，加入水泥、沙等做成轻质砌块，用作灾区重建材料［3］。这种低技低价、就地取材的环保材料，既是废弃材料在物质方面的“再生”，又是灾后重建在精神和情感方面的“再生”。
3低碳设计理念的推广与建立完善的后评价机制
通过政策法规的制定、专业机构的实施推进、经济杠杆的运用、设计师有目的的引导等手段进行低碳项目的推广，是行之有效的手段。一个理性的建筑设计过程加上一个具有延续性的环境性能评价过程，才能形成一个完整的循环。由评价提供的反馈信息最终可以转化为设计的优化策略。比如在新材料新技术的推广应用上，不能单纯的从感觉上判断节能的效果，而是通过一个有效的评价机制，获得科学的严谨的数据，从而从经济、环保等方面综合判断其应用价值。如太阳能光电转化装置，成本较高、回收期较长，在大量的居住性建筑中推广就较为困难。
4结语
低碳经济核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。中国的城市化、现代化进程还将持续很长的时间，只有选择节能减排的低碳发展模式，避免用孤立的眼光看待交通、污染、建筑、能源等问题，考虑整个生态系统的协同合作，建立建筑低碳排放体系，注重建设过程的每一个环节以有效控制和降低建筑的碳排放，并形成可循环持续发展的模式，才能有效解决城市发展中的各种问题。
参考文献：
［1］贾冬婷.马德里馆:一栋屋，一棵树［J］.三联生活周刊，2010(2):70－74.
［2］吴恩融，穆钧.基于传统建筑技术的生态建筑实践［J］.时代建筑，2007(4):57.
［3］张通.清华大学环境能源楼———中意合作的生态示范性建筑［J］.建筑学报，2008(2):34－39.