摘要：低碳设计并不仅仅局限于在后期叠加各种技术策略，再根据已有的策略测算碳排放量，而且要从方案根本就与碳排放紧密关联。在方案设计阶段设置低碳影响因子，通过模拟的手段可以得到不同因子的碳排放信息，从而在建筑方案形成前就对碳排放有所控制。
关键词：低碳建筑；方案设计；影响因子；碳排放
建筑行业发展至今，接受过大大小小的挑战数不胜数。在人们关注健康的前提下，在建筑设计中引入了低碳环保概念对于建筑设计是一项极大的挑战。建筑工程在碳排放量方面一直名列前茅，对此，只有应用低碳环保技术，才能阻止其继续污染环境。但是，摆在建筑设计面前的难题是如何有效的在建筑设计中应用低碳环保理念。
一、低碳建筑的内涵
低碳建筑是低碳经济的重要组成部分。而低碳经济，顾名思义，就是倡导在可持续发展原则下的低能耗、低污染、低排放、高效能的前提下发展经济，强调经济效益和生态效益、社会效益的平衡和统一。低碳建筑则是对低碳经济在建筑行业的具体表现形式，当然是要求在低碳经济发展原则下发展建筑业。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，提高使用效率，降低二氧化碳排放量。所以，低碳建筑的核心依然是减少石化能源使用量，提高其使用效率。
二、低碳建设设计现状
现如今，人们的环保意识越来越强。人们对于建筑行业的环保性也越来越关注。因此，许多建筑设计开始应用低碳技术创造低碳环保的建筑工程。在建筑设计中引入的低碳理念，主要是对建筑设计施工过程中能源和材料的积极影响进行强调，以最大限度地控制不可再生的一次性能源的使用量。在具体实施过程中，低碳建筑主要是利用清洁能源进行设计和施工，通过优化能源组合控制大气污染气体排放量的。这样不但保护了生态环境，也为人们创造了良好的居住环境。我国的建筑行业内部人士对于低碳建筑的认识，仍存在盲区。这些盲区的存在带来了很多负面影响，致使很多建筑投资者没有正确的落实低碳理念。从很多建筑工程中可以发现这一问题，建筑的使用功能和外表要明显优于建筑的节能功能。之所以会造成这种状况，主要是在建筑设计的过程中，建筑投资者错误的认为低碳技术的运用只会增加建筑项目的成本，让工程的直接利益降低，因此，很多建筑商都非常排斥在建筑设计中遵循低碳理念。
三、方案阶段中低碳层级系统
1．低碳建筑前期设计。低碳建筑设计中，低碳理念需要在建筑全生命周
期内开展，低碳方案设计应作为重点介入到整个建筑全生命周期过程。建筑方案设计是整个过程的初级阶段，直接决定建筑运行使用时能耗的消耗量，对后期建筑碳排放影响较大。然而低碳设计需要运用试验、分析、数据等科学理性的方法解决碳排放的问题，与建筑师固有的创造性思维相矛盾，那么在传统设计方法结合可持续理论的整合转型过程中，建筑师在团队中的作用尤为重要。因此设置建筑低碳层级系统可以由浅到深、由简到繁的形成不同类型的图形语言，表现对应的碳排放值，建筑师可以结合当地气候环境、通过不同层级叠加对相应的碳排放值有初步的认识，在形式选择初期优先排除不利因素，在前期方案设计中可以通过能耗软件对不同方案模拟，将方案与技术整合到低碳设计框架中，避免后期技术堆砌来弥补“先天不足”的现象。
2．设立低碳层级系统。低碳的理念在方案初期可以有效对之后碳排放控制，对于前期建筑信息整理尤为重要。设立低碳层级系统是一种设计理念从根本上的革新。在低碳建筑前期设计中，将建筑信息分为各个细小的部分进行对比模拟，称为模拟因子。将各模拟因子归类到三个不同层级：建筑本体层级、围护结构层级和建筑构件层级。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设定各层级模拟因子的标准值与变量值，通过模拟法，对各部分的变化与所设定的标准进行对比模拟，最后得出变化部分的变量值与标准值的碳排放差值。模拟因子可以进行单一模拟、组合模拟和对整个方案系统模拟。通过模拟不同建筑信息所对应的碳排放影响，将建筑图式语言，用技术的手段“翻译”成低碳图式语言和量化标尺。因此，在初期的低碳建筑方案设计中，依据建筑方案形成过程分为三个层级系统，即建筑规划与建筑选型———建筑本体层级；建筑围护结构的形式与物理性能———围护结构层级；建筑各低碳节能构件及设备系统———建筑构件层级。各层级内包括相应的模拟因子代表建筑信息。
四、低碳建筑影响因子整合设计
以上对整个对低碳层级系统的构建中，所设立的影响因子包含了可供选择的建筑信息。三个层级系统顺应建筑方案的生成过程，依次叠加构成完整的建筑
模型。然而，整个建筑方案生成中所对应的碳排放量是一个动态、复杂的变化值，怎样将各层级的建筑信息与碳排放关联，是低碳建筑整合设计中的关键。
1.单因子模拟。首先对单一因子的碳排放值研究，如建筑本体层级的不同模拟因子用A０、A１、A２⋯表示，各模拟因子内含不同条件、形式和取值，并均通过标准值与变化值进行模拟比较，可以得出由各因子本身变化而产生的碳排放变化值，用A０n、A１n、A２n⋯表示。其中标准值为此模拟因子的设定取值，变化值为建筑通常所采用的取值范围，通过每种变化值模拟出的建筑总运行碳排放量与标准值的建筑总运行碳排放量差值，可以得出此种模拟因子对碳排放的影响值。例如建筑围护结构层级中外墙传热系数，以大连地区公共建筑类型为例，依据枟公共建筑节能设计标准外墙传热系数K值W／（m２•k）取值方法：标准值为０．４；变化值为０．１５，０．３，０．４５，０．５，０．６，１，１．５，１．８，２，考虑其推广应用性，其中变化值的节点取值尽量考虑其他气候区指标。在每种因子模拟后，将得出最小碳排放的因子取值即是最优值，是在单独考虑此种因子的情况下所产生碳排放量最小的取值。最优值作用是为下一步多因子模拟中缩小取值范围，使建筑碳排放始终控制在低碳范围内。
2.多因子模拟。在建筑低碳方案设计过程中，建筑运行中的能耗与建筑舒适度之间的矛盾需要平衡，就涉及到多种因子的相互作用。如建筑的窗墙比增加、室内进光量增加，需要的室内照明能耗将会降低，但同时建筑的保温隔热性能也将降低，建筑的暖通能耗将会提高，所以需要同时考虑围护结构的传热系数。多因子模拟将根据单因子模拟所得出的最优值，及其前后的取值范围进行选择。这样将建筑方案低碳初期设计控制在一定范围内，将会有效的控制后期建筑运行的能耗及碳排放。
3.低碳系统模拟。根据单因子及多因子模拟所得的结果，建筑师可以根据不同区域、不同建筑类型进行低碳建筑方案设计，这种模拟方式将会在建筑方案生成前就能在一定的低碳范围内进行取值，使建筑创造更具有技术性、合理性和科学性。最终形成的建筑方案，根据低碳因子的多项选择及排除后，确定为几种方案类型，而针对这几种确定方案的模拟即为低碳系统模拟，可以直观体现几种方案的优劣。
在建筑工程越来越多、建筑设计发展越来越快速的态势下，建筑工程设计人员必须与时俱进，加强建筑的低碳环保、绿色节能设计。只有遵循低碳环保理念，才能为社会居民创建低碳健康的生活环境。因此，在进行建筑设计时，建筑设计师要将低碳设计理念贯彻到底，积极运用低碳技术和方法推进建筑设计工作。另外，在进行建筑工程设计过程中，要切实考虑建筑工程的实际情况，选择合理的设计方案，最大化的达到低碳节能的目的。
参考文献：
[1]昊西西.低碳建筑技术体系与碳排放测算方法研究[D].武汉：华中科技大学，2014.
[2]李小花.中国低碳建筑潜在效益与发展前景研究[D].北京：北京交通大学，2014.
论文作者:南叶
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/30
标签：建筑论文; 低碳论文; 因子论文; 层级论文; 方案论文; 建筑设计论文; 排放量论文; 《基层建设》2019年第6期论文;