基于低碳概念的建筑设计

摘要: 随着建筑行业的发展,其能耗占社会能耗的比重越来越大,碳排放量也越来越多,随着全球气候的变化,人们意识到碳的排放的危害。本文首先对低碳理念对于建筑设计的意义进行阐述,并在建筑设计中融入低碳理念的方法进行分析,总结出建筑设计中对资源的可持续利用技术。基于对低碳概念的讨论,提出当前低碳建筑的发展以及低碳设计理念的应用，最后归纳出低碳设计理念中建筑设计初期的实现及应用。

关键词：低碳设计；绿色环保；节能；建筑设计

Abstract: With the development of the construction industry, its energy consumption accounted for the proportion of social energy consumption is increasing, carbon emissions are increasing, along with global climate change, people realize that the harm of carbon emissions. This article first carries on the elaboration on the significance of low carbon concept for the architectural design, method and integrated into the concept of low carbon in the architectural design of the analysis, summed up the sustainable utilization of resources in the architectural design. Discussion on low carbon based on concept, proposed the development of the low carbon buildings as well as the application of the idea of low carbon design, finally summarizes the realization and application of architectural design at the initial concept in the design of low carbon.

Key words: low carbon design; environmental protection; energy saving; architectural design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

随着自然气候的不断变化，人们已经开始认识到低碳环保的重要性，而且气候条件的优劣直接关系着人类的生存问题，故低碳环保理念已经涉及了各行各业，建筑行业作为能耗最大且二氧化碳气体排放较多的终端客户，理应在建筑设计初期，就应该贯彻低碳设计理念，同时施行于建筑材料运输，建筑项目施工以及建筑运行管理等多个方面。如今，建筑设计需要进入到“绿色、低碳、环保”的时代，作为建筑设计师也应该满足当代建筑的发展需求，以可持续发展为核心的设计理念，采用绿色低碳的建筑设计技术，构造出最大化减小环境负荷，满足人类舒适、健康需求的绿色建筑。

一、“低碳建筑”的发展现状及其理念核心

低碳建筑指的是采用符合低碳环保标准的建筑材料以及机械设备进行施工，在施工执照以及建筑物使用的各个阶段内，需要增加无害新能源的使用，如风能，太阳能，地热能等，进而减小对化石资源的依赖性，降低碳化合物的排放量。低碳建筑发展的核心在于采用清洁能源代替不可再生资源的应用在建筑项目建设中，进而提高建筑能效。其实，低碳环保理念应该落实于整个建筑项目的生命周期，但是在项目设计的初级阶段应该估算出整个建筑物的碳排放量，进而才能优化结构材料的设计，采用绿色环保的施工工艺，增加现代化机械设备的投入。

低碳环保的设计理念对于建筑项目可持续发展来说具有重要的价值意义，而且其环保效益也是较为客观的。如今，对于低碳环保建筑的认识存在着一定的误区，很多人认为低碳环保建筑无形中增加了项目投入，势必会进一步的抬高房价，而且整体上来说，拖慢了资金回笼速度。但是，以“被动式低碳环保设计“为例，经过实际的成本测算可知，采用低碳节能的施工技术，理论上成本提高了3%~6%，但是却能够获得30%以上的低碳环保的效果。可见，低碳环保设计的经济性是十分明显的。

二、建筑设计初期对建筑碳排量的计算

若在建筑设计初期就引入低碳环保的设计理念，则需要对相关建筑项目的低碳环保的参数进行评估计算，如评估建筑的碳排量等等。首先，需要对相关建筑项目碳排量的计算评估标准进行分析研究，由于建筑涉及的学科范围较广，因而对于建筑碳排量的基准线较难制定。建筑碳排量基准的不确定性会直接影响到建筑材料的选择以及对于建筑项目全寿命周期内的能耗监控以及低碳的运行。德国是最早开始确定建筑碳排放量计算方法的国家，此方法是国际上第二代建筑评估技术体系的标志。其主要以建筑材料为参考对排放量进行叠加计算，计算原则为将建筑材料、生产、制造、应用、循环利用等各个阶段的碳排放量进行叠加，进而能够较为准确的计算出每年每平方米建筑的碳排放量（单位： kg / m2 , yr ）。全国工商联房地产以及不动产研究院于2009年也了关于碳排量计算标准的文件——《中国绿色低碳住区减碳技术评估框架体系》。

事实上，建筑能耗的设计主要是在建筑设计初期进行评估规划的，因而在建筑设计初期就应该有专业的能量评估师对建筑项目的碳排放量进行评估计算，从而指导建筑设计师的设计思路。由于建筑能量运算中涉及了非建筑行业知识较多，对于建筑师来说具有一定的难度，现有的建筑设计软件也很难实现能量评估运算的功能。因而，很多建筑项目建设完成，才会根据建筑项目实际施工情况对建筑碳排放量进行评估运算，而此时对于低碳环保设计理念在建筑项目的应用已经意义不大。

对于碳排量的评估运算，很多建筑师会选择凭经验或者手工进行数据操作的方式完成，但是这种方式存在着一定的弊端，此时就需要借助于现代化的计算机技术，而且需要引入计算机模拟分析的技术，进而能够真实的模拟出建筑项目的碳排放标准，进而有利于建筑设计师做出科学的设计决策。通过对计算机模拟分析技术的应用，能够提高对建筑碳排放量评估的准确性，而且能够通过真实的评估模拟软件平台对建筑的相关设计要素进行修改，进而选择出低碳节能的最优化建筑设计方案。目前，基于BIM技术的低碳建筑设计已经得到了一定的推广，BIM技术指的是“建筑信息模型”，其相当于建筑信息的数据库，能够通过修改数据库内部的信息实现对建筑的低碳环保设计，其中包括调整结构设计参数，设备管理方式的规划。工程量的统计、成本核算等等，进而能够有效地保证建筑项目符合低碳环保设计要求。

三、低碳设计理念在建筑设计初期的实现与应用

（一）基于气候差异的空间塑造

建筑师在进行建筑设计过程中，不仅要关注结构材料参数以及施工工艺选择，同时也要关注建筑施工的外部条件，不同气候条件下，建筑项目低碳环保的设计方案必然存在着差异。建筑师在进行建筑设计创作过程中需要充分地考虑到施工环境的气候特征以及地域特征，进而甄选出科学的低碳环保的建筑设计方案。此外，在进行建筑设计前期阶段也要考虑到自然能源的应用，如利用自然采光、自然通风、被动式集热制冷，继而减少相应电力设备的使用，达到减少碳排放的目的。对于不同气候条件下的建筑，其建筑环保设计理念的侧重点存在着一定的差异，如对于北方比较寒冷的地带，重点在于保温材料以及保温技术的应用，故在设计过程中应该充分考虑被动式集热技术与空间布局的最佳融合方式；南方的气候比较湿热，设计时应重点考虑如何最大化的利用自然光源以及自然通风，进而完善功能布局以及空间形体的塑造。

（二）集成化设计思维的应用

按照传统的设计理念来讲，建筑项目从立项设计、图纸设计、施工工艺设计、墙体设计、结构材料设计，装饰设计等流程所呈现出来的为线性关系，即每一项工作存在着单一性，缺乏相应的技术交流，流程之间的关系为协同的工作关系，虽然低碳设计理念能够渗透到每一个流程中，但是却不能够将所有的设计流程放在一起进行综合优化，进而促使建筑设计不能够发挥出最大的能效。因而，当代建筑师需要在建筑设计观念方面做出一定的改变，塑造集成化的思维，实现不同技术人员之间的交流沟通，在进行低碳节能建筑设计时需要不同学科的技术人才参与，共同探讨建筑项目的低碳环保最优化的设计方案。

集成化设计就是将建筑项目视作一个整体的系统，其中包含技术设备以及周边环境，将整个生命周期内影响碳排放量的因素进行综合考虑并优化，其打破了传统线性设计，是一种各个学科专业相互交流融合的设计方式。

四、总结

在经济高速发展的今天，人与自然环境之间的矛盾不断恶化，而且随着地球人口数目的增加，建筑行业得到了快速的发展，但是同样也引起了建筑能耗的不断扩大，碳排放量的不断增加，进而给自然环境带来了巨大的灾难，故低碳建筑设计理念不容忽视。在建筑设计前期引入低碳设计理念，对于建筑项目的可持续发展来说具有重要的价值意义，但前提是需要采用专业的计算机模拟分析软件对建筑项目的碳排放总量进行准确性的评估，而且需要依据气候条件以及现代化的低碳建筑设计思维，才能够促使建筑项目得到满足低碳环保的相关要求。