论文部分内容阅读
引言
人类社会是自然界长期发展的产物，在远古的蒙昧时期就生活在大自然的怀抱中。起初人类抵御自然灾害能力低下，而敬畏地忍受着自然规律的制约与生存命运的摆布。随着人类社会的不断发展，我们清楚的看到建筑的存在与建筑技术的每一次进步，都是为人类改善居住环境和协调与大自然的关系进行顽强的努力。
随着科学技术的发展和新技术的革命，特别是工业化时代的超速发展。出现了城市高楼林立，阡陌交通，爆发式的资源消费。高密度的污染及大规模的废弃物产出。这种人为的人与自然的对抗越来越严重地威胁到人类自身安全与生存。臭氧空洞、温室效应、酸雨、沙尘暴、物种灭绝、水源匮乏、SARS等等。这些我们当代人必须面对的危机与挑战，是我们人类过度发展，激化与自然的矛盾所导致的全球灾难与问题。
在我国改革开放、经济与社会发展日新月异的今天，对照欧，美国家在现代化发展过程中的痛苦经历与经验教训。中国的城市发展和城镇化进程，不能再重蹈覆辙。在城市建设中一定要重新考虑人与自然的关系，尊重自然生态规律。让越来越多的低碳建筑、低碳社区、低碳城市构成我国未来希望的发展前景。
一、低碳建筑的可持续设计
（一）什么是低碳设计
低碳设计是一种在不减弱自然系统的健康发展和再生产能力的基础上便能够满足人类需求的一种平衡设计。美国建筑师学会将低碳设计定义为“将这个系统赖以运转的重要资源持续不断地运用至将来的一种社会能力的设计”。在世界人口激增、能源需求量增加、环境持续污染的年代中，低碳设计正迅速成为当今世界所提倡。
我们目前的经济体系中并没有意识到那些已经枯竭资源的价值以及环境污染和生物可持续性锐减的代价。如果每个人一天的碳排放量以数字记录，可以得出一个人一天的碳足迹。记录碳足迹可以提醒人类对大自然亏欠了多少。所以，对低碳设计的研究凸显了我们对自然无节制摄取的克制和在日常行为中改善与自然之间关系的种种努力。我们渐渐地意识到环境可持续与经济可持续间的密切关系。如果说环境和经济可持续是目标，那么低碳设计就是我们这些设计者们实现这一目标的方法。低碳设计使能源恶消耗、效率低下、排污严重的系统转变为有节制利用资源、富有活力且可反复使用的循环系统。
（二）为什么要发展低碳建筑的可持续设计
目前人们越来越清晰的认识到二氧化碳排放量猛增，会导致全球气候变暖，而全球气候变暖会对整个人类的生存和发展构成严重威胁。实际上，城市里碳排放60%来源于建筑维持功能本身，而交通汽车只占到30%。气候变化、空气污染和资源紧缺，这一切促成了地方、区域和全球范围日益增长的环境关注。其中可持续城市和低碳建筑的發展问题需要更多的关注，因为建造活动在消耗大量资源的同时制造大量的环境污染物。
对于发展中国家来说，低碳建筑思想也越来越受到重视，并已写进国家的发展规划中。事实上，早在2007年我国提出的《能源发展“十一五”规划》中，明确提出到2010年，将使单位GDP能源消耗量比2006年降低20%的目标。
建筑可持续目标的最终达成需要所有建筑专业人员——建筑师和工程师的共同协作。政府也应当在可持续建筑的追求中发挥作用，鼓励和促进有环境意识的建筑实践。建筑的生命周期很长，我们今天做出的任何决定都会在今后几十年中持续他们的影响。
二、上海世博会中建筑与环境的低碳设计
（一）低碳设计在建筑中的运用——以英国零碳建筑为例
1.英国零碳馆的设计由来
2010上海世博会中，有一位来自英国的设计师比尔.邓斯特提出颠覆城市传统，彻底改变人们生活的理念。尽管人们已经意识到可持续发展的重要性，可是现代人的生活任然依赖那些需要排放二氧化碳的能源。比尔认为要想彻底的改变城市环境就要改变人类的生活模式，让人们不再依赖石油、煤油等能源。这座建筑之所以被称为零碳馆是因为他所需要的电力、水和食物完全是自给自足的，不需要世博区提供任何帮助。无论它舒适的空间，美丽的空中花园还是智能配套的设施，都让人相信在这里可以找到理想的生活。
2.在设计初始分析英国零碳馆所能运用的低碳材料
英国零碳馆中所有的生活垃圾都可以被降解，并且转化为火力发电能源。墙体附着有特殊的荧光涂料，白天储存的太阳能量，将在夜间释放荧光。以减少照明能耗。房子朝南的墙壁采用的是镂空设计，以后会装上玻璃，自然采光；而房子的北面墙壁则被设计为斜坡状。玻璃窗采光，也和发电完美结合。屋顶的太阳能热水板，将太阳能转化为热能。另外还将种上一种名叫“景天”的半肉质植物。“景天”不仅有助于防止冬天室内的热量散失，而且还能使零碳馆从周边各展馆中“脱颖而出”。此外，四季恒温是零碳馆的最大特点。其中的秘诀就在于屋顶上的一个独特的装置“风帽”。它们的任务就是时刻采集新鲜的空气并调节室温，让室内外的空气不停地流通。
3.在设计过程中考虑英国零碳馆的技术应用
英国零碳馆在上海建造时技术上遇到了一些全新的挑战。欧洲处于寒带气候区，它需要的是制热。然而在上海，它仅仅是一小部分时间需要制热，大部分时间需要制冷。上海夏天湿热的天气，让风帽这种靠自然通风，为室内降温的功能几乎失灵。所以在降温上需要找到新的技术方法。世博会最佳实践区在黄埔江畔依江而建。江水就是最好的降温元素。于是设计师改变风帽的内部循环系统。将一部分江水引到零碳馆下方，与进入风帽的热空气进行冷热交换，空气降温之后再被分配到每个房间。这就可以在不使用空调的情况下依然保持室内的凉快舒适。（如图1、2）
（二）低碳设计对环境的影响——以西班牙空气生态树为例
低碳设计在环境中的运用非常广泛。大到整个城市，小到楼前广场。在过去十年中整个设计水平发展很快。但是总体感觉环境事业的发展有点浮躁，或许我们追求了更多视觉的冲击，而忽略了对周边环境的影响。 在上海世博园区里，一个最佳实践区内。有一个奇特外形的建筑，这就是来自西班牙的空气生态树。在园区内人们发现了一个奇怪的现象。上海的气温达到35℃的高温，园区内进行施工的工人在休息的时间，不去安装了空调的工人休息室休息，反而都来到这个西班牙的空气生态树下乘凉，并且在这个建筑物周围没有任何制冷设备。
经过实践我们发现，虽然空气生态树的建筑是一个开放式的空间，但是这里的温度要比周围低8-10度。設计师琼斯﹒路易斯﹒瓦列霍在生态树的伞状结构内设计了一个装置，它可以将水雾化为超微粒子，扩散至空气中，通过增加“伞”下的湿度，来达到降温效果。为了更好的达到既环保又有好的降温效果，设计师又在空气生态树上加装了风力发电机，他带动空气树内部的电扇转动，使空气循环流通。同时在空气树的外围设计了黑色的纱布，来遮挡中午的阳光，以便达到更好的降温效果。
三、实现建筑与环境低碳设计的方法
由于低碳设计涉及到整体的环境质量，因此，与建筑材料与能源等相关的问题十分重要。事实上，低碳设计不一定要花费更多。而且，低碳设计能够提高建筑物的价值。以下是对实现低碳建筑设计的几种方法的简单介绍：
（一）保证热舒适度的同时提高能效
通过能源分析改进设计，利用完整的建筑体系安排以确保系统按照设计运行。首先谨慎而系统地降低建筑的整体荷载，当所有的建筑荷载都降低后开始考虑建筑内的机械系统。在降低建筑物的全部荷载后，就像对一些更小的设备那样，所降低的就不仅仅是运行费用，而且还包括初始的投资。首先对建筑元素进行定位和模块化，然后考虑建筑物的表皮，最后进行玻璃设计。能源分析应当与在建筑最初的概念设计开始就彼此融合，使设计团队能够充分认识到特定的建筑类型、项目要求及气候区域在能量设计当中存在的问题。
（二）发展灵活设计以延长建筑寿命
通过标准规则和适于加热、通风、空调系统、动力机通信系统的灵活基础设施建设将应对未来需求的灵活可变的设计融入发展之中。采用适于扩展的设计，在建设中避免使用改造难度大、造价高的埋入式的固定电缆、管道系统和暗槽。对于需要较长使用周期的设施应进行相应的设计，使建筑系统易于进行定期维修和选择性的更换。对于预期使用寿命较短的设施则应考虑其将来的可能用途或拆除的相关设计。
（三）利用与环境更协调的建筑材料
在整个生命周期内评估建筑材料对环境的影响，如：材料中挥发性有机化合物的含量，可再生能力，可循环能力，低能耗、低污染性等是实施绿色建筑的重要环节。因此，要适当应用当地材料，如麦秸、砖石以及木材等，从而将建筑材料本身所造成的污染降至最小。
四、低碳设计的未来
低碳设计本质上是使环境设计更加人性化，通过与自然更多地接触和对社会更多的关注提供更好的生活环境。建筑是有适应性的。如果设计合理，建筑可以在很大范围的环境情形下舒适安全。人类也是有适应性的。他们可以生活在北极冰天雪地的单薄帐篷里，也可以生活在赤道上炎热的沙漠里。只需要很简单很直接地打开窗户，就可以带来更多对低碳的创造性使用，更多的流通空间和更多的自然光线，这些不仅是建筑在技术层面上更加节能，同时促进人与自然的交流。在走向可持续未来的过程中，我们不仅得到可见的好处，而且从心理上讲，人们在可持续的建筑中感觉更好，从而增强了他们的安宁感，提高了工作效率。
在未来的一个世纪，全球温度很可能还将持续上升，设计师们需要对建筑性能有更好的理解，才能保证被动和低能耗建筑持续有效地满足使用者的需求、期待和福利。
五、结语
低碳建筑与景观设计的理论体系和独特的艺术形式深深的影响着当代的城市、环境和建筑的发展。将低碳环保的能源利用技术与现代的建筑与环境有机融合，创造出更良好的人类居住环境和活动空间。合理的利用大自然中可再生资源，减小不可再生资源的浪费以及对环境的污染。这样既可改善建筑物周围的气候，减少建筑物内的温度波动、净化空气、降低噪声、美化环境。同时还能调节人的神经系统，消除紧张及疲劳情绪，有益身心健康。低碳设计已经成为当代建筑、环境设计师重要的设计方式。
【参考文献】
[1]郭喜云.浅析建筑设计的节约理念及方法[J].城市建设理论研究，2011（10）
[2]王有为，孙大明，苑麒，陈岱林，田慧峰.绿色建筑辅助设计与评价软件[J].建筑科学，2007（02）
[3]余升.低碳理念在居住区景观设计中的应用初探[J].科技视界，2011（09）
[4]绿色低碳规划设计，2010年景观设计如何与时俱进[N].中国建设报
[5]李炳熙.城市建设理论研究[J].国家级建筑工程类专业期刊，2012（07）
[6]张卫宁.绿色建筑-可持续发展的建筑观[D].中南财经政法大学，1998（04）
【作者单位：上海大学美术学院】
人类社会是自然界长期发展的产物，在远古的蒙昧时期就生活在大自然的怀抱中。起初人类抵御自然灾害能力低下，而敬畏地忍受着自然规律的制约与生存命运的摆布。随着人类社会的不断发展，我们清楚的看到建筑的存在与建筑技术的每一次进步，都是为人类改善居住环境和协调与大自然的关系进行顽强的努力。
随着科学技术的发展和新技术的革命，特别是工业化时代的超速发展。出现了城市高楼林立，阡陌交通，爆发式的资源消费。高密度的污染及大规模的废弃物产出。这种人为的人与自然的对抗越来越严重地威胁到人类自身安全与生存。臭氧空洞、温室效应、酸雨、沙尘暴、物种灭绝、水源匮乏、SARS等等。这些我们当代人必须面对的危机与挑战，是我们人类过度发展，激化与自然的矛盾所导致的全球灾难与问题。
在我国改革开放、经济与社会发展日新月异的今天，对照欧，美国家在现代化发展过程中的痛苦经历与经验教训。中国的城市发展和城镇化进程，不能再重蹈覆辙。在城市建设中一定要重新考虑人与自然的关系，尊重自然生态规律。让越来越多的低碳建筑、低碳社区、低碳城市构成我国未来希望的发展前景。
一、低碳建筑的可持续设计
（一）什么是低碳设计
低碳设计是一种在不减弱自然系统的健康发展和再生产能力的基础上便能够满足人类需求的一种平衡设计。美国建筑师学会将低碳设计定义为“将这个系统赖以运转的重要资源持续不断地运用至将来的一种社会能力的设计”。在世界人口激增、能源需求量增加、环境持续污染的年代中，低碳设计正迅速成为当今世界所提倡。
我们目前的经济体系中并没有意识到那些已经枯竭资源的价值以及环境污染和生物可持续性锐减的代价。如果每个人一天的碳排放量以数字记录，可以得出一个人一天的碳足迹。记录碳足迹可以提醒人类对大自然亏欠了多少。所以，对低碳设计的研究凸显了我们对自然无节制摄取的克制和在日常行为中改善与自然之间关系的种种努力。我们渐渐地意识到环境可持续与经济可持续间的密切关系。如果说环境和经济可持续是目标，那么低碳设计就是我们这些设计者们实现这一目标的方法。低碳设计使能源恶消耗、效率低下、排污严重的系统转变为有节制利用资源、富有活力且可反复使用的循环系统。
（二）为什么要发展低碳建筑的可持续设计
目前人们越来越清晰的认识到二氧化碳排放量猛增，会导致全球气候变暖，而全球气候变暖会对整个人类的生存和发展构成严重威胁。实际上，城市里碳排放60%来源于建筑维持功能本身，而交通汽车只占到30%。气候变化、空气污染和资源紧缺，这一切促成了地方、区域和全球范围日益增长的环境关注。其中可持续城市和低碳建筑的發展问题需要更多的关注，因为建造活动在消耗大量资源的同时制造大量的环境污染物。
对于发展中国家来说，低碳建筑思想也越来越受到重视，并已写进国家的发展规划中。事实上，早在2007年我国提出的《能源发展“十一五”规划》中，明确提出到2010年，将使单位GDP能源消耗量比2006年降低20%的目标。
建筑可持续目标的最终达成需要所有建筑专业人员——建筑师和工程师的共同协作。政府也应当在可持续建筑的追求中发挥作用，鼓励和促进有环境意识的建筑实践。建筑的生命周期很长，我们今天做出的任何决定都会在今后几十年中持续他们的影响。
二、上海世博会中建筑与环境的低碳设计
（一）低碳设计在建筑中的运用——以英国零碳建筑为例
1.英国零碳馆的设计由来
2010上海世博会中，有一位来自英国的设计师比尔.邓斯特提出颠覆城市传统，彻底改变人们生活的理念。尽管人们已经意识到可持续发展的重要性，可是现代人的生活任然依赖那些需要排放二氧化碳的能源。比尔认为要想彻底的改变城市环境就要改变人类的生活模式，让人们不再依赖石油、煤油等能源。这座建筑之所以被称为零碳馆是因为他所需要的电力、水和食物完全是自给自足的，不需要世博区提供任何帮助。无论它舒适的空间，美丽的空中花园还是智能配套的设施，都让人相信在这里可以找到理想的生活。
2.在设计初始分析英国零碳馆所能运用的低碳材料
英国零碳馆中所有的生活垃圾都可以被降解，并且转化为火力发电能源。墙体附着有特殊的荧光涂料，白天储存的太阳能量，将在夜间释放荧光。以减少照明能耗。房子朝南的墙壁采用的是镂空设计，以后会装上玻璃，自然采光；而房子的北面墙壁则被设计为斜坡状。玻璃窗采光，也和发电完美结合。屋顶的太阳能热水板，将太阳能转化为热能。另外还将种上一种名叫“景天”的半肉质植物。“景天”不仅有助于防止冬天室内的热量散失，而且还能使零碳馆从周边各展馆中“脱颖而出”。此外，四季恒温是零碳馆的最大特点。其中的秘诀就在于屋顶上的一个独特的装置“风帽”。它们的任务就是时刻采集新鲜的空气并调节室温，让室内外的空气不停地流通。
3.在设计过程中考虑英国零碳馆的技术应用
英国零碳馆在上海建造时技术上遇到了一些全新的挑战。欧洲处于寒带气候区，它需要的是制热。然而在上海，它仅仅是一小部分时间需要制热，大部分时间需要制冷。上海夏天湿热的天气，让风帽这种靠自然通风，为室内降温的功能几乎失灵。所以在降温上需要找到新的技术方法。世博会最佳实践区在黄埔江畔依江而建。江水就是最好的降温元素。于是设计师改变风帽的内部循环系统。将一部分江水引到零碳馆下方，与进入风帽的热空气进行冷热交换，空气降温之后再被分配到每个房间。这就可以在不使用空调的情况下依然保持室内的凉快舒适。（如图1、2）
（二）低碳设计对环境的影响——以西班牙空气生态树为例
低碳设计在环境中的运用非常广泛。大到整个城市，小到楼前广场。在过去十年中整个设计水平发展很快。但是总体感觉环境事业的发展有点浮躁，或许我们追求了更多视觉的冲击，而忽略了对周边环境的影响。 在上海世博园区里，一个最佳实践区内。有一个奇特外形的建筑，这就是来自西班牙的空气生态树。在园区内人们发现了一个奇怪的现象。上海的气温达到35℃的高温，园区内进行施工的工人在休息的时间，不去安装了空调的工人休息室休息，反而都来到这个西班牙的空气生态树下乘凉，并且在这个建筑物周围没有任何制冷设备。
经过实践我们发现，虽然空气生态树的建筑是一个开放式的空间，但是这里的温度要比周围低8-10度。設计师琼斯﹒路易斯﹒瓦列霍在生态树的伞状结构内设计了一个装置，它可以将水雾化为超微粒子，扩散至空气中，通过增加“伞”下的湿度，来达到降温效果。为了更好的达到既环保又有好的降温效果，设计师又在空气生态树上加装了风力发电机，他带动空气树内部的电扇转动，使空气循环流通。同时在空气树的外围设计了黑色的纱布，来遮挡中午的阳光，以便达到更好的降温效果。
三、实现建筑与环境低碳设计的方法
由于低碳设计涉及到整体的环境质量，因此，与建筑材料与能源等相关的问题十分重要。事实上，低碳设计不一定要花费更多。而且，低碳设计能够提高建筑物的价值。以下是对实现低碳建筑设计的几种方法的简单介绍：
（一）保证热舒适度的同时提高能效
通过能源分析改进设计，利用完整的建筑体系安排以确保系统按照设计运行。首先谨慎而系统地降低建筑的整体荷载，当所有的建筑荷载都降低后开始考虑建筑内的机械系统。在降低建筑物的全部荷载后，就像对一些更小的设备那样，所降低的就不仅仅是运行费用，而且还包括初始的投资。首先对建筑元素进行定位和模块化，然后考虑建筑物的表皮，最后进行玻璃设计。能源分析应当与在建筑最初的概念设计开始就彼此融合，使设计团队能够充分认识到特定的建筑类型、项目要求及气候区域在能量设计当中存在的问题。
（二）发展灵活设计以延长建筑寿命
通过标准规则和适于加热、通风、空调系统、动力机通信系统的灵活基础设施建设将应对未来需求的灵活可变的设计融入发展之中。采用适于扩展的设计，在建设中避免使用改造难度大、造价高的埋入式的固定电缆、管道系统和暗槽。对于需要较长使用周期的设施应进行相应的设计，使建筑系统易于进行定期维修和选择性的更换。对于预期使用寿命较短的设施则应考虑其将来的可能用途或拆除的相关设计。
（三）利用与环境更协调的建筑材料
在整个生命周期内评估建筑材料对环境的影响，如：材料中挥发性有机化合物的含量，可再生能力，可循环能力，低能耗、低污染性等是实施绿色建筑的重要环节。因此，要适当应用当地材料，如麦秸、砖石以及木材等，从而将建筑材料本身所造成的污染降至最小。
四、低碳设计的未来
低碳设计本质上是使环境设计更加人性化，通过与自然更多地接触和对社会更多的关注提供更好的生活环境。建筑是有适应性的。如果设计合理，建筑可以在很大范围的环境情形下舒适安全。人类也是有适应性的。他们可以生活在北极冰天雪地的单薄帐篷里，也可以生活在赤道上炎热的沙漠里。只需要很简单很直接地打开窗户，就可以带来更多对低碳的创造性使用，更多的流通空间和更多的自然光线，这些不仅是建筑在技术层面上更加节能，同时促进人与自然的交流。在走向可持续未来的过程中，我们不仅得到可见的好处，而且从心理上讲，人们在可持续的建筑中感觉更好，从而增强了他们的安宁感，提高了工作效率。
在未来的一个世纪，全球温度很可能还将持续上升，设计师们需要对建筑性能有更好的理解，才能保证被动和低能耗建筑持续有效地满足使用者的需求、期待和福利。
五、结语
低碳建筑与景观设计的理论体系和独特的艺术形式深深的影响着当代的城市、环境和建筑的发展。将低碳环保的能源利用技术与现代的建筑与环境有机融合，创造出更良好的人类居住环境和活动空间。合理的利用大自然中可再生资源，减小不可再生资源的浪费以及对环境的污染。这样既可改善建筑物周围的气候，减少建筑物内的温度波动、净化空气、降低噪声、美化环境。同时还能调节人的神经系统，消除紧张及疲劳情绪，有益身心健康。低碳设计已经成为当代建筑、环境设计师重要的设计方式。
【参考文献】
[1]郭喜云.浅析建筑设计的节约理念及方法[J].城市建设理论研究，2011（10）
[2]王有为，孙大明，苑麒，陈岱林，田慧峰.绿色建筑辅助设计与评价软件[J].建筑科学，2007（02）
[3]余升.低碳理念在居住区景观设计中的应用初探[J].科技视界，2011（09）
[4]绿色低碳规划设计，2010年景观设计如何与时俱进[N].中国建设报
[5]李炳熙.城市建设理论研究[J].国家级建筑工程类专业期刊，2012（07）
[6]张卫宁.绿色建筑-可持续发展的建筑观[D].中南财经政法大学，1998（04）
【作者单位：上海大学美术学院】