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摘要:随着经济的发展和人们对生活质量追求, 低碳建筑思想越来越受到人们和国家的关注,并已写进国家的发展规划中。因此,我们建筑设计师要不断的注入低碳设计理念,学习低碳设计,运用新技术新理念为人们创造更好的生活环境。低碳建筑因地制宜,采取适度的技术和产品,让技术和产品匹配,不只包括造价,还有各方面功能,更是用低碳理念设计出来的。本文阐述了低碳节能建筑的特点,探讨了低碳概念下的建筑设计应对策略。
关键词:低碳概念;节能建筑; 建筑设计; 策略
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
低碳概念的提出是社会进步的表现,是全球应对环境气候恶化的重要行动之一,也是我国在城市化和工业化进程中控制温室气体排放的必然选择。低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少化石能源的使用,提高效能,降低二氧化碳排放量。建筑物是能源和资源的固化物,据调查表明,产生废气的50%来自于建筑物,二氧化碳排放中的40%来自于建筑,建筑物的总能耗占25%~28%的比例,占有总能耗中的相当大的份额,因此,节能将是实现低碳建筑的关键,大力发展低碳建筑将从节能设计入手。
一、低碳节能建筑的特点
1、低碳节能建筑能耗显著降低。据统计,建筑在建造和使用过程中可消耗50%的能源,并产生34%的环境污染物。节能建筑则大大减少了能耗,和既有建筑相比,它的耗能可降低70%~80%,在丹麦、瑞士、瑞典等国家,甚至提出了零能耗、零污染、零排放的建筑理念。
2、低碳节能建筑产生出新的建筑美学。一般的建筑采用的是商品化的生产技术,建造过程的标准化、产业化,造成了大江南北建筑风貌大同小异、千城一面,而节能建筑强调的是突出本地的文化、本地的原材料,尊重本地的自然、本地的气候条件,这样在风格上完全是本地化的,并由此产生了新的建筑美学。节能建筑向大自然的索取最小,这样的建筑,让人在体验新建筑美感的同时,能更好地享受健康舒适的生活。
3、低碳节能建筑可适四季之景。传统建筑与自然环境完全隔离,封闭的室内环境往往对健康不利,而节能建筑的内部与外部采取有效连通,对气候变化自动调节,建筑如小鸟的羽毛,可根据季节的变化换羽。
4、节能建筑环保理念贯穿始终。传统建筑多是在建造过程或使用过程中,考虑到环境问题,而节能建筑强调的是从原材料的开采、加工、运输、使用,直至建筑物的废弃、拆除的全过程,节能、环保理念贯彻始终,强调建筑要对全人类、对地球负责。
二、建筑设计中的低碳设计策略
1、建筑物的体形设计
设计合理的建筑物体形和平面形式,可以有效地促进空气流通,减少供暖或制冷所耗费的能源,有利于落实低碳建筑理念。不同地区、不同建筑层数的体形系数也有所不同,在设计建筑体形时应当充分考虑体形系数对低碳环保的影响。倡导建筑与室内一体化的设计理念,尽量选用耐久性强、高性能、低材耗的建筑体系,有利于减少施工所耗费的各项资源,降低施工所造成的环境污染。
2、 绿色建材的选择
建筑材料是建筑施工中产生能耗和污染根源,现阶段很多常用的建材均会对环境产生严重的负面影响。如人造板材会挥发大量甲醛,加气混凝土会散发大量氡气,这些排放物不仅会污染环境,更重要的是会对人体健康产生不利影响。所以,在建筑设计中应多选用工业化成品,或者是可循环再利用的建材,避免使用内含能源高的材料,这是有效降低和控制建筑中二氧化碳排放量的重要途径。此外,在应用新材料的同时,还应兼顾材料的原生态性和地域性。
3、自然采光设计
自然采光主要指白天充分利用阳光来为空间照明的方式。自然采光设计可以分为被动式自然采光设计和主动式自然采光设计。
被动式自然采光设计主要指白天充分利用阳光来为空间照明进行学习、工作、生活与生产的传统良好的节能方式设计,当代仍然有效。可是这种建筑采光设计都是假定天空是全阴天,不考虑晴天和直射阳光,对阳光一天中时空变化所带来的采光不稳定,过热、眩光和阳光的光化作用以及光光、光热、光电等利用问题设计过简或完全忽略。目前看来这确实是对光能的极大浪费,必须转变。尽管这种免费的且取之不竭的能源在利用上会受到一定限制,但是完全可以通过各种技术方法与手段提高其采光效果。
主动式自然采光设计主要指采用镜面反射采光,利用导光管导光、光纤导光,棱镜组传光,利用卫星反射镜采光,光伏效应间接采光等技术和方法来进行采光设计。这些采光方法适用于无窗或地下建筑、建筑朝北房间以及识别有色物体或有防爆要求的房间。它不仅改善室内光照环境质量,在无天然光的房间也能享受到阳光照明,而且可以减少人工照明用电,节约能源,减少CO2的排放,保护环境。
当设计一座采用自然采光技术的建筑物时,应该进行认真的设计与评估。特别需要考虑到建筑物的朝向、间距、当地的气侯以及全方位潜在的障碍物对光线采集量的影响、建筑物的电力照明设备和室内设计的配合、如何将光线引入室內空间、各种电力照明设备的照明负荷有什么不同、如何使这些设备运行得更加有效等等。
自然采光技术不仅能够达到节能减排的效果,还能让建筑物的使用者享受到自然采光照明的良好效果。事实上,根据研究显示,利用天然光照明能够提高人们的工作与学习效率以及增进健康。这就意味着将日光照明技术应用到建筑设计上,能有机会增加建筑自身和其使用者的工作效率。
4、建筑保温设计
(1)单一材料的建筑保温设计。此种设计方案所选用的保温材料所具备的保温性能较高,加之保温材料不用兼顾承重作用,所以其选用的范围较大。如轻型空心砌块墙体或加气混凝土砌块墙体等,均适合用于非承重结构的保温墙体设计。
(2)保温材料与承载材料相结合的保温设计。应选用强度满足承载要求、导热系统小、耐久性强的保温材料。如在砌体结构墙体或钢筋混凝土墙体内侧先做水泥珍珠岩砂浆保温层,而后做厚度为2mm 的纸筋灰罩面的装饰层,该方案适用于外墙承担承重作用的墙体保温设计。
(3)混合做法的保温设计。该种设计方案既能满足建筑物的保温性能要求,又能确保技术经济上的合理性。如,在保温设计时不仅要有承载结构和封闭空气间层的外墙,还要有实体材料的保温层,这样会达到良好的保温效果。该方案适用于对热工要求高的建筑设计。
(4)墙体传热异常部位的保温设计。为了避免建筑中过梁或钢筋混凝土梁等部位出现“冷桥”现象,从而对室内温度造成影响,应当对这些重要部位实施局部保温措施。
5、智能系统设计
在满足需求的前提下,优化设备运行,减少设备开启台数和运行时间,节约电能,减少电厂大气污染物的排放,保护环境。通过建设方便、快捷的信息设施系统和信息化应用系统。使用户足不出户即可进行信息交流和应用,减少人们出行的交通压力及C02排放量.
保护环境;另一方面是紧跟低碳建筑的发展趋势,积极开发智能化技术在环保生态设施和系统中的应用,如对太阳能等可再生能源利用系统、雨水及污水综合利用系统的监控与管理等,与环保生态系统共同营造高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境,为建筑的可持续发展提供服务。在建筑智能化系统中最具节能降耗潜力的是建筑设备管理系统。建筑设备管理系统具有对建筑设备进行测量、监视和控制的功能,不仅保证各类设备系统运行稳定、安全和可靠。提高效率,降低运行费用,而且能改善环境,并达到节能和环保的要求。
6、可再生能源技术一体化设计
可再生能源技术,有机地结合在一起,与建筑一体化设计,形成多功能的建筑构件,即将建筑的使用功能,达到令人满意的节能和使用效果。可再生能源的利用,光伏建筑一体化,使得建筑各部分的功能协调统一,如今,在建筑中的应用也越来越广泛。光热建筑一体化,但从目前来看,风能建筑一体化等技术,这些技术大多,是目前我国太阳能,更适于整合于新建建筑中,还可以将太阳能转化后,而用于已建建筑的改造,热能利用于制冷与空调,还亟须技术改进。太阳能热水器,包括太阳能除湿式制冷,热利用的主要形式。除此之外,在推广中难免受到一些限制。太阳能吸收式制冷,太阳能集热器是太阳能转化,太阳能吸附式制冷等。但由于太阳能集热器占地较多,集热器作为建筑的组成元素,为热能系统的重要组成部分,并与周围环境相协调。与建筑有机结合,保持建筑统一和谐的外观,也是一体化设计中的重点内容。建筑设计需将太阳能,包括在建筑阳台拦板,且可以调整集热器的朝向,建筑立面等。在保证集热效果的前提下,在平面屋顶上,太阳能集热器的设计,最为简单易行的设计方法,安装有着多种方式,其优点是安装简单,其中,太阳能集热器设置,上集热器面积,可放置的集热器面积相对较大,及安装角度受限的缺陷[3]。
综上所述,建筑的低碳设计是低碳经济发展的关键所在,在新形势下,需要创新体制、创优机制,改变观念,从全局观、系统论的角度出发,加强建筑设计、施工、材料采购、房屋使用等各方面的沟通和配合,以整体论与还原论相结合,把建筑的低碳设计作为一项重要的战略任务来抓,通过建筑设计逐步建设绿色住宅、节能公寓、低碳小区、低碳校园、低碳工业园区、低碳城市,使我国的土木工程建设得到更大的发展,营造一个“资源节约型、环境友好型社会”。
参考文献:
[1] 李启明,欧晓星. 低碳建筑概念及其发展分析[J]. 建筑经济, 2010,(02) . [2] 曾旭东,秦媛媛. 设计初期实现低碳建筑设计方法的探索[J]. 新建筑, 2010,(04) . [3] 肖晓丽,Phil Jones. 欧洲低碳建筑设计[J]. 建筑技艺, 2009,(12) . [4] 赵黛青,张哺,蔡國田. 低碳建筑的发展路径研究[J]. 建筑经济, 2010,(02) . [5] 龙惟定,白玮,梁浩,范蕊. 建筑节能与低碳建筑[J]. 建筑经济, 2010,(02) .
[6] 汪永涛.基于生态建设论建筑设计[J]. 魅力中国. 2009(22)
关键词:低碳概念;节能建筑; 建筑设计; 策略
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
低碳概念的提出是社会进步的表现,是全球应对环境气候恶化的重要行动之一,也是我国在城市化和工业化进程中控制温室气体排放的必然选择。低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少化石能源的使用,提高效能,降低二氧化碳排放量。建筑物是能源和资源的固化物,据调查表明,产生废气的50%来自于建筑物,二氧化碳排放中的40%来自于建筑,建筑物的总能耗占25%~28%的比例,占有总能耗中的相当大的份额,因此,节能将是实现低碳建筑的关键,大力发展低碳建筑将从节能设计入手。
一、低碳节能建筑的特点
1、低碳节能建筑能耗显著降低。据统计,建筑在建造和使用过程中可消耗50%的能源,并产生34%的环境污染物。节能建筑则大大减少了能耗,和既有建筑相比,它的耗能可降低70%~80%,在丹麦、瑞士、瑞典等国家,甚至提出了零能耗、零污染、零排放的建筑理念。
2、低碳节能建筑产生出新的建筑美学。一般的建筑采用的是商品化的生产技术,建造过程的标准化、产业化,造成了大江南北建筑风貌大同小异、千城一面,而节能建筑强调的是突出本地的文化、本地的原材料,尊重本地的自然、本地的气候条件,这样在风格上完全是本地化的,并由此产生了新的建筑美学。节能建筑向大自然的索取最小,这样的建筑,让人在体验新建筑美感的同时,能更好地享受健康舒适的生活。
3、低碳节能建筑可适四季之景。传统建筑与自然环境完全隔离,封闭的室内环境往往对健康不利,而节能建筑的内部与外部采取有效连通,对气候变化自动调节,建筑如小鸟的羽毛,可根据季节的变化换羽。
4、节能建筑环保理念贯穿始终。传统建筑多是在建造过程或使用过程中,考虑到环境问题,而节能建筑强调的是从原材料的开采、加工、运输、使用,直至建筑物的废弃、拆除的全过程,节能、环保理念贯彻始终,强调建筑要对全人类、对地球负责。
二、建筑设计中的低碳设计策略
1、建筑物的体形设计
设计合理的建筑物体形和平面形式,可以有效地促进空气流通,减少供暖或制冷所耗费的能源,有利于落实低碳建筑理念。不同地区、不同建筑层数的体形系数也有所不同,在设计建筑体形时应当充分考虑体形系数对低碳环保的影响。倡导建筑与室内一体化的设计理念,尽量选用耐久性强、高性能、低材耗的建筑体系,有利于减少施工所耗费的各项资源,降低施工所造成的环境污染。
2、 绿色建材的选择
建筑材料是建筑施工中产生能耗和污染根源,现阶段很多常用的建材均会对环境产生严重的负面影响。如人造板材会挥发大量甲醛,加气混凝土会散发大量氡气,这些排放物不仅会污染环境,更重要的是会对人体健康产生不利影响。所以,在建筑设计中应多选用工业化成品,或者是可循环再利用的建材,避免使用内含能源高的材料,这是有效降低和控制建筑中二氧化碳排放量的重要途径。此外,在应用新材料的同时,还应兼顾材料的原生态性和地域性。
3、自然采光设计
自然采光主要指白天充分利用阳光来为空间照明的方式。自然采光设计可以分为被动式自然采光设计和主动式自然采光设计。
被动式自然采光设计主要指白天充分利用阳光来为空间照明进行学习、工作、生活与生产的传统良好的节能方式设计,当代仍然有效。可是这种建筑采光设计都是假定天空是全阴天,不考虑晴天和直射阳光,对阳光一天中时空变化所带来的采光不稳定,过热、眩光和阳光的光化作用以及光光、光热、光电等利用问题设计过简或完全忽略。目前看来这确实是对光能的极大浪费,必须转变。尽管这种免费的且取之不竭的能源在利用上会受到一定限制,但是完全可以通过各种技术方法与手段提高其采光效果。
主动式自然采光设计主要指采用镜面反射采光,利用导光管导光、光纤导光,棱镜组传光,利用卫星反射镜采光,光伏效应间接采光等技术和方法来进行采光设计。这些采光方法适用于无窗或地下建筑、建筑朝北房间以及识别有色物体或有防爆要求的房间。它不仅改善室内光照环境质量,在无天然光的房间也能享受到阳光照明,而且可以减少人工照明用电,节约能源,减少CO2的排放,保护环境。
当设计一座采用自然采光技术的建筑物时,应该进行认真的设计与评估。特别需要考虑到建筑物的朝向、间距、当地的气侯以及全方位潜在的障碍物对光线采集量的影响、建筑物的电力照明设备和室内设计的配合、如何将光线引入室內空间、各种电力照明设备的照明负荷有什么不同、如何使这些设备运行得更加有效等等。
自然采光技术不仅能够达到节能减排的效果,还能让建筑物的使用者享受到自然采光照明的良好效果。事实上,根据研究显示,利用天然光照明能够提高人们的工作与学习效率以及增进健康。这就意味着将日光照明技术应用到建筑设计上,能有机会增加建筑自身和其使用者的工作效率。
4、建筑保温设计
(1)单一材料的建筑保温设计。此种设计方案所选用的保温材料所具备的保温性能较高,加之保温材料不用兼顾承重作用,所以其选用的范围较大。如轻型空心砌块墙体或加气混凝土砌块墙体等,均适合用于非承重结构的保温墙体设计。
(2)保温材料与承载材料相结合的保温设计。应选用强度满足承载要求、导热系统小、耐久性强的保温材料。如在砌体结构墙体或钢筋混凝土墙体内侧先做水泥珍珠岩砂浆保温层,而后做厚度为2mm 的纸筋灰罩面的装饰层,该方案适用于外墙承担承重作用的墙体保温设计。
(3)混合做法的保温设计。该种设计方案既能满足建筑物的保温性能要求,又能确保技术经济上的合理性。如,在保温设计时不仅要有承载结构和封闭空气间层的外墙,还要有实体材料的保温层,这样会达到良好的保温效果。该方案适用于对热工要求高的建筑设计。
(4)墙体传热异常部位的保温设计。为了避免建筑中过梁或钢筋混凝土梁等部位出现“冷桥”现象,从而对室内温度造成影响,应当对这些重要部位实施局部保温措施。
5、智能系统设计
在满足需求的前提下,优化设备运行,减少设备开启台数和运行时间,节约电能,减少电厂大气污染物的排放,保护环境。通过建设方便、快捷的信息设施系统和信息化应用系统。使用户足不出户即可进行信息交流和应用,减少人们出行的交通压力及C02排放量.
保护环境;另一方面是紧跟低碳建筑的发展趋势,积极开发智能化技术在环保生态设施和系统中的应用,如对太阳能等可再生能源利用系统、雨水及污水综合利用系统的监控与管理等,与环保生态系统共同营造高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境,为建筑的可持续发展提供服务。在建筑智能化系统中最具节能降耗潜力的是建筑设备管理系统。建筑设备管理系统具有对建筑设备进行测量、监视和控制的功能,不仅保证各类设备系统运行稳定、安全和可靠。提高效率,降低运行费用,而且能改善环境,并达到节能和环保的要求。
6、可再生能源技术一体化设计
可再生能源技术,有机地结合在一起,与建筑一体化设计,形成多功能的建筑构件,即将建筑的使用功能,达到令人满意的节能和使用效果。可再生能源的利用,光伏建筑一体化,使得建筑各部分的功能协调统一,如今,在建筑中的应用也越来越广泛。光热建筑一体化,但从目前来看,风能建筑一体化等技术,这些技术大多,是目前我国太阳能,更适于整合于新建建筑中,还可以将太阳能转化后,而用于已建建筑的改造,热能利用于制冷与空调,还亟须技术改进。太阳能热水器,包括太阳能除湿式制冷,热利用的主要形式。除此之外,在推广中难免受到一些限制。太阳能吸收式制冷,太阳能集热器是太阳能转化,太阳能吸附式制冷等。但由于太阳能集热器占地较多,集热器作为建筑的组成元素,为热能系统的重要组成部分,并与周围环境相协调。与建筑有机结合,保持建筑统一和谐的外观,也是一体化设计中的重点内容。建筑设计需将太阳能,包括在建筑阳台拦板,且可以调整集热器的朝向,建筑立面等。在保证集热效果的前提下,在平面屋顶上,太阳能集热器的设计,最为简单易行的设计方法,安装有着多种方式,其优点是安装简单,其中,太阳能集热器设置,上集热器面积,可放置的集热器面积相对较大,及安装角度受限的缺陷[3]。
综上所述,建筑的低碳设计是低碳经济发展的关键所在,在新形势下,需要创新体制、创优机制,改变观念,从全局观、系统论的角度出发,加强建筑设计、施工、材料采购、房屋使用等各方面的沟通和配合,以整体论与还原论相结合,把建筑的低碳设计作为一项重要的战略任务来抓,通过建筑设计逐步建设绿色住宅、节能公寓、低碳小区、低碳校园、低碳工业园区、低碳城市,使我国的土木工程建设得到更大的发展,营造一个“资源节约型、环境友好型社会”。
参考文献:
[1] 李启明,欧晓星. 低碳建筑概念及其发展分析[J]. 建筑经济, 2010,(02) . [2] 曾旭东,秦媛媛. 设计初期实现低碳建筑设计方法的探索[J]. 新建筑, 2010,(04) . [3] 肖晓丽,Phil Jones. 欧洲低碳建筑设计[J]. 建筑技艺, 2009,(12) . [4] 赵黛青,张哺,蔡國田. 低碳建筑的发展路径研究[J]. 建筑经济, 2010,(02) . [5] 龙惟定,白玮,梁浩,范蕊. 建筑节能与低碳建筑[J]. 建筑经济, 2010,(02) .
[6] 汪永涛.基于生态建设论建筑设计[J]. 魅力中国. 2009(22)