基于建筑低碳设计分析与研究

基于建筑低碳设计分析与研究

【摘要】在当下人们的环境保护意识逐渐增强以及对人居环境提出更高要求的背景下，低碳建筑不仅是环保理念在建筑实体上的物质载体体现，而且也是符合可持续发展理念的必然抉择。本文首先分析了当前低碳建筑的应用现状，然后通过对建筑中低碳设计及其优势进行深入研究，最后对建筑低碳设计理念及应用进行了探讨，可供同行参考。

【关键词】建筑；低碳设计；低碳材料；环境；

前言

低碳建筑理念是最近几年开始兴起的一种绿色建筑理念，它的核心目的在于追求最少的非可再生能源的耗用满足人们最大的住宅能源需要。这种建筑理念的兴起与世界能源危机的深刻背景密切相关，通过低碳住宅建筑理念的应用，有效地减轻当前人的发展对自然资源带来的巨大压力，实现绿色建筑发展目标，达到住宅建筑与自然环境之间的和谐统一。当今社会作用于自然生态环境和消耗自然资源最大的生产活动是建筑活动。全力发挥我们的智慧，为减排作出应有的贡献是完全可以的。首先是应因地制宜地考虑环境型建筑的标准，也就是结合自然条件、资源条件、文化条件和经济条件来确定各地的绿色建筑标准，不盲目复制，让节能方案切合实际。另外，在建筑设计上充分利用自然资源设计通风性能、朝向等，在屋面、墙体、门窗等建筑外围护结构上使用具有隔热和保温性能的材料，能耗低的产品应尽量使用在空调等建筑暖通设备上，

与此同时，充分开发利用地热资源、太阳能、风能等。因而，从我们传统设计走向低碳道路的改革创新需要各方领域的互相合作，并保证安全和可靠，提高效率，降低运行费用，且能改善环境，并达到节能和环保的要求。

一、低碳建筑现状分析

节能建筑应用较多的目前应该是玻璃幕墙，对屋顶、外墙以及楼地板的研究使用较为欠缺。同时，低碳建筑夏热冬冷地区的研究，较寒冷地区的研究多，主要原因是夏热冬冷地区采暖和空调能耗均较高，节能设计需同时考虑围护结构的保温和隔热性，而这两者是相互矛盾的，要想达到既保温又隔热的目的，需要解决的问题还有许多。目前关于建筑物体排放co2的研究表明：建筑物的日常耗能占建筑生命周期co2排放量的绝大部分，此外，建材的生产与运输阶段的co2排放量占一小部分。由此可知，建筑节能减排首先要从降低日常能耗开始，这也是效果最明显的一个环节，其次则是从建材的生产和运输等方面。

二、低碳节能建筑的优势分析研究

1、低碳节能建筑明显地降低了能量的消耗。经相关人员研究表明，建筑物在建设和使用过程中消耗能源大于50%，同时生成34%的污染物。低碳节能建筑能有效地减少能耗，据统计数据，低碳节能建筑的耗能与一般的建筑相比能耗降低超过70%。

2、低碳节能建筑再现新型建筑艺术。传统的建筑采用的是商品化的生产技术设计和建设过程。低碳节能建筑突出强调了将本地的

文化和原材料融入建筑设计之中，不违背当地的自然和气候条件，展现出本地风格并形成新的建筑美学。3）低碳节能建筑适应四季之景。传统的建筑很多与自然环境是相冲突的，室内环境不流通，这对身体的健康是不利的。低碳节能建筑设计内部与外部是连通的，根据气候变化，对室内环境进行自动地过渡调节。

三、建筑低碳设计的应用问题分析

1、低碳建筑设计的原则和指导思想。要注重“低碳节能”的思想，要在思想上树立节能意识，并且合理运用低碳节能技术。要积极挖掘和利用低能耗资源及自然资源来做好低碳节能建筑设计；

低碳节能建筑设计的特点在于符合建筑整体设计。从当地的文化内涵深度发掘不同建筑类型的特点，整合并完善建筑使用功能，设计出适合本地生态环境的建筑技术，提升整个建筑的文化品质。

2、材料选用。我国每年大量的能耗中，建筑能耗占40% ，要真正实现节约能源，建造可持续建筑；低碳的建材对低碳建筑的实现有着非常重要的作用。既要减少排放，又要节约能源。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。a．太阳能。太阳能在建筑上的应用分为光伏发电和太阳能热水系统。前者是利用半导体界面将光能直接转换为电能。可以将光伏电池板作为建筑元素与楼顶、墙面、阳台和窗户有机的结合，构成一体化设计。b．风能。传统的建筑，室内设计是密闭的，对空调有较强的依赖性。节能建筑则是较好的利用自然风让房间清新如田野。

节能建筑的自然通风不仅是完全靠自然风的流动来调节室内空气流动，保持空气的清新度；而且还要借助无动力屋顶通风设备来调节风流和风速。后一种能长期的保持良好的工作状态，它是利用形式中无动力通风设备不需要维修。c．地热。地源热泵系统是将土壤、地表水和地下水等变为冬季制热的来源及夏季制冷的来源，它是一种利用浅层地热能，借助热泵机组实现向建筑物热量和冷气的供应，同时还可以制备生活用热水，是一种新型的中央空调系统。d．植被。植被可以吸收辐射，不但能非常有效地遮阳，还可以有效降温。此外植被产生空气压差，能改变风速强度，改变气流方向，来导引绕开建筑物或气流进入。植被在光合作用的过程中能吸收太阳辐射，从而使周围环境变得凉爽。在墙面绿化上也是采用以上原理，强烈阳光直射面爬满绿色藤状植物，减少对墙面的照射，降低外墙表面温度，以此来保证室内温度稳定。

3、主动建筑低碳设计。建筑立面选择素混凝土，既节省了一次性瓷砖贴面、花岗岩大理石和粉刷层，也避免了开采石材时对大自然造成的人为破坏；为了减少在运输过程当中对能源造成的浪费，水泥就地取材和搅拌成品混凝土。

4、被动建筑低碳设计。在建筑中，外围护结构的热损耗较大，在外墙使用外保温，使用中空玻璃，使用保温屋面，是建筑节能的主要实现方式。提高能源利用的效率并优化能源系统。

5、利用节能建筑围护构件。为了更好地满足透光、通风保温、隔热等各种需求，则应更好地利用新的建筑围护结构部件，根据外

界条件的变化改变其物理性能，达到维持室内良好的物理环境、同时降低能源消耗的目的是实现建筑节能的最基础技术条件。其主要涉及的产品有：屋顶保温和隔热、外墙保温和隔热、热物理性能优异的外窗和玻璃幕墙、智能外遮阳装置以及基于相变材料的蓄热型围护结构和基于高分子吸湿材料的调湿型饰面材料。尤其是通风型屋顶产品、通风遮阳窗帘的使用、外墙外保温可通风装饰板都大大提高了产品的质量，同时又降低了建筑运行成本。

6、智能系统的优化设计。利用建筑智能系统化技术实现低碳建筑的目标，一方面是发掘现有建筑智能化系统的节能降耗的内在潜力，主要通过建筑设备管理系统对建筑环境参数及空调、电梯等机电设备进行实时监测与控制，在满足当前需求的前提下，优化运行设备，减少设备开启台数和运行时间以节约电能，从而减少发电厂对大气污染物的排放，以保护环境。

四、结语

在低碳设计过程中，从整体思维出发，探索建筑系统与环境大系统之间广泛相关的联系。其他所有的人工产品对自然资源的消耗和环境建筑相比应负更多的责任。据分析表明，建造活动消耗了最多的能源和自然资源。人类排放的所有温室效应气体中，来自于建筑材料的大约占到50%，其中包括：生产运输、建筑的建造以及运行管理。导致形成城市热岛效应最主要的原因是城市的混凝土建筑群密集，从而使城市的绿化面积减少，空气质量变差；另外，混凝土墙对城市的声环境、光环都有很多不利影响。由于混凝土比