基于低碳设计理念的建筑设计研究

基于低碳设计理念的建筑设计研究

高伟国

江苏华亚工程设计研究院有限公司 江苏 常州 213000

前言：随着我国城市化进程的加快，也随之带来了碳排放量的显著提高，对于环保和可持续发展尤为不利。当前，低碳设计理念在建筑设计中的应用正在逐渐增多，如何正确应用低碳设计理念和方法，已成为建筑行业所高度关注的一项内容。为此，在建筑的低碳设计中，要加强各种科学技术的应用，提高资源利用率，降低碳排放和污染物的排放，让建筑更具生态环保的特点，为居民创造一个绿色的居住环境。

关键词：低碳；建筑设计；材料；节能

前言：

生态化模式要求要实现发展与建筑、环境与建筑、人与建筑的和谐。在积极提倡绿色设计概念的背景下，建筑设计必须以实际建筑情况为出发点，制定绿色环保设计方案，确保能够满足相关要求。建筑设计的低碳节能模式能展现宜居、绿色等理念，在建筑低碳设计中能考虑到建筑物周边的环境，设计技术，更要考虑建筑的可持续性，能满足未来的发展需求。

1、低碳设计理念概述

绿色建筑设计理念具体是指建筑设计不会对周边生态及自然环境造成负面影响，其主要特征有低碳、环保、节能、自然、生态等。在建筑工程设计中应用绿色建筑设计理念，可在工程建造中节约能源消耗，减少污染，为人们提供一个舒适自然的生活环境，促进人和自然和谐相处。根据目前发展的实际情况来看，未来在设计过程中一定会朝着绿色的方向发展，因此必须根据现实情况对土地资源进行充分利用，预防出现水资源耗损等问题发生。一般来说，建筑设计包括四个方面，即项目施工、技术、规划、制定方案，要将这四个方面与建筑设计相结合，在以人为本的生态理念下，优化方案、科学规划、提升技术、合理施工，符合建筑行业所遵循的绿色发展的模式，增添可持续发展性。通过应用低碳理念，可有效实现绿色环保施工，使所用施工材料符合环保标准，达到施工要求，同时还有助于应用现代化科学技术，在合理规划施工环节基础上提升施工效率，节约施工材料及各种资源、能源，促进建筑工程整体经济效益提升。因此设计人员需要从设计整体性、设计环保性、设计总成本等方面进行考虑，才能够在此基础上切实的提升建筑绿色方案设计的整体水平。

2、基于低碳理念的建筑设计要点

2.1屋面节能设计

为实现节能设计，在屋面的设计中，设计人员考虑了如何有效利用当地的太阳能、风能等自然因素。设计师在建造屋顶时要充分考虑日照情况和雨水湿度，建筑屋顶的形状要多样化，在必要的情况下，要安装太阳能设备，这能实现减排节能的目标，展现人性化和低碳化的设计。建筑屋顶的设计要具有开放性，如此房间才能吸收更多的阳光，比如某项目采用板式布局，且各高层建筑之间的间距较大，各建筑的采光效果较好，并对隔热层进行了优化设计，选用闭合型的架构，隔热层深入地面，且屋顶隔热层的厚度也较厚，以提高保温效果，降低热量的流失。同时，为了更有效利用太阳能，设计人员在所有建筑上均布置了太阳能电池板和太阳能热水系统，太阳能板主要朝向南偏东15°和45°的位置进行布置，确保其吸收最多的光线。除此之外，屋顶还布置绿色植物和雨水收集系统，绿色植物和培养基质材料的热阻效应均较为明显，能够有效降低夏季太阳辐射对室内温度的影响，而雨水收集系统则能够收集和存储雨水，利用雨水对屋顶的植物进行浇灌，起到节约水资源的目的。比如项目的设计过程中，以“空中花园”的设计方法，在阳台、外墙和建筑顶部等进行绿植的布置，来实现降温、隔热等功能，并具备净化空气和美化景观设计等多种作用。

2.2外墙节能设计

建筑物的外墙设计和施工，历来都是能耗较高的环节，其能耗经常占据总工程能耗的30%甚至更多。建筑外墙是围护结构最主要的组成部分，需要使用到大量的建筑材料，优化围护解构设计有利于减少材料的使用，节约资源。在节能环保的要求下，为达到保温、隔热及减轻重要的目标，建筑外墙一般使用多种保温复合材料作为墙体，能提高墙体的节能效果，并有材质轻、节能环保的优点。设计人员采用保温效果较好的材料进行外墙施工，以规避以往建筑物中经常出现的“冷桥”问题，经理论计算，建筑热损失降低了10%。具体来看，在材料选择上，设计人员选择了轻量化的多孔材料作为保温层，并增设耐碱纤维网格布，最后使用抹面砂浆进行涂刷完成保温层的最终施工。同时，针对各种建筑砌体，使用空心砌块搭建墙体结构，与传统墙体材料相比，空心砌块的优势在于其可以作为建筑物的承重结构，提升建筑项目整体框架的稳定性。此外，考虑到高层建筑在较大的风荷载情况下可能会出现保温层的脱落，可以增补机械固定防护措施，增设中间空气层，保持保温材料的有效性，不仅确保外墙保温效果和节能效果更好达到预期目标，还能有效延长建筑的使用寿命，更好贯彻了低碳节能和可持续发展的理念。

2.3采光通风设计

在建筑设计中，还要考虑使用户居住环境拥有良好的通风条件与采光效果，使建筑用户能够充分、方便的享受优质自然空气。设计科学合理的通风系统，设计师要思考自然风的的大小和风向对建筑物的影响，能让用户感受到惬意的自然风，要遵循节能的思想，充分体现生态化模式的价值。若建筑对通风设计要求较高，还要采取一定的方法，如安装风管，采用机械送风、排风的方式，对风予以引导，以提升通风效果。同时，设计师在设计时要充分考虑当地日光的照射情况，能充分了解阳光照射的范围和角度，如此用户有阳光的照射会感到舒服。在开窗位置选择方面，当开窗面积相同时，墙体中间开窗的采光要好，尤其是横向采光均匀性好。当窗户靠近墙体边缘时，则纵向采光均匀性较好。也就是说，当绿色住宅横向面积较大时，开窗应尽量在墙体的中间位置，而当纵向进深较大时，则应靠近墙体边缘，以获得较好的自然光。此外，在对房屋内部空间进行房型设计工作时，需要以“餐、客厅独立分区”作为设计原则，针对餐厅区域可以设计为直接使用外部采光，充分利用自然光源，同时确保餐厅区域南北的贯通性，保持室内良好的通风，提升房间舒适性。

2.4门窗节能设计

门窗是建筑进行热交换最为频繁的部位，特别是在冬季和夏季，在门窗部位造成的能源损失更高。设计人员本着低碳设计的理念，对门窗进行如下的优化设计：（1）对于玻璃材料，则要优先选用防辐射效果较好的玻璃，降低门窗的反射率，提高采光效果。使用双层中空玻璃，并使用LOW-E涂层对门窗的孔隙进行处理，实现内外双向阻隔，避免门窗位置流失过多的热量；（2）本着低能耗的要求对窗墙比进行控制，北向窗墙面积控制在25%以下，东西向窗墙面积控制在30%以下，南向窗墙面积控制在35%以下，以降低不必要的能耗；（3）鉴于目前大部分绿色住宅都是单侧开窗，因而以单侧开窗为例，在开窗位置选择方面，当开窗面积相同时，墙体中间开窗的采光要好，尤其是横向采光均匀性好。针对采光较好的南向窗墙，采用集中的“大开窗”式设计，以最大限度利用自然光线，同时为避免南向窗墙阳光直射可能造成的眩光问题，该部分采用单侧反光的单向玻璃，确保室内的光线处于合理水平，并避免因光照过强而引发的温度过高的问题。

2.5选择绿色环保材料

各种绿色环保材料是贯彻实施低碳设计理念的物质基础，是需要设计人员首要考虑的内容之一。在材料应用中，也要渗透绿色建筑设计理念，对此要求设计人员统一、规范的管理施工材料，结合工程设计详细的确定施工材料各项参数，为材料采购人员提供完整的材料购置标准，保证后续施工材料采购环节顺利进行，并以防购入质量不合格或规格不匹配的施工材料。第一，要选择环保型的建筑材料，坚持可持续发展的理念，循环运用这些材料，可就地取材。优选对自然环境影响较小的建材，以有效控制环境污染，为了让空气质量更好，可在室内使用性能高、低消耗、耐久性好的材料；第二，在结构材料上，借助结构材料要由高性能、高强度的钢的混凝土，这可在施工阶段和采购阶段来控制；第三，在本地化的材料商，要遵循因地制宜、就地取材的原则，主要在设计阶段控制；在回收利用上，要运用重可再利用材料，分类处理场地清理、施工中产生的废弃物。

3、结语

总之，建筑设计中充分融入低碳设计理念，已经是未来建筑行业发展的必然趋势。因此，对于建筑设计人员而言，必须从思想上对低碳设计理念予以重视，在运用绿色建筑设计理念过程中，应始终遵循先进性、舒适性、协调性、全面性、因地制宜以及经济性等原则，并加强各种新的低碳设计理念和技术的合理应用，实现资源消耗的降低，推动建筑行业的发展。

参考文献：

[1]刘斯颖.建筑设计中的生态化模式及策略[J].居舍,2020(31):79-80.

[2]叶财华.建筑工程中绿色建筑设计理念的应用分析[J].城市建筑,2019(21):32-33.