低碳節能理念下建筑設計方法與技術探析

柴敏

【摘 要】本文從低碳節能理念的重要性入手，介紹了低碳建筑設計的基本理念，指出了低碳節能理念下建筑設計方法，最后探討分析了低碳概念下建筑施工技術的應用。

【關鍵詞】低碳；節能概念；節能；建筑設計

一、節能建筑設計的重要性

1、建筑能耗量大

我國是世界上每年新建建筑量最大的國家，每年20億平方米新建面積，相當于消耗了全世界40%的水泥和鋼材。據有關資料統計證明，建筑能耗一般占到全國總能耗的百分之三十五左右，關系到國計民生，我國90%以上的在建建筑都是高能耗建筑。建筑行業與交通行業、工業是三個能耗最高的行業。

2、我國建筑節能水平遠遠落后于發達國家

我國的建筑圍護結構保溫隔熱性能普遍較差，外墻和窗戶的傳熱系數為同緯度發達國家的3～4倍。以多層住宅為例，外墻的單位面積能耗是4～5倍，屋頂是2.5～5.5倍，外窗是1.5～2.2倍，門窗空氣滲透率是3～6倍。

3、節能建筑是國家持續發展戰略目標的需要

建筑節能環保技術應用旨在引導人在日常生活中時時刻刻與自然和諧相處，與自然共同發展，建筑行業賦予建筑物以節能、環保理念也是大勢所趨，因為節能環保技術不但能節約能源資源，而且能夠保護自然生態環境，順應了低碳節能理念，在我國建造綠色節能建筑更是勢在必行，因為我國目前呈現資源緊缺、環境惡化的狀況，而節能建筑的設計能為我國減輕土地資源等各種能源資源緊缺、自然生態遭到破壞等問題。因此，節能建筑設計是符合我國的發展戰略的。

二、低碳建筑設計的基本理念

1、優化能源組合

低碳建筑設計，需要堅持優化能源組合的理念。針對各種能源，要求進行優化組合，比如：引入天然氣、生物物質、固體燃料等；利用新興能源，改造燃煤鍋爐，做好降低碳排放量，減少污染；利用再生能源，如風能、太陽能等等。

2、節約能源資源

低碳建筑設計，需要堅持節約能源資源理念。

①在節約能源方面，建筑圍護結構時，減少采暖空調的使用，盡量設置空調系統，這樣可以讓建筑充分利用夏季的主導風向；盡量利用自然的采光通風，同時在建筑設計中將可持續發展理念貫穿始終，不但要確?，F代建筑形象，而且要達到節能居住舒適的目的。

②在節約資源方面，科學地選擇建筑設計材料，充分考慮資源的合理配置，優化建筑結構，避免資源浪費，提高資源利用率，最大限度地實現資源的可再生利用。

3、材料天然，環境舒適

低碳建筑設計，需要堅持材料天然、環境舒適的理念。在建筑內部，堅決不能選用有害于人體的建筑和裝飾材料，需要以天然材料為主；在建筑中，使用木材、石灰、石塊和油漆時，必須經過檢驗處理，確保不損害人體健康。

此外，從環境方面來看，建筑內的空氣要保持清新通暢，溫度和濕度要適宜，光線充足，這樣才能為人們提供一個舒適健康的生活和工作環境。

三、低碳節能理念下的建筑設計方法策略

1、對可再生資源的利用

在可再生資源的利用上，要重點加大對天陽能的利用，太陽能的運用有降低能耗的作用，可以減少建筑內二氧化碳的的排放，在太陽能的利用過程中，可以將其用來發電，熱水，以及近年來開發的太陽能制冷空調、太陽能采暖等等。對可再生資源的利用，可以起到節能損耗的作用，可以構造建筑與自然的和諧統一，進而促進社會的可持續發展。

2、建筑的選址

在建筑設計過程中，經過對建筑所在地周圍地質環境等進行綜合分析，對所在地的環境資源進行合理利用，使建筑與周圍的生態環境協調統一，既充分利用了周圍的各種資源，又不損害自然環境，還要考慮到周邊的交通便捷，大量可利用的現代基礎設施等等，為綠色建筑的建造提供良好的基礎條件。

3、綠化景觀的立體化設計策略

在低碳節能建筑的設計以及建造過程中，綠化的作用顯得尤為重要，它可以調節碳氧平衡，可以減輕空氣污染，還可以降低噪聲、節約能耗、改善室內熱環境等等，是房屋綠色節能設計過程中的重點，應因地制宜建立立體綠化，使植物的綠化效果達到最大化。

在現有的技術條件下，可以進行房屋的頂層綠化，頂層綠化可以降低屋面的溫度，也可以大大減緩城市的熱島效應，對建筑的景觀美化和環境改善都有很大的作用；還可以利用墻體、陽臺進行綠化，墻面的綠化可以遮陽隔熱，在現實操作中，可以種植藤蔓植物沿墻攀附來阻擋太陽輻射，也可以在陽臺種植花草，進行分層綠化，提高居民的生活品質。

4、人性化道路設計策略

道路設計關乎建筑居住者和使用者的出行和生活質量的提高，應從滿足居民生活、利于消防的進行和與環境協調方面著手布局。建筑周圍的主道路路面應采用瀝青混凝土材質鋪設，由行車道和園路組成。

在行車道的設計過程中，要滿足消防的要求，使交通方便快捷，同時要考慮到殘疾人坡道，一般確定建筑周圍主要道路為6m，環形道路為7m，在園路的設計上，一般將游步道設計為1.2～2.0m，用水泥磚、卵石等鋪成，不但可以減少建筑成本，也可以起到環保、自然的效果。

四、節能環保技術在在建筑中的運用

1、外墻

在房屋建筑節能設計過程中，墻體的節能設計是非常重要的。對于墻體節能設計來說，所應用的設計工藝包含保溫砂漿以及保溫板等。所以，在房屋墻體節能設計過程中，必須要選用高質量的保溫隔熱材料，這樣能夠大大降低房屋建筑施工階段的能源消耗。對保溫材料而來，并不是單純的只進行分層設計。

當將其當作外保溫材料使用時，必須確保各層間的粘結十分的堅固。另外，在方便最終驗收工作的開展，墻體節能設計要配備相應的文字說明以及圖標等內容。

而且，在具體設計過程中，要根據具體的設計施工方案找出準確的設計位置；應用空心磚進行砌筑時，要做到錯縫相搭，且相互間不能擠壓、碰撞；在完成空心磚砌筑工作后，及時把磚縫中的雜物清理干凈；規范管理設計現場，這樣能夠保證墻體的砌筑質量。

除此之外，在地下室保溫設計過程中，還要做好以下幾點工作：首先，安排專人檢查地下室外墻保溫材料密度、阻燃值以及導熱系數等各個參數；其次，利用鋼釘予以固定；再次，在設計過程中可借助玻纖網格布予以設計，同時及時處理陰角與陽角位置；最后，保溫層抹灰厚度要大于灰餅的厚度，同時還要把表面刮平，這樣一來，能夠避免夏季長時間的暴曬而影響到保溫墻的質量。

2、門窗環節的節能設計

2.1合理控制設計門窗和墻體的比例

建筑物的門窗最關鍵在于促進空氣流通，加以控制交換的設施。因此，在建筑設計環節中必須合理控制墻體與門窗之間的比例，以創建舒適安全的室內居住環境。

在房屋建筑設計中不但要確保建筑的美觀性，還要嚴格控制合理的門窗比例，增強建筑物的通風供暖功能，實現良好的建筑物節能效果。我國建筑條例中明確規定，門窗和墻體比例的控制為：北向門窗低于25%，南向門窗低于30%，東西向門窗低于30%。

2.2增強建筑物門窗的氣密性

建筑物中使用率最高的環節是建筑物中的門窗，此環節容易產生的各種損耗，尤其是在使用過程中會消耗大量的熱量。因此，在門窗的節能設計過程中，應該增強門窗外圍護結構的保溫性能。在滿足住戶日常使用的基礎上，應該合理控制門窗的面積，以減少使用中的熱量流失。

2.3在門窗部位設置遮陽設施

在設計門窗過程中，應該根據實際的朝向情況，結合當地日照特點，再設置相應的遮陽設施，以減少門窗的陽光照射量。

3、圍護結構

建筑的圍護結構包括屋面、墻體和門窗。建筑師應根據建筑的功能和美觀要求，綜合考慮經濟因素，采取有效的手段，滿足建筑節能的要求。不同的圍護結構性能不同，達到相應酌要求所付出的代價也不一樣。對于高層建筑，屋面所占的比例很小，圍護結構應主要著眼于墻體和門窗。而墻體和外窗中，墻體達到較高的性能比較容易，窗戶則是薄弱環節。

所以，建筑的開窗面積一般不可過大，過大則使得窗戶的設計非常困難。對于采用建筑幕墻的建筑而言，玻璃幕墻要達到比較好的保溫性能或隔熱性能是比較困難的，而金屬幕墻、石材幕墻等非透明幕墻則只要在幕墻面板后面加設保溫層就很容易滿足保溫隔熱要求。

再如，對于大跨度的建筑，屋面所占比例較大，屋面保溫的節能效果是比較好的，而且造價也相應比較低，玻璃幕墻或窗戶要達到同樣的性能則非常困難。

所以，建筑設計時應該考慮到各個方面技術的可行性，經濟的合理性，進行綜合衡量，優化選擇。

4、自然通風設計

自然通風是建筑設計中需要注重的一個重要問題，良好的設計可以使得建筑作品更加節能和舒適，良好的自然通風，不僅會使得室內的熱舒適度得到改善，而且還會使空調運行的時間減少，對于建筑物的實際使用能耗很有幫助。

在建筑設計中平面要充分利用春、夏、秋時的自然通風，而應該避開冬季主導風向，通過被動方式，利用室外氣流帶走室內產生的余熱，從而使得室內的熱舒適性得到保證，并且還能夠使得空調開啟時間縮短，最終實現節能的目的。

結束語

總而言之，低碳節能是現代建筑設計的重要理念，它貫穿于建筑設計的所有環節，甚至涉及到建筑設計的方方面面。

當然，只有從節能降耗和資源再利用等的角度出發，認真考慮低碳建筑設計的存在問題，才能實現低碳概念下的建筑設計，從而讓人們享受到低碳生活的美好。

因此，在現代建筑設計過程中，建筑設計師必須以低碳理念為基礎，不斷學習并掌握低碳施工技術，積極采用先進的科學技術，同時要結合實際情況，創建健康、舒適、美麗的生活環境，充分體現建筑設計的低碳節能和美觀實用性。

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