低碳视角下的建筑设计路径探析

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吴立娜

北京清水爱派建筑设计股份有限公司河北分公司,河北省唐山市,063000

摘要

建筑工程建设需要通过建筑设计获得保障。实际的建筑设计内容极为多元化。设计期间一旦出现问题,会对建筑工程的整体建设质量及使用效果产生影响。所以,建筑设计应以实际情况出发开展合理、全面的管控。而且当前城市的主要能源耗费源自于各类建筑。大量的能源耗费会对居民生活及国家合理利用能源的政策实施产生不良影响。实际的建筑设计需合理融入低碳环保理念才能实现节能效果,通过低碳理念可全面实现建筑工程的整体节能设计,从而有效提升人们的居住及生活质量。基于此,本文详细分析了低碳视角下的建筑设计路径。


关键词

低碳视角;建筑设计;路径

正文


引言

在全球一体化进程中,人们对生活质量的追求逐步提高,对生活环境也提出更高的要求。然而,目前我国建设中却忽略了对生态环境的保护,有的建设单位在施工时,为追求利润却破坏了我国的生态文明建设,损害了人类与大自然之间的关系。在这样的情况下,国家制定了可持续发展的策略,人民的环境保护意识大大增强,在建设项目中也开始引入低碳经济的概念。在这种背景下,以“低碳”的概念来推进建筑设计的发展,是一个具有时代意义的课题,它对我们国家的生态文明具有重要意义。

1低碳设计理念

低碳设计理念指的是以低碳理论为前提,合理、全面地应用资源。在开展建筑工程设计时,通过不同的节能降耗技术形式,科学控制资源的损耗,实现减排增效的目标,以及对生态环境的保护。低碳设计内容包含以下方面。第一,结合建筑物的应用状态及生命周期,合理设计环保方案,并确保施工不污染周边环境。要注重分析建筑工程在规划立项、设计准备、施工建设及竣工应用等不同阶段隐藏的问题,通过科学控制建筑的设计及施工等环节,有效减少建筑施工对周边环境造成的影响。另外,对建筑工程施工地点的水文、地理、环境、气候条件、地貌特征等进行科学分析,筛选可满足节能效果的施工工艺、技术模式。第二,低碳设计应合理利用土地及当地的自然资源,将其科学融入设计方案并不断优化调整,以此实现高效的能源利用。第三,低碳设计应首选拥有低碳、环保性能的各类能源,杜绝不可再生能源,如石油、煤炭等的使用,以此降低碳排放,避免生态环境污染。第四,低碳理念提倡应用各类新型清洁型资源。在建筑工程施工中有效应用低碳理念,能够合理控制碳排放量。应在人们日常生活中更多地融入生态生产模式,在建筑工程的实际施工中有效利用节能环保技术促进建筑工程的节能水平提升。同时,对于资源的不必要耗费情况要科学开展管控,确保建筑工程在投入使用后能更好地服务于大众。

2低碳视角下建筑设计的重要性

当前,较之以前人民的生活水准有了长足的进步。经济的发展,使人民的衣食住行得到了极大的改善,但也带来了很多环境问题。在全球经济发展速度相对比较慢的年代,人民的生活品质也相对不高,但是,那时的生态环境相对保持的较好。如今,由于对地球资源持续的开发,地球上的生态环境有所恶化。不管是恶劣的气候条件,还是生物多样性的问题,又或者是各种传染病,都会给人类的生活带来巨大的危害。持续恶化的生态环境,严重影响着人们的生活质量。为此,我国提出了“可持续发展”战略,深入贯彻节约资源和环境保护的基本国策,在全社会的各个系统推进有利于资源节约和环境保护的生产方式、生活方式和消费模式,以促进经济社会发展与人口、资源和环境相协调。实现低碳发展,不仅要有政府的力量,通过加大对环境的管理力度严厉打击污染环境和破坏生态的行为;同时必须全民齐心协力,人人加强低碳理念,将低碳思想融入到身边的点点滴滴中,共同建设一个绿色、和谐的社会。如今社会,有的企业为了获得巨大的利润,对自然资源过分使用,对环境产生了很大的影响。全球气温升高、冰川融化、酸雨、雾霾等问题接踵而来,对人类的健康造成了严重的威胁。因此,追求低碳发展是每个企业都必须做的,而低碳理念的推行无疑是环保的重要手段,建筑行业要带头走上绿色发展道路,这不仅有利于建筑业的可持续发展,也有利于建设绿色社会[1]

3低碳视角下的建筑设计路径

3.1强化光热性能,采用绿色通风技术

深化建筑设计中的光热响应与绿色通风,要求设计师不仅具备传统的建筑学知识,还需对先进的光热技术与通风原理有深入的掌握。这一转变背后,是对建筑与环境间相互作用的重新定义,强调在设计初期就应纳入对光热性能的优化和绿色通风技术的应用,以确保每一项设计决策都与低碳目标相契合。以一座位于温带气候区的多功能教育中心为例,考虑到地理位置和气候条件,建筑师精心设计了建筑的朝向、窗户的位置和大小,以及可调节的遮阳设施。例如,教室和阅读区朝向南方,以最大化利用自然光,同时通过可调节遮阳设备来控制日照,防止过热。楼层间设置了通高的中庭,促进自然光的深入渗透,减少对人工照明的需求。绿色通风技术的应用不仅满足了室内新鲜空气的需求,还与建筑的热性能相互配合。通过对建筑物的微气候分析,确定了最佳的开窗策略。内部布局和空间组织被优化以确保有效的空气流通,形成自然通风系统。例如,教室和办公区域的窗户设计为可开启,以便在适宜的气候条件下促进空气交换,同时中庭作为空气流通的垂直通道,加强整个建筑的通风效果。该项目强调了光热性能和绿色通风技术的监测和评估。建筑内安装了多个传感器,用于实时监测温度、湿度和CO2浓度,并将数据反馈给智能控制系统。这使得建筑能够根据实际的室内环境条件,自动调整窗户开闭和遮阳系统,保证室内环境的舒适性和健康性[2]

3.2改进照明系统设计,降低建筑照明能耗

建筑工程照明系统在建筑中是极其关键的组成部分,其通过科学设计能实现建筑内部照明质量的全面提升,从而使建筑工程全面为居民提供良好的服务。但在建筑工程在实际运行过程中,多数能耗来自于自身的照明系统。为了有效控制建筑工程照明系统的能源消耗实现低碳发展,应全面在照明系统设计融入环保技术。在设计过程中对二线控制系统、建筑自动化系统(BAS)等开展合理设计,使其符合节能标准。BAS不同于二线控制系统,不具备独立运行功能,需通过合理的设计来实现对其的控制。实际应用场景中二线控制系统对照明场景及灯具亮度等进行控制,更适合应用于照明标准更高的场景,而在BAS的应用中,能够提供较大空间或区域的照明,可用以完成基本的照明功能。

3.3运用低碳环保能源和建筑材料

随着时代的发展,城市的建设稳步推进,人们对建筑的认识也在发生着变化。新材料和节能的思想在建筑工业中得到了贯彻,在建筑企业推行低碳环保的概念时,有关部门已经对能源的控制进行规范化,并制定出最大限度降低能耗的方案。因此,在建筑节能方面,应更加合理、高效地使用,以符合建筑行业对节能建筑的要求,以绿色环保的建筑形态,创造绿色的办公和居住条件。建筑企业在选材上应以环保,安全、健康为第一要务。应尽量减少传统的砖瓦、砂石等材料,增加绿色环保材料的使用。有关人员在选用环境友好型物料时,应注意以下两方面的问题。第一,有关人员在选用环保材料的时候,应根据现场的具体情况选用适宜的材料,并要注意防止材料浪费、运输费用和材料的长期存放,杜绝“大量建设、大量消耗、大量排放”的粗放式建设方式。因为有的建筑材料看似绿色,其实在实际的生产中却会产生一些对环境不利的固废垃圾,此时材料就会失去环保的效果,而且废料处理会增加建设的费用。第二,在挑选的过程中,要选择对环境友好的物料,主要包括绿色的墙体材料、保温隔热材料以及装饰材料,既能减少使用中消耗能源,同时也能保护生态环境。新型建筑材料已经在建筑行业领域广泛使用,比如说新型的抗菌板材、绿色玻璃、节水智能型卫生洁具等,既美观大方,满足使用者需求,又促进了节能减排的发展。从当前的建筑设计实践来看,既要充分利用新能源,又要充分运用自然的资源,这样才能让建筑效益最大化;既要保证建筑的质量,又要控制投资[3]

3.4优化建筑运行管理

建筑运行管理是建筑物的重要环节,它直接影响建筑的运行效率、舒适度和节能性能。随着科技的不断发展,智能化和自动化成为优化建筑运行管理的重要手段。第一,利用智能化系统,通过传感器和监测设备对建筑内的设备进行远程监控和管理,通过这些设备,工作人员可以实时监测建筑内的温度、湿度、照明等环境参数,以及空调、电梯、供暖等设备的运行情况。当设备出现异常时,智能化系统会自动发出警报,工作人员可以迅速采取措施进行维修,避免设备故障对建筑造成进一步损害。此外,通过智能化系统,管理人员可以对设备的使用情况进行远程监控和调整,以提高设备的运行效率和延长使用寿命。第二,利用自动化技术,完善建筑运行管理。例如,通过自动调光系统和智能化窗帘等设备,可以根据建筑内的光照情况实时调整照明和遮阳,提供舒适的工作环境。自动化系统还可以根据建筑内的人流量和使用需求,自动调整空调和供暖系统的运行模式,实现节能降耗。通过自动化系统,管理人员可以对建筑内的用电情况进行实时监测和分析,从而找出用电高峰期和能源浪费的问题,并采取相应的措施进行优化。智能化和自动化技术的应用,不仅提高了建筑运行管理的效率,还提升了建筑的舒适度和节能性能。第三,通过远程监控和管理设备,可以预防设备故障和损坏,减少停工和维修时间,提高设备的可靠性和使用寿命。利用远程监控,可以实时监测和调整建筑环境,为人们提供舒适的工作和居住环境,提高人员的工作效率和生活质量。此外,通过自动调节照明、空调和供暖系统等,可以节约能源消耗,减少能源浪费,降低建筑运行成本[4]

3.5可再生能源的利用

利用可再生能源可以有效减少建筑的碳排放和能源消耗。例如,太阳能光伏系统是一种常见的可再生能源利用方式。太阳能电池板可以将太阳辐射能转化为直流电能,并通过逆变器将其转换为交流电,以满足建筑内部的电力需求。将太阳能电池板安装在建筑的屋顶、立面或其他合适的位置,可以最大限度接收太阳光线。在建筑设计中,设计师可以根据建筑的能源需求和可用的场地条件,确定太阳能光伏系统的规模和设计。地热能是一种具有持续稳定性的可再生能源,可以用于供暖、供冷和热水。地热能的利用需要通过地下管道将地热能收集到建筑内部,利用热泵等设备将其转换为适宜的温度,有助于减少传统供暖和制冷方法所需的能源消耗,并提供稳定的室内温度[5]

3.6采纳低碳立面材料,增强立面碳捕获能力

在建筑领域,外部立面不仅是建筑物的“脸”,更是其与外部环境互动的主要介质。面对日益严峻的全球碳排放问题,如何优化并改进立面材料与设计,使其具备更高的碳捕获和储存效率,已经成为设计师和研究者们探索的新方向和挑战。以一座商业综合体建筑为例,这座建筑采用了再生混凝土和再生钢铁作为主要的立面材料,这些材料在生产、加工、运输和应用过程中的碳足迹远低于传统材料。建筑立面的部分区域采用了生物基材料,如竹和木材,由于其在生长过程中的碳吸收作用,成为优选选项。在设计上,该建筑立面采用了多层次的结构设计,以提高其碳捕获能力。内层立面采用了具有高热效率的材料,以减少能源损失;外层立面则应用了光催化剂涂料,这种涂料可以在表面形成化学反应,帮助减少大气中的污染物和CO2。建筑立面还集成了微生物和藻类生态系统,这些系统不仅可以捕获并储存碳,还能提供额外的绿化效果,改善城市环境。为了确保这些立面材料和技术的有效性,设计团队进行了广泛的研究和实验。不仅对材料的碳捕获效率、持久性和耐久性进行了评估,还进行了模拟,以确保在不同环境条件下的性能。

结束语

综上所述,低碳设计理念下的绿色建筑设计是多角度、多系统、多维度的建筑实践,发展低碳经济,创建低碳社会,是我国实现社会的可持续发展的关键。本文结合低碳绿色建筑设计,同时利用高科技的设施和新能源技术,使得建筑的功能复合性更完善,这不仅能满足绿色生态化和低碳化的需求,而且更加注重人与空间的关系,使建筑空间成为人与自然和谐共处的载体,营造出人与自然和谐相处的美好低碳环境。

参考文献

[1]金铮.低碳理念下的建筑设计应对策略[J].城市住宅,2021,28(S1):99-100.

[2]刘一琳.低碳概念下的建筑设计策略[J].住宅与房地产,2021,(25):132-133.

[3]翟冰.低碳理念下建筑设计策略研究[J].住宅与房地产,2021,(04):111-112.

[4]陈皓.低碳概念下的建筑设计应对策略[J].冶金与材料,2020,40(06):165-166.

[5]罗贤杰.低碳概念下建筑设计应对策略[J].住宅与房地产,2020,(32):158-159.

 


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