低碳理念下建筑设计与策略浅析
［摘要］目前，随着时代的不断发展和社会不断的进步，建筑行业的发展速度越来越快，无论是建设的规模，还是建设的速度，都达到了一个新的高度。当前，随着我国建筑业的快速发展，大量的工业废弃物、污染气体等污染物的不合理排放已经给当地的环境带来了很大的危害，因此，应寻求一种科学、合理的方法来解决这个问题。本文就建筑设计中的低碳理念进行了分析和讨论。
［关键词］低碳理念；建筑设计；设计理念
目前，我国的建筑行业发展速度很快，但同时也存在着与我国可持续发展思想相不相符的环境污染等问题。因此，相关部门要积极回应，在推进建设项目可持续发展的同时，还必须贯彻绿色环保思想，促进我国建设项目的可持续发展。而将低碳建筑理念与建筑工程设计有机地结合起来，不仅能有效地解决能源短缺、环境保护问题，更能增强民众对环境保护的认识，推动社会经济快速发展。
1低碳概念的定义
低碳的概念，指的是一种与自然和谐共存的生活方式，其能够有效地降低对资源的利用，降低因资源利用而产生的排放等问题。事实上，低碳概念不仅限于我国的现代化建设，还可以在各行各业中推广。从总体上看，将低碳概念融入建筑设计中，既能节省资源，又能减少工程建设周期，减少能耗。另外，节能理念不仅要节约资源、有效利用资源，还要降低不可再生资源的使用，以及目前已广泛应用的太阳能、风能、核电等，以增加可再生资源的利用率[1]。
2低碳概念下建筑设计要求
2.1组合优化
在建筑设计中，要实现结构的最优组合，以保证建筑达到低碳的理念。改善当前的设计思路，并结合项目需求，进行有针对性的革新，建设全新建筑；充分利用现有的太阳能、风能等可再生资源，并通过结构优化，提高整体的设计效果，减少环境污染和能源消耗。
2.2绿色环保
在建筑设计中，要保证其绿色、环保，尤其在选用建材时，要选用污染少的建材，如木材、石块等，尽量避免使用有害物质。同时，在施工时，应根据工程的实际情况，对其进行严格的质量检验，以保证不会对人体的健康造成威胁，同时还能满足建筑的刚度和强度。同时，要合理地控制建筑的湿度和湿度，以防止建筑物因温度过高、湿度太大而造成的霉变，或过低的湿度而造成的室内干燥，合理地设计室内的采光和通风功能，以改善居住环境[2]。
3低碳概念下建筑设计实例
3.1工程概述
某市的一家宾馆，位置较为偏僻，距市区大约有半个小时的路程。在民宿的设计中，它严格遵守低碳的理念，以“裸心”的设计思想诠释着对自然和简约生活的向往。
3.2理念指导
在低碳型住宅的设计中，从选址布局、功能分布等方面，采用了宏观的设计思想，强化了生态化的设计。在民宿的选址规划中，酒店的规划方案充分考虑了避开不良的环境和充分利用自然的条件，并逐步将低碳的思想融入整体的规划之中。在建筑设计中，采用了被动式节能技术，充分利用了自然通风和采光，同时兼顾了建筑的实际使用量，并对各区域的空间进行了合理的规划，避免了不必要的能耗。另外，民宿主要是为旅客提供住宿服务，对隔热、环保、降噪都有一定的要求，因此必须选用符合要求的材料，如：风能、太阳能、水能等可再生能源，以减少不可再生能源消耗。
3.3选址布局
来此的旅客是来体验乡村风情的。所以，在选择旅游景区时，要注意具有较高的人文、自然价值，或在传统村落、建设保护区的周围采取保护性开发的方法，合理规划土地、房屋，使之具有地方特色以及低碳环保的特色，并在设计时尽量避免对历史建筑和正在使用的建筑物进行大规模的拆除。同时，在发展民宿时，要注重开发方式的合理性，严禁大规模、高密度开发。以节能、微改造为核心的建筑和发展，最大限度地减少能源的消耗。该项目位于山谷内，不会破坏当地的建筑结构和自然植被，以实现社会、经济、生态的可持续发展。
3.4功能布局
民宿，在不产生文化冲突的前提下，可以适当地引进其他区域的特色建筑，给旅游者带来丰富的体验，并充分利用地形地貌，形成多种功能。本次民宿的设计，根据不同的环境，采用了不同的功能分区，将整个民宿的功能空间划分为动态与静态两个分区。静分区作为住宿和休息的场所，布置了高级的民宿房间，位于山谷的中南，环境幽雅，具有很好的私密性。在特定的建筑中，包括30个开放式的奢华树冠别墅和40个本地特制的夯土房子，这些建筑沿山路分布，最大限度地保留了当地的自然景观。静分区的功能区，如餐厅、泳池、露天剧场等，结合当地的建筑风格，将非洲的建筑元素融入其中，以最大限度地展现出原生态与热情；而动态区域，则是位于山谷北部的休闲体验区，主要包括赛马场、高档商务会所、现代精品农庄、泳池、茶园、林场、野鹿保护区、高尔夫体验场等。
3.5材料选择
为了符合低碳的需求，施工设备、材料、施工过程等都要进行严格的控制，施工过程中往往会对周边环境产生不利的影响，选用低碳材料才能取得较好的效果。所以，本次民宿建筑在道路线布局、土方工程、建筑立面等设计上都遵循了低碳的设计理念，采用当地的建筑材料，并对原有的农家建筑进行了改造，使其与自然融为一体。在民宿的外观设计上，采用绿色建材，以本地植物为主，实现了就地取材。周围的园林小品，以竹篱、石墙、石径等为特色，餐厅、休闲会所等商业建筑的内部和外部采用了麻绳吊顶，水泥外墙和木质栈道。以上各类型的建筑都是利用山势对山体进行微调，采用当地的建材。同时，在建筑的细节设计上，也将低碳理念贯彻到了极致，街灯、节点等都是采用天然的形式来表现，而特色的民宿招牌则是用挖出来的石头雕琢而成[3]。
4低碳概念下建筑设计的现状
在国内，以低碳为代表的建筑设计理念，至今仍处于理论层面，尚未得到广泛应用。而国内有关的工程施工材料的方式比较固定，一些企业能够自觉地贯彻低碳的理念，并取得了一定的进步，深受人们的欢迎。但是，一些工程为了获得高额的利益，没有及时引进新型的建筑材料进行系统的改造，依然沿用传统的建筑方式。另外，由于建筑公司在网络和其他信息科技的帮助下，并没有从新的低碳观念中学习建筑设计的观念。或是受政府有关法规的约束，在这种情况下不但会对原有的建筑工程质量产生影响，还没有达到有效的环保低碳观念。总而言之，在低碳的理念下，建筑的建筑设计还需要持续推进，并采取相应的措施来实现[4]。
5低碳概念下的建筑设计应对策略
5.1选择合适的建筑地址
要实施低成本的建筑工程设计，首先要选择合适的施工地点。也就是要注意周围环境的协调性。比如说，在阳光比较好，雨水比较少的地方，或者是比较空旷的地方。因为这样的一个地方，无论是太阳能还是风力，都是一个很好的条件。比如冬季，阳光充足，可以利用这些材料来提高室内的温度，降低取暖设备的使用率，从而达到节能减排的效果。另外，光照充足，在建筑设计时可以增加窗子的数目和面积，使室内尽量利用自然光，减少灯具的使用量，从而达到节约能源和减少排放的目的。
5.2多使用绿色建筑材料
随着我国科学技术的迅速发展，各种新型建材不断涌现，其中包括环保建材。其实，施工过程中产生的环境污染和废气，大部分都是从建筑材料中产生的，比如人造板材会释放出甲醛等有害物质，对人体和环境都是有害的。因此在施工之前，一定要提前选择环保建材，采用这种建材可以从源头上防止污染气体的排放。同时，建筑师们也要积极地运用现代的建筑技术，用更少的材料来建造更高的建筑，从而达到节能减排的目的。
5.3积极应用合理的建筑节能系统
随着我国推行“绿色建筑”的概念和推进可持续发展的战略，我国已研制出一批先进的节能系统，并取得一定效益。因此，在进行建筑工程的时候，必须要将节能系统融入建筑中，这样才能最大程度提升资源的使用。总的来说，建筑节能系统的应用比较广泛，技术比较成熟，主要包括建筑保温系统、电气系统和终端系统，这些系统都得到了很好的应用，而且还在不断地发展。比如说建筑的隔热系统，随着技术的进步，保温材料的品质也在不断提升，成本也越来越低，这就是一种节能环保的保温材料。其次，各种新型的建筑节能技术也在不断的发展，比如供暖方式、太阳能等资源的循环利用，都是符合低碳理念的。
5.4建筑资源与材料的再次利用
在工程建设的过程中，不管是工程的建设、使用、拆除等，都需要大量的资源和材料，而在这个过程中，所需要的材料也是非常庞大的，如果将这些废弃的建筑材料重新利用起来，那么就可以节省大量的资源，实现低碳的目标。事实上，在拆除建筑物时，会排放出大量的二氧化碳和一些其他的气体，同时，施工时产生的粉尘也会对人体造成一定的危害。所以在拆除房屋时，必须找专业人士进行房屋拆迁的评估，如能对房屋进行二次改造，延长房屋使用寿命，则尽可能避免拆除。有的建筑为了达到不同的效果，就会把完好的建筑拆掉，这样既浪费了大量的资源，又造成了严重的环境污染。总之，在拆除房屋时要综合考虑，以免造成大量的资源浪费。5.4.1绿色建材的使用。建筑材料、设备和管材的制造与建设，是一项巨大的能耗和环境污染的过程。许多常见的建材都会对周围环境造成不良影响，比如：新掺入的水泥会产生氡气，人造板中的甲醛含量高。在我国的城市化过程中，大部分建筑都是使用钢筋混凝土，水泥是一种高能耗、高污染的建筑材料。并且经过处理后会变成很难处理的废物。因材质不合理，导致后期的维护和使用出现问题。因此，在建设过程中，通过选用工业产品或可再生的回收建材，选用低能耗的材料，可以减少排放，控制施工过程中的环境污染。在新材料的开发上，强调了当地的建筑材料和自然的特性。由西班牙建筑师FOA设计的“竹屋”，其外观采用了当地临时建筑中常用的竹子作为外立面，并尝试将其用于永久建筑，寻求一般材质的特别使用，将自然的死亡与再生（扎拉波罗）引入到建筑中。黄土高原建筑施工中采用的材料是黄土，采用直接处理的黄土为原料，并掺入麦草、芦苇等以预防裂缝。生土结构施工简单，能耗低，便于就地取材。
5.5有效地使用空间可以减少建筑的整体面积
对于大规模的住宅建筑来说，要注意充分利用空间，严格控制住宅的面积，就必须减少建筑的能源消耗。日本是一个土地资源匮乏的国家，在居住设计上，常常以活动频繁的区域为枢纽，以减少交通距离，节约空间。建筑数量的减少也是一个很好的节能方法。建筑空间的再利用是一种行之有效的方式，也是一种促进城市发展的契机。在住宅设计中，考虑了空间的灵活度和功能随时间变化的可能性，可以大幅提高建筑的使用寿命，降低建筑的建设数量和废物的产生，是一种节约能源的方法。如图1所示。
5.6建筑形式与能源消耗
5.6.1形式与气候相适应。中国传统文化对自然大道的重视，并以气候为基础来设计建筑。在传统的房屋中，人们利用天井等方式提高了采光和通风。印度建筑师柯里亚在气候变化时，也会有不同的建筑形式，干燥区使用的是水井，临海区域的“管式”房屋，利用烟囱通风的原理来调节室内的微气候，同时也能直接反应建筑物的气象特征。合理的建筑结构可以节约能耗，降低机械通风和空调的依赖，从而提高居住环境的舒适性。在建筑外墙保护中，窗是最脆弱的地方。在公共建筑中，由于使用了大量的玻璃幕墙，因此它的开窗数目很小，不仅难以达到特殊的外观和空间效果，而且还会造成照明污染，从而提高能耗。因此，采用小窗墙比例、中空隔热玻璃、铝窗框以及多种遮阳技术，可以在一定程度上降低建筑物的能耗。在以人工照明为主的公共建筑中，利用灯光和功能空间的组合，可以产生一种独特的空间效果。各种不同类型的遮阳板，不仅可以改善建筑物的热力学性能，而且对建筑物的可塑性也有很大的促进作用。选用合适的遮光方式，可以充分利用室外的空气，营造良好的室内环境。5.6.2墙体的构造形式与太阳能的利用。建筑外墙隔热性能的优劣直接关系到建筑的节能指标，是当前世界各国建筑节能发展的一个热点。墙体颜色、材质、构造方式等都会影响到建筑物的能源消耗。自伦佐•皮亚诺发明“双层表皮”后，世界各地的许多写字楼都采用这种技术进行节能设计。随着新技术和新材料的不断发展，建筑物的外部维修结构逐渐由耗能的体系转变为能源的吸收体系。瑞士多玛特/艾姆斯生态节能住宅外墙采用TWD复合材料，它不仅能在夏天隔绝热量，还能在冬天吸收太阳能，对环境的适应能力很强。
5.7节能系统的选择
建筑能耗有区域差别，因此要针对不同区域的特点，采用不同的方法。例如，在我国北方，供暖能耗占全国能耗的比例很高，燃煤也是最多的，因此必须在加强隔热设计的基础上，寻找新的可替代能源，大幅度减少二氧化碳的排放量。南方城市耗电较多，在加强隔热、遮阳设计的基础上，选用节能型电器，并充分考虑了建筑物的通风和地冷量。节能减排是当今节能建筑发展的必然趋势。
5.8可再生能源的综合利用
在建筑使用寿命中，必须充分利用风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、等多种可再生非矿物能源。使用太阳能已成为能源利用的一种传统方法。欧洲正进行一次太空太阳能发电厂的实验，它将使用红外线激光把太阳能聚集到地表。上海世博会中国馆的天台系统，利用太阳能板作为照明设备。同时，对可再生能源进行综合利用，也是今后建筑节能发展的方向。英国某公司通过使用太阳能板和热电厂的方式达到了零排放。
5.9新技术开发
5.9.1变废为宝的水体开发利用理念。在水资源短缺的今天，我们应该把节约用水的战略和水环境系统的设计相结合。户外铺设注重水体的循环、蒸发和吸收利用，以减小热岛效应；注重水的分类利用、循环利用和节水型的利用，强化景观和灌溉，以减少城市用水的消耗，从而降低城市的用水消耗，减少废水的排放对水源的污染，达到节能和减排的目标。通过对非常规水源的改造，将废水“变废为宝”。将“污水源热泵”系统应用于天津大厦工程，实现了冷热、供热和生活热水三联供，同时不会产生任何废渣、废水、废气和烟尘，具有明显的环境效益。中国科学院院士江亿说：“在有废水排放的情况下，采用污染水源热泵作为最经济的一种。”5.9.2建筑成为环境调节器。如果人造建筑能够在减少能耗、利用可再生能源的情况下，同时也能够改善环境，这对双方都是有利的。日本“零排放房屋”的外观采用了“TAFCLEAR-E”的超级亲水性涂层，具有自净墙体和净化空气的功能。油漆中含有“光解酶”的物质，在阳光下会释放出一种能分解空气中的氧化氮。这种能“呼吸”的建筑，就像是大自然中的生命，让我们看到了在低碳的道路上，技术和思想的结合[5]。
6低碳设计理念的推广与建立完善的后评价机制
通过政策法规的制定，专业机构的推动，设计师的有针对性的引导，建筑设计过程的合理性与环境绩效的持续性评价是相互联系的。对反馈的信息进行评价，最终会转化为最优的设计策略。比如在推广新的技术和新材料时，不能只凭感觉来衡量，要建立起一套科学、严谨的评估体系，才能从经济、环保等方面，对其进行全面的评估。例如，太阳能光电转换设备成本高，回收周期长，难以大规模推广[6]。
7加强施工过程中环保技术的使用
其实，低碳能源的概念建立在建筑的建造过程中，通过加强对环境保护的技术，可以让建筑一开始就树立起低碳的观念，并且起到引领作用。在实际工程中，由于切割、拆卸建材等，会造成大量的噪声和噪声。所以有关部门要重视这一点，引进最先进的环保技术，从根本上杜绝污染。比如要解决这一问题，可以通过洒水的方式来避免灰尘的传播，从而避免影响到身体的健康[7]。
8实行绿色建筑设计方案
推行“绿色建筑”的概念，就是推行“绿色建筑”的重要措施。就目前来看，我国的建筑工程规模很大，占地面积也比较大，所以在施工时要注意建筑工程的绿化水准。在不影响市民的正常生活条件下，栽种适宜本地的绿色植物，增加绿地面积。通过光合作用，既可以吸收CO2，又可以净化空气，还可以使建筑物更加美观[8]。
9结语
总而言之，低碳经济的关键在于技术创新、产业结构和体制创新，以及人类发展的理念。中国城市化、现代化的进程还很漫长，因此，要解决城市发展面临的问题，必须采取节能减排的低碳发展方式，而不是孤立地看待交通、污染、建筑、能源等问题。建筑一直以来都是一种工程学和艺术的结合，将生态设计的思想渗透到建筑中，就是利用高新的生态科技，将科技与美学潮流结合起来，并根据特定的地域特点，在传统的设计中寻找一种适应方式，以最少的投资获得最大的生态效益。
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