设计初期实现低碳建筑设计的方法分析

设计初期实现低碳建筑设计的方法分析

朱琳

（北京墨臣工程咨询有限公司，北京100031）

摘要：全球气候变化给人们的生活环境带来的巨大挑战，面对发展和减排的双重压力，在可持续发展的理念下，实行低碳建筑是目前我国建筑行业发展的主流方向，低碳设计理念可以减少建筑的碳的排放量，降低环境污染。而建筑设计初期实现低碳排放对实现低碳建筑有重要意义。通过分析现阶段我国的低碳建筑的发展，对在设计初期实现低碳建筑设计提出合理建议。

关键词：设计初期；低碳建筑；设计方法

前言

人类从自然界中获取的资源有一半都用于建筑当中，而每年产生的固体废弃物也有一半来自于建筑物，所以建筑业可以称为是能源终端户。建筑业碳的排放量远高于工业和运输业，对环境污染带来的影响越来越大，人们也越来越清楚地知道全球气候变化给人们带来的影响，低碳在当今社会是大势所趋，所以，低碳建筑是当前建筑的发展目标。

1我国低碳建筑现状

低碳建筑是指在建筑材料、施工建筑、制造设备和建筑物使用等整个建筑生命过程中，尽量减少化石能源的使用，降低碳的排放量。全球气候变暖等的全球性气候问题的影响下，人们开始注重对环境的保护，提倡绿色可持续性发展，但是，似乎人们只能看到汽车尾气、工厂废气等碳的排放量，却没有关注建筑工业中所产生的碳排放。我国目前对低碳建筑的认识存在一定的误区，认为建筑中使用节能减排技术会使成本增加，加大一次性的资金投入，而且投资回收的时间比较长，会造成房价的上涨，但是据研究表明，在建筑自身合理的加入节能减排技术能够提高能效，实现节能减排，而且节能增加的投入一般在五年左右就能收回，但是却能起到百分之三十甚至以上的节能减排效果。

由于建筑业涉及到的专业很多，所以在建筑节能体系中还没有建筑的碳排放量的基准线的设定，不利于建筑设计时选择碳排放量小、能耗低的设计方案，同时也不利于在建筑使用周期内进行低碳运行和能耗监控。2011年1月，中国地产研究会以及住宅产业发展和技术委员会,共同发布了“低碳住宅技术体系”，提出低碳设计、低碳排放、低碳构造等八个方面的思想内容，将低碳建筑从简单、空洞的设计理念变成完善的技术体系，提出低碳建筑的规范和相关标准。同时政府为低碳建筑的构建和设计提供良好的支撑，房地产开发商也开始关注低碳建筑，在节能建筑和绿色建筑领域取得了相当傲人的成就，共同推动着我国低碳建筑的发展。

国内外建筑领域的专家学者对建筑初期实现低碳建筑的方法进行了研究，但是还存在着不足之处，如没有把建筑设计的习惯、流程和行为与建筑性能优化过程紧密结合，建筑模拟界面的友好性需要提高，并且在建筑方案设计阶段没有综合的考虑节能、日照、通风等天然环境。

2初期实现低碳建筑的设计方法

建筑业中，百分之八十的与能量有关的设计都是在设计初期完成的，设计初期对于建筑性能的提升具有决定性的作用，在考虑所有限制因素的前提下，充分发挥所有有利条件，制定出建筑的平面方案决策，并在此阶段确定建筑形体、表皮、空间等参数，符合建筑的自然通风、建筑能耗、天然采光等性能，供建筑师使用。

如果此时没有专业的能量顾问参与其中，则无法对碳排放量进行评估，更不用说实行低碳建筑。建筑工作进入施工阶段，节能减排的意义只在于是否能够完成建筑设计师的设计理念，如果逍遥进一步的实行节能减排则很困难，所以在设计初期控制建筑碳的排放量，才能真正的实现节能减排。

建筑能量的计算需要专业人员运用专业的软件，并进行大量的手工录入专业数据。整个过程较为复杂，并且用时较长，同时涉及很多非建筑专业的知识内容，单纯依靠建筑师几乎无法完成，所以对于建筑能量的计算通常放在建筑的最终阶段，但是此时进行能量计算意义已经不大。单纯的手工或者说只是凭借经验对建筑能量进行估算存在很多的弊端。随着绿色建筑性能模拟技术、计算机辅助设计方法、参数化设计方法等的飞速发展，借助计算机技术，利用相关模拟软件对能力进行分析的方法越来越受到人们的重视。要使能量分析在建筑初期的方案设计阶段起到真正的作用，则需要在设计的任何阶段都能够快速的进行能量分析，特别是在设计初期的方案选择阶段，并且性能模拟技术软件操作简单，易于设计人员使用，同时得到的模拟结果，简单清晰，可以帮助进行设计决策。

下面结合建筑信息模型，分析探讨如何在设计初期实现低碳建筑设计。

基于建筑信息模型构建的虚拟建筑，包含了大量的建筑构件和建筑材料的信息，相当于一个建筑的综合数据库，可以运用于建筑设计，同时可以提供在结构设计、工程量统计、设备管理、物业管理和成本统计等阶段的全部信息，结合相应的能量分析工具，实现对建筑能量的分析，进行碳排放量的评估工作，帮助设计人员在快速的确立方案。建筑信息模型能量分析操作过程简单，可以自动的完成能量分析工作，不需要专业的分析工作人员，适合设计人员使用，并且分析耗时短、速度快，可以直接看到设计时没有涉及到的建筑碳足迹，可以使设计人员一目了然低碳建筑的诉求点。

设计方案过程中，设计人员利用建筑信息模型对建筑的构造形式和构造材料以及空间形态等进行修改，得到相应的能量和碳足迹分析结果后，找出可以使碳排放量更低，对自然环境不良影响更小的新的建筑方案，达到低碳建筑的设计目标。建筑信息模型的使用可以避免因为反复计算而导致设计周期延长的情况的发生，并且可以有效地减少建筑的碳的排放量。因为信息建筑模型中包含建筑的全部信息内容，并且可以随设计方案的改变而发生变动，所以设计人员可以在建筑设计的任何一个阶段对设计的方案进行适当的调整和改进，实现建筑的实际性能的优化，得出更为科学、合理的低碳建筑设计方案。

3低碳建筑设计关键点

3.1合理选择使用材料

在进行建筑材料的选择过程中，选择得当也可以减少建筑碳的排放量。例如，合理利用种植屋面不但可以实现对屋面的绿化，为居住着提供舒适的绿色环境，并且可以减少二氧化碳的排放。建筑立面设计过程中使用混凝土，可以减少粉刷层，节约瓷砖贴面，同时可以减少材料在运输过程中产生能源损耗。使用新的绿色环保的建筑材料对建筑外墙进行预处理，在起到保温节能效果的同时还能够减少建筑过程中的能源损耗，从而达到低碳的建筑理念。

3.2利用自然采光

建筑工程中采光照明消耗掉巨大的能源，所以要在初期的建筑设计阶段充分考虑自然光照条件和周围环境，确保建筑在白天施工过程中可以充分的利用阳光进行照明，也可以利用导光管采光、镜面采光、光伏效应等间接采光技术的设计使室内的光照条件得到改善，使没有天然光照的房间也能利用阳光照明，实现能源的低量消耗和减少二氧化碳的排放量。

3.3合理应用新能源

建筑工程中要尽量减少使用化石能源和不可再生能源，尽量使用新的，如风能、太阳能、生物能、地热能等绿色能源，并可以根据建筑物所在的周围环境，利用周边企业工厂的余热、余气，不但能够周边企业的环境污染，而且实现了建筑企业的供冷和供热，达到很好地环境效益的同时增加经济效益。

4结语

在可持续发展的建设理念下，低碳建筑是当今建筑业发展的主流方向。建筑设计初期的建筑方案的决策影响着整个建筑工程的物理环境和建筑能耗，因为随着设计进程的不断推进，建筑和物理环境以及节能的实现的可能性越来越小，要获得相同收益需要投入的成本越来越高。在建筑初期实现低碳建筑设计，减少碳的排放量，推动低碳建筑理念，促进建筑行业的绿色健康发展。

参考文献：

[1]杨正乾．浅析设计初期实现低碳建筑的设计方法[J]．建筑与规划设计，2014（21）

[2]林波荣．面向设计初期的建筑节能优化方法[J]．科学通报，2016（01）