低碳经济背景下建筑结构设计策略分析

【摘 要】低碳经济时代的新建筑若想要有开拓性的创新，必须要破除传统的建筑学与科技逐渐淡化的观念，深入研究低碳建筑相关的技术与方法。同时，需要建立科学与低碳建筑设计交融的框架体系，积极运用新科学影响下的各种技术手段尤其是计算机技术，探索高效的低碳建筑设计技术与方法，推动我国低碳建筑的发展。

【关键词】低碳经济；建筑设计；节能

1 低碳生态建筑的概念与内涵

低碳生态建筑是指与周边生态环境和谐共生，具有较低的温室气体排放的建筑。它的衡量与评价是以温室气体排放和与周边环境协调为标准，以最大限度地节能减排为主要目的。近年来，建筑能耗一直在社会总能耗中占有较大比重，发展低碳生态建筑是顺应气候变化带来的全球变暖，改变建筑能耗特征，促进低碳时代到来的可持续发展的建筑类型。这类建筑包括4点内涵：①节能减排体现在建筑的全生命周期内。从建筑的规划、设计、施工、使用等方面充分考虑与自然和谐共生，降低对环境的影响，并结合建筑所在地域的气候资源、自然环境等条件为人们提供舒适、低耗的空间。②本着节约、高效率的原则利用能源、土地、材料等资源，达到社会效益、经济效益、环境效益的统一。③减少对煤、石油等常规污染性化石能源的使用，尽量使用太阳能、生物质能等清洁环保能源。④资源的循环使用和再利用，对废弃物加以回收，减少排放。

2 低碳节能建筑的优势分析

2.1 低碳节能建筑显著地降低了能耗

大量统计数据表明，建筑在施建以及使用过程中消耗大于50%的能源，同时生成 34% 的污染物对环境造成污染。低碳节能建筑能有效地减少能耗，据统计数据，与一般的建筑相比，低碳节能的耗能能够降低超过70%，在欧洲一些国家如丹麦、瑞士、瑞典等，甚至提出了零污染、零能耗和零排放的建筑理念。

2.2 低碳节能建筑呈现新的建筑之美

传统的建筑采用的是商品化的生产技术，标准化、产业化的设计和施建过程，各地的建筑形态大同小异，缺乏本土特征。低碳节能建筑突出强调了将本地的文化和本地的原材料融入设计之中，顺应当地的自然和气候条件，其风格呈现出本地风情，形成新的建筑美学，让业主能更好地享受清新健康、自然舒适的生活。

2.3 低碳节能建筑对四季之景有较高的适应度

传统的建筑大多与自然环境是相隔离的，室内环境大多是封闭的，这对业主的健康是不利的。低碳节能建筑在设计上，内部与外部是连通的，根据气候变化，对室内环境自动地调节。

3 我国低碳建筑的发展现状

2010年1月19日，中国房地产研究会、住宅产业发展和技术委员会了“低碳住宅术体系”，将整个体系分为低碳设计、低碳用能、低碳构造、低碳运营、低碳排放、低碳营造、低碳用材、增加碳汇8个部分，将低碳建筑从一个简单的概念变成实实在在的技术体系的结合，在产业和标准方面形成了规范。政府、房地产商和公众都开始了行动。政府方面从关注建设施工阶段节能向两端延伸，即涵盖土地获取、规划布局阶段的节能到建筑报废阶段节能。目前，住房城乡建设部正在从新建筑节能监管、北方采暖地区改造、国家机关建筑和大中型建筑改造、可再生能源应用、推动新型材料应用五个方面展开建筑减排工作。房地产商方面，很多房地产企业和企业家在绿色建筑、节能环保等方面取得了相当的成就，他们赢得了市场和尊敬。这些企业和企业家们设立企业气候变化战略，在减少生产和商务活动中的碳足迹方面努力进行和尝试，尽力支持并参与气候变化减缓和适应活动，积极履行企业的社会责任。

4 低碳节能建筑设计的原则和指导思想

从建筑形象上来看，低碳节能建筑在设计应遵循端庄朴实、现代开放、动态亲民、简洁流畅的原则。紧紧围绕低碳节能这一中心理念，从有利于采集天然能源角度出发，进行选址和空间上的格局布置，设计上注重空间的阳光感和流动感。从设计的指导思想上来看还应该注意以下两点：

重视“低碳节能”的理念，合理运用节能技术，思想上树立节能意识。搞好低碳节能建筑设计的关键在于积极挖掘和利用低能耗资源及自然资源。“低碳、节能、技术”是低碳节能的建筑设计的模式，并将其贯穿和融入到整个设计过程之中，形成特有的建筑形象。设计的出发点应该是尊重自然、保护环境、节约资源，以此为基础提升建筑功能与生态环境稳定性和持久性。

低碳节能建筑设计的特点必须符合整体设计。从当地的文化内涵出发，深度发掘不同建筑类型的特点，整合并完善建筑功能，设计出适合本地生态环境的新能源、新技术，提升整个建筑的文化品质以及环境质量。逻辑化、科学化、智能化和系统化的设计，让建筑的整体功能更为丰富。

5 低碳生态建筑设计策略

5.1 平衡土方

由于城市土地的转移和回填困难，在理想运距内的弃土场又极为缺乏，剩弃土方容易造成环境负荷问题，同时造成运输、处理剩弃土方需要耗费大量能源，导致CO2排放的增加。因此，建筑设计前应慎重考虑地形地貌变化设计与地下室开挖，获得最佳的挖方填方平衡方案。大规模开挖地下室或自外地运土填方来改造地形，是不利于土方平衡设计的。采用透过地形变化设计将部分挖土方回填于基地造景的方法，可达到土方平衡的目的。

5.2 考虑各方面因素合理设计建筑

利用场地自然环境条件，合理设计建筑体形、朝向和窗墙面积比，使建筑获得良好的日照、通风和采光。分析建筑的总平面布置，建筑平、立、剖面形式，太阳辐射、自然通风等对建筑能耗的影响，在冬季最大限度地利用日照，多获得热量，避开主导风向，减少建筑物和场地外表面热损失；夏季最大限度地减少得热并利用自然通风来降温冷却，以达到节能减排的目的。因此，建筑的节能减排设计应考虑日照、主导风向、夏季的自然通风、朝向等因素。

5.3 植物景观设计

植物的光合作用能产生大量O2，同时吸收大量CO2，在建筑周边种植植物，提高绿化率对于建筑的减排效果巨大。植物景观设计除了能够吸收CO2，直接减排外，还具有杀菌、除尘、降噪、挡风、遮荫、涵养水源、净化水体等间接减排的作用。植物配置上考虑常绿、落叶乔木与常绿、落叶灌木相结合的方式。

5.4 发展生态屋顶和墙面绿化系统

生态绿化对于CO2具有固定效果，同时可增加屋顶与墙面的遮阳能力与隔热能力。生态屋顶具有反射、隔热和蒸腾作用，不仅可为房屋提供隔热、保温效果，还可形成集雨水系统及为生物提供栖息地。墙面绿化可以有效降低墙面表面温度10℃～14℃，室内更可以降低1.8℃～2.5℃，从而有效降低空调负荷，节能减排。

5.5 提高建筑使用寿命

建筑物寿命的长短和CO2排放有直接关系，建筑物寿命越短，平均年排放CO2量就越大。将建筑使用年限设计从50年延长到70或100年，可节约大量能源并减少污染和降低CO2排放。

6 结语

建筑业一直是能耗大户，实现低碳是建筑企业的社会责任。低碳建筑是未来建筑业发展的必然趋势，对于企业来说是一次重新洗牌的威胁，同样也是机会。要针对我国低碳建筑和低碳经济的发展状况，采取有效措施，保护生存环境，寻求更大的发展空间，以低碳建筑打造建筑企业未来的竞争力。建筑企业应把“低碳、节能减排”理念贯彻到工作的每个环节，建立节约、低碳的企业文化，使增收节支、降本增效和环境保护成为广大职工的自觉行为。同时，建筑企业应注重绿色科技创新，对传统技术进行革新改造，使项目管理信息化等。

参考文献

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[2] 刘振宇.探讨低碳建筑设计[J].科技信息，2011，17.

[3] 王南.我国低碳建筑的发展现状与对策[J].现代经济信息，2010，4.