試論建筑設(shè)計中低碳設(shè)計田苗’周香俊21.機械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司河南鄭州 4500002.河南智博建筑設(shè)計有限公司河南洛陽 471000摘要:從傳統(tǒng)設(shè)計走向低碳之路的革新需要各領(lǐng)域的通力合作。我們不能只關(guān)注直觀的設(shè)計而忽略了那些設(shè)計背后的意義。本論文對低碳建筑中低碳設(shè)計與應(yīng)用進行了分析研究，對今后在低碳設(shè)計應(yīng)用方面的研究具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計;低碳建筑;低碳應(yīng)用中圖分類號: TU2文獻標識碼: A文 章編號:一、建筑低碳研究及應(yīng)用現(xiàn)狀目前對于節(jié)能建筑研究較多的是建筑外窗、玻璃幕墻的應(yīng)用，而對外墻、屋頂以及樓地板的研究較為欠缺。另外，夏熱冬冷地區(qū)的研究較寒冷地區(qū)、嚴寒地區(qū)的研究多，主要是因為夏熱冬冷地區(qū)采暖和空調(diào)能耗均較高，節(jié)能設(shè)計需同時考慮圍護結(jié)構(gòu)的保溫和隔熱性能，而這兩者是相互矛盾的，所以，要想達到既保溫又隔熱的目的，有很多困難需要解決。當前對于建筑物排放CO2的研究普遍認為:建筑物的日常耗能占建筑生命周期CO*排放量的絕大部分，比例約為60%--80%，其次重要的部分即建材的生產(chǎn)與運輸階段的CO排放量。由此可得出建筑節(jié)能減排首先要從降低日常能耗開始，這也是最能立竿見影的一環(huán)，其次就是建材的生產(chǎn)和運輸，也是建筑節(jié)能減排中相當重要的一部分。位于不列顛群島最北端的安斯特島因一對退休夫婦邁克爾●雷和多羅西●雷建造的“零碳屋”，成為全球環(huán)保人士的矚目之地。該房屋設(shè)有吸收太陽能、儲存太陽能的裝置，有一-根不銹鋼管與地下風(fēng)力渦輪機和地能收集系統(tǒng)相連，這些裝置可以通過收集空氣和地面的能量，給房屋提供電能、熱能。即使冰天雪地，有地板下的廢氣轉(zhuǎn)化的暖氣系統(tǒng)供熱，屋內(nèi)也是溫暖如春。在英國，邁克爾的環(huán)保屋已成為政府典范，愛丁堡當局也據(jù)此制訂了環(huán)保守則。而據(jù)英國《衛(wèi)報》報道，中國廣州市也有官員對雷氏夫婦的“零碳屋”感興趣，正研究采用中國煤化工容納YHCNM HG5000戶的新型環(huán)保城。由此可見，這座環(huán)保屋在世界范圍內(nèi)的影響。中國境內(nèi)首個零碳公共建筑就是去年在上海世博會.上落成的“零碳館”，據(jù)該館的主設(shè)計師介紹，該建筑使用的建材是混合型水泥，此類水泥含有大約50%的建筑廢料，諸如煤灰、煤矸石、礦渣等。這些廢料制成的混合水泥保溫性好，能減少熱滲透，吸收室內(nèi)多余熱量，使建筑主體冬暖夏涼。除了利用傳統(tǒng)的太陽能、風(fēng)能實現(xiàn)能源自給自足外，“ 零碳館”還能取用黃浦江水，利用水源熱泵作為房屋的天然空調(diào);用餐后留下的剩飯剩菜被降解為生物質(zhì)能，用于發(fā)電。二、低碳建筑低碳設(shè)計應(yīng)用探討1.大力發(fā)展環(huán)境型建筑低碳應(yīng)用(1)關(guān)注普通建筑目前，在中國發(fā)展節(jié)能建筑、綠色建筑，或者是低碳生態(tài)建筑，重要的并不在于做幾個示范性的建筑，而是要切合實際地解決當前建筑的問題，例如冬天保溫、夏季防熱、自然通風(fēng)的，就是低碳生態(tài)的;建筑隔聲、垃圾堆砌、降低采暖費用、太陽能與建筑結(jié)合的，就是低碳生態(tài)的。所以，技術(shù)策略要抓主要矛盾。不能技術(shù)堆砌，片面追求節(jié)能。8億農(nóng)民居住的農(nóng)村住宅也應(yīng)該進入減碳發(fā)展的視野。(2)優(yōu)化建筑設(shè)計建筑造型及圍護結(jié)構(gòu)形式對建筑物性能有決定性影響。直接的影響包括建筑物與外環(huán)境的換熱量、自然通風(fēng)狀況和自然采光水平等。而這三方面涉及的內(nèi)容將構(gòu)成70%以上的建筑采暖通風(fēng)空調(diào)能耗。不同的建筑設(shè)計形式會造成能耗的巨大差別。然而，建筑物是個復(fù)雜系統(tǒng)，各方面因素相互影響，很難簡單地確定建筑設(shè)計的優(yōu)劣。例如，加大外窗面積可改善自然采光，在冬季還可獲得太陽能量，但冬季的夜間會增大熱量消耗,同時在夏季會由于太陽輻射通過窗戶進入室內(nèi)使空調(diào)能耗增加。這就需要利用動態(tài)熱模擬技術(shù)對不同的方案進行詳細地模擬測試和比較。(3)開發(fā)節(jié)能建筑圍護構(gòu)件開發(fā)新的建筑圍護結(jié)構(gòu)部件，以更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風(fēng)等各種需求，甚至可根據(jù)外界條件的變化隨時改變其物理性能，達到維持室內(nèi)良好的物理環(huán)境、同時降低能源消耗的目的。這是實現(xiàn)建筑節(jié)能的基礎(chǔ)鹽術(shù)和辛F十西涉及的中國煤化工產(chǎn)品有:外墻保溫和隔熱、屋頂保溫和隔熱、熱物理性能YHCNMHG嗇、智能外遮陽裝置以及基于相變材料的蓄熱型圍護結(jié)構(gòu)和基于高分子吸濕材料的調(diào)濕型飾面材料。自. 上個世紀90年代起，我國自主研發(fā)和從國外吸收消化的外墻、屋頂.保溫隔熱技術(shù)被慢慢采用。尤其是外墻外保溫可通風(fēng)裝飾板、通風(fēng)型屋頂產(chǎn)品、通風(fēng)遮陽窗簾的使用，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了建筑運行成本。2.優(yōu)先發(fā)展低碳材料應(yīng)用于建筑設(shè)計低碳生態(tài)性建筑在設(shè)計方法上，首先;不管規(guī)模大小和地理位置如何，都要對建筑所處的環(huán)境和其地域性加以研究和考慮，只有對建筑的周圍環(huán)境充分利用，才能更好地發(fā)揮建筑本身的自我調(diào)節(jié)作用;其次，根據(jù)其建筑周圍環(huán)境的研究成果，選擇建筑的位置、朝向、布局等，然后通過對建筑構(gòu)件的設(shè)計，使其與周圍環(huán)境建立良好的溝通渠道，最后，如果條件允許可以使建筑結(jié)合- -些生態(tài)元素，既能優(yōu)化建筑自我調(diào)節(jié)能力，又能美化環(huán)境，更好地體現(xiàn)建筑的低碳生態(tài)性。下面主要 從植被、水體和建筑低碳綠化設(shè)計三個方面探討低碳設(shè)計在建筑設(shè)計.上的應(yīng)用。(1)植被植被，特別是樹木，不但能非常有效地遮陽，還能產(chǎn)生空氣壓差，并由此增大或減小風(fēng)速，改變氣流方向，從而導(dǎo)引氣流進入或者繞開建筑物。植物、灌木和樹.木在光合作用的過程中能吸收太陽輻射，從而使周圍環(huán)境變得涼爽。在干熱氣候區(qū)，應(yīng)盡可能減少得熱，可用樹木遮擋來自東西方向的陽光，同樣可以有效地阻擋熱風(fēng)侵襲。在干熱地區(qū)栽植落葉喬木很有用處，這些喬木在夏天可提供舒適的遮陽，冬天葉子脫落，太陽可照射進室內(nèi)。在寒冷氣候區(qū)可栽植常綠樹木來阻擋寒風(fēng)，但常綠樹木也會吸收太陽輻射，從而降低周圍環(huán)境的溫度。在濕熱地區(qū)可利用植被來加大氣流流動。但如果不細心布置的話，植被不會起到降低氣流速度的作用。(2)水體水體能吸收大量的輻射，并通過蒸發(fā)降溫，因此，白天水體附近區(qū)域一-般較為涼爽;然而在夜間水體會向周圍環(huán)境釋放較多的熱量，這些熱量可以用來采暖。上面所述現(xiàn)象是很容易理解的。水不僅比熱大，而且蒸發(fā)潛熱也相對較高。換句話說，水在蒸發(fā)過程中會吸收大量的熱量，而溫度每升高或降低合四收式區(qū)放大中國煤化工量的熱量。因此，當水因空氣流動而蒸發(fā)時，會使空氣溫1YHCNM H G溫。同時濕度會在蒸發(fā)降溫過程中增加。如果空氣的相對濕度很高，蒸發(fā)就會變慢。水的比熱高，是水泥比熱的兩倍多。這意味著升高相同的溫度，等量的水吸收的熱量是水泥的2倍多,利用水體既可以減少得熱，又可在需要時利用水體吸收的太陽輻射作為非直接熱源。(3)建筑結(jié)合綠化設(shè)計植被可以吸收輻射，因此將建筑結(jié)合植物設(shè)計可以有效降溫。建筑結(jié)合綠化設(shè)計，引入“土地空間化”的概念，包括墻面綠化、屋頂綠化和陽臺綠化。墻面綠化主要是在強烈陽光直射面爬滿綠色藤狀植物，避免陽光直射墻面，降低外墻表面溫度，保證室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性。三、.結(jié)束語建筑活動是人類作用于自然生態(tài)環(huán)境最重要的生產(chǎn)活動之--，也是消耗自然資源最大的生產(chǎn)活動之一。我們已經(jīng)了解到，- -些節(jié)能環(huán)保的設(shè)計并非想象中那么復(fù)雜，只要發(fā)揮我們的智慧，完全可以為減排作出應(yīng)有的貢獻。首先，應(yīng)因地制宜地考慮環(huán)境型建筑的標準，具體來講就是結(jié)合氣候條件、自然條件、資源條件、經(jīng)濟條件和文化條件來確定各地的綠色建筑標準，不盲目復(fù)制和理想化采用，讓節(jié)能方案切合實際。其次，在建筑設(shè)計.上充分利用自然資源設(shè)計朝向、通風(fēng)性能，在屋面、墻體、門窗等建筑外圍護結(jié)構(gòu)上使用具有隔熱和保溫性能的材料，在空調(diào)等建筑暖通設(shè)備上盡量使用能耗低的產(chǎn)品，同時，充分開發(fā)利用太陽能風(fēng)能和地?zé)豳Y源。中國煤化工MHCNM HG