低碳建筑设计技术及方法论述论文_吴佩云

低碳建筑设计技术及方法论述论文_吴佩云

广东中山建筑设计院股份有限公司 广东中山 5284000

摘要:低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。建筑在二氧化碳排放总量中,几乎占到了50%,这一比例远远高于运输和工业领域。在我国发展低碳经济的道路上,对建筑进行低碳设计注定成为必然。

关键词:低碳建筑设计;理念技术;设计要点

一、低碳建筑设计理念

(1)能源组合优化:包括新兴能源的利用,引入天然气、轻烃或生物质固体燃料,进行燃煤锅炉改造,减少碳排放,控制大气污染。可再生能源的利用,风能、太阳能等。工业余热的利用。

(2)节能:采用节能的建筑围护结构,减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置空调系统,使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。最大限度地利用自然的采光通风。如,建筑在立面上的开窗形式,应尽量满足自然采光和通风的要求;同时,设计中要贯穿可持续发展的理论,如使用各种自动遮阳,双层幕墙、可调节建筑外立面的设计等。通过各种手段,既保证有非常现代化的建筑形象,又能够达到比较节能和舒适的目的。建筑要采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。

(3)节约资源:在建筑设计和建筑材料的选择中,均考虑资源的合理使用和处置。尽可能的优化建筑结构,减少资源的浪费,提高中水的利用率,力求使资源可再生利用。

(4)采用天然材料:建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。尽量采用天然材料。建筑中采用的木材,石块、石灰、油漆等,要经过检验处理,确保对人体无害。

(5)舒适和健康的环境:保证建筑内空气清新,温、湿度适当,光线充足,给人健康舒适的生话工作环境。

二、低碳建筑设计要点

1、低碳设计——选址

1)利用城乡自然生态体系,构筑山水城市低碳建筑,要做到人与自然的和谐。就是要研究建筑物旁的植被、动物和人之间的关系,强调他们之间的共生共荣,强调人与自然的和谐。这些都可以通过根据大自然原有的生态环境来设计我们生活、居住的场所,从而提高建筑旁边的环境质量。

2)区域城市建筑环境整体发展。从个人角度认为碳排放与城市形态结构存在着一定关系,提倡紧凑城市的空间发展模式;格莱泽和卡恩研究了碳排放量与土地利用的关系,认为对土地利用的限制和约束越严格,居民生活的碳排放量水平越低,例如高密度中心区的人均碳排放量要比低密度郊区的少;实现低碳目标的关键是转变规划管理人员和规划师的观念,在空间规划中重视低碳城市理念和加强低碳技术的运用。其次,建筑的开发首先应紧密结合当地城市整体规划和布局,避免出现三年建,两年拆的现象。建筑施工具有周期长、资源和能源消耗量大、废弃物产生多等特点,项目施工过程会对环境、资源造成严重的影响;建筑物拆除会带来大量建筑垃圾,现行建筑材料可回收性极差,造成了大量碳的排放。所以选址要结合当地的城市规划,尽量保证建筑物的自然寿命。

2、低碳设计——选材

1)主体结构。提倡采用钢结构体系取代钢筋混凝土结构。国外研究表明,钢筋混凝土建筑的耗能量,为钢结构建筑的1.2倍,其耗能所产生的CO2排放量为钢结构建筑的1.4 倍。可见钢筋混凝土建筑对地球环保有很大的杀伤力,钢筋混凝土建筑构件的断面大,要消耗大量的砂石、水泥和水,导致国土流失。最后当其寿终正寝,拆除解体时,其废弃的渣块屑又难以回收再利用,造成环境的大负荷,拆解中的扬尘再次冲击环保。

2)材料选用。中国每年大量的能耗中,40%是建筑能耗,要真正实现节约能源,要建造可持续建筑;低碳的建材对低碳建筑的实现有着举足轻重的作用。一要减少排放,二要节约能源。所以要通过低碳设计来实现低碳技术和零碳技术乃至负碳技术策略,实现低碳、零污染、高效率可持续发展目标。低碳建材和绿色建材相比,在内涵和目标上保持一致的,但是侧重点有所不同。绿色建材强调减少污染排放,低碳则是减少碳的用量和排放。它更符合节能减排和应对全球气候变化的主题。

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3、低碳设计——内部环境设计

1)声、光环境设计

天然采光方面,整栋楼的设计为了增加日照时间,可以设计成波浪形或弧形。每个房间要考虑窗的面积及方位。设置反射光板或光导管等天然光导入设备,建筑内装修可采用浅色调,增加二次反射光线,通过这些手段保证获得足够的室内光线,并达到了一定的均匀度,由此减少白天的人工照明,节省照能耗。夏季要有可收放的遮阳篷在夏季尽可能减少不需要的太阳辐射热进入室内,门窗设置还要有利于自然通风,带走热量。冬季又有利于太阳光进入。

针对声环境设计来看,设计师应考虑将卧室设置在背向噪声源的方向,这样可降低噪音30dB,有时可能和采光冲突,这就需要合理布局。采用隔音窗也能显著阻隔室外噪音;在住宅区沿路适当栽植绿色植物,对降噪也有一定效果。在实际的声环境设计中,可以采用多孔吸声材料,用亥姆霍兹共振原理组成的吸声构造。理想的做法是在建筑设计的同时进行音质设计,已达到人性化的温馨环境。

2)水、热环境设计

低碳建筑讲究节水,并且要考虑水质和水量两个问题。低碳建筑采用的节水方法有:选用有良好节水型供水设施;安装收集雨水装置,建立污水处理系统,就地处理污水。小区景观用水要专门设计并将其纳入全局一并考虑。热环境的实现尤其重要,小区的热供应应满足居民的舒适度的要求,并能实现建筑节能和环保的要求。夏季空调的室内适宜温度为22~27℃,冬季供暖的室内温度宜在20~ 24℃。可采用制冷、取暖、生活用热水联合供应的热环境技术。

4、低碳设计——外部环境设计

1)绿化设计

首先,应将建筑空间与城市绿化通过资源整合的方式达成统一。其次,将建筑与绿化复合,做到双方效益的最大化。建筑与绿化覆盖结合。再次,这种设计方式是一种人性化的方式去解决建筑与城市的生态问题。最后,这种方式有利于城市公共空间体系的整合。绿化是与自然环境有机的结合,而不是脱离地面而孤立存在的,是相互依存相互依赖的整体;同时,由于这种空间的连续性,建筑的可达行增加了,人们也能够从一个外部环境轻松地进入建筑的上部空间,并享有这份空间提供的视觉与心理上的轻松、愉悦。

2)智能系统设计

利用建筑智能化技术实现低碳建筑的目标,前景广阔。一方面是发掘现有建筑智能化系统的节能降耗潜力,如通过建筑设备管理系统对建筑环境参数及空调、地热、给排水、照明、电梯等机电设备的实时监测与控制,在满足需求的前提下,优化设备运行,减少设备开启台数和运行时间,节约电能,减少电厂大气污染物的排放,保护环境。通过建设方便、快捷的信息设施系统和信息化应用系统,使用户足不出户即可进行信息交流和应用,减少人们出行的交通压力及CO2排放量,保护环境;另一方面是紧密跟低碳建筑的发展趋势,积极开发智能化技术在环保生态设施和系统中的应用。在建筑智能化系统中最具节能降耗潜力的是建筑设备管理系统。建筑设备管理系统具有对建筑设备进行测量、监视和控制的功能,不仅保证各类设备系统运行稳定、安全和可靠,提高效率,降低运行费用,而且能改善环境,并达到节能和环保的要求。

三、低碳建筑设计的推广

通过政策法规的制定、专业机构的实施推进、经济杠杆的运用、设计师有目的的引导等手段进行低碳项目的推广,是行之有效的手段。一个理性的建筑设计过程加上一个具有延续性的环境性能评价过程,才能形成一个完整的循环。由评价提供的反馈信息最终可以转化为设计的优化策略。比如在新材料新技术的推广应用上,不能单纯的从感觉上判断节能的效果,而是通过一个有效的评价机制,获得科学的严谨的数据,从而从经济、环保等方面综合判断其应用价值,然后再决定是否大面积进行推广应用。除此之外,中国要建设和推广低碳建筑,除了近期要进一步完善建筑节能体系之外,中长期需要建立自己的数据库,对各种不同建筑材料如钢材、水泥、玻璃、铝制品和内部装修材料,以及建筑设备(空调等)等在生产过程中的能耗量做出全面统计和分析。同时,对不同地区厂家生产的各种建筑材料其单位能耗进行标识和追踪,建造时才能有更节能、减碳的方案可选择。

四、结语

进入新世纪,人们在不断地号召减少对环境的污染,提倡低碳生活。低碳也体现在我们生活的方方面面,而且低碳社会也有利于全球经济的可持续发展。因此,建筑设计要以低碳、环保、节能为三大基本原则,一方面,在建筑施工中充分利用能源和材料,并且减少有害气体和污水对自然环境的污染。另一方面,建筑设计要确保在今后的使用中与自然环境相协调、适应,并且开发和使用新能源、新技术以达到节能减耗,充分利用资源的目的。

参考文献:

[1]李阳春.低碳经济型城市住宅规划设计探讨[J].中国建筑,2010(09);

[2]江亿.中国建筑能耗现状及节能途经分析[J].新建筑,2008(07)

论文作者:吴佩云

论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期

论文发表时间:2019/9/9

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