低碳概念下的建筑设计分析

低碳概念下的建筑设计分析

冯亮

新疆东方瀚宇建筑规划设计有限公司 新疆 昌吉 831100

摘要：建筑二氧化碳排放量在总排放量中占比约50%，易加重气候变暖现象，影响生态环境。基于此，建筑工程建设中应引进低碳概念，本文从低碳概念下的建筑设计要求入手，结合建筑工程实践，总结低碳概念下的建筑设计方法要点，为低碳建筑建设提供帮助。

关键词：低碳概念；建筑设计；节能环保

前言：联合国IPCC组织发布的调研报告显示，在全球能源需求中，城市建筑能源需求占比超过60%，建筑已成为影响节能环保事业发展的关键因素之一。为推动生态文明建设，建筑行业工作者应树立绿色、低碳工作理念，开展绿色、低碳建筑设计与建设工作。

1. 低碳概念下的建筑设计要求

在低碳概念下，建筑工程建设应注重能耗控制，减少二氧化碳排放，提高建筑节能环保效果。细化来说，在低碳概念下，建筑设计应满足如下要求：第一，生态性，传统建筑设计中的建筑结构施工主要应用不可再生材料，加大建材成本，易使资源枯竭，在低碳概念下，设计人员应注重建筑设计的生态性，开发利用可再生资源，避免浪费，减少能耗；第二，无公害，建筑施工可能引发粉尘污染、废水污染、固体废弃物污染等环境问题，在低碳理念下，设计人员应创新建筑施工材料与工艺，减少建筑污染，实现无公害设计；第三，节能性，建筑工程周期长、工程量大，使用材料、设备多，成本高，资源利用率偏低，在低碳概念下，设计单位应优化建筑设计，合理开发利用建筑资源，提高资源利用率，节约能源^[1]。

2. 低碳概念下的建筑设计方法要点

1. 合理选择建筑材料

基于低碳概念下的建筑设计生态性、节能性要求，设计单位需合理选择建筑材料，提高建筑工程中新型建材的利用率，减少建筑材料释放的二氧化碳。以某建筑工程为例，设计人员综合考虑外墙与门窗结构存在的生态缺陷，优化选择外墙与门窗材料，落实低碳概念。就外墙设计而言，设计人员选择厚度为280mm的自保温砌块，与高精度模板配合应用，构建现浇一次成型的非承重围护墙体。和常规混凝土结构相比，自保温砌块的保温性能更好，导热系数更小，可减少建筑能源损耗。就门窗设计而言，设计人员选用60系列铝合金隔热窗及隔热铝合金低辐射玻璃窗，配置Low-E中空玻璃，在保障建筑通风、光照的同时，提高建筑保温节能效果，实现低碳设计目标。

同时，在部分建筑工程中，设计人员可根据工程要求，选择装配式建筑施工工艺，在工程制备所需规格的墙板、楼梯梯段板、阳台及叠合板等构件，于施工现场统一拼装，既可减少施工现场的土建施工，避免粉尘污染，也可预防材料浪费，提高资源利用率^[2]。

2. 开发利用新能源

在低碳理念下，新能源开发是建筑设计的关键要点，可减少不可再生能源的开发利用，使建筑工程更为节能环保，落实建筑设计的生态性与节能性要求。基于生态环保要求，设计人员可在建筑设计中开发利用如下新能源：

1. 地热能。在部分地热能丰富的区域，设计人员可在地热能丰富的区域设置热泵机组，将地热能从地下提升至建筑内，通过地热能为建筑提供热量，配合地热能交换装置，能够满足建筑用户的热水、采暖、制冷需求。地热能来自于地下水、土壤等物质对太阳能的吸收与利用，属于可再生能源，可提高装置的制冷制热稳定性。

2. 太阳能。太阳能是建筑设计中应用最广泛的新能源，设计人员可利用光伏装置将太阳能转变为电能，通过太阳能热水器将太阳能转变为热能，减少建筑用电系统与暖通系统能耗。同时，对于有地下结构的建筑，可引入地下室导光管采光系统，通过导光管将地表的太阳光线运输至地下室，通过漫射器使太阳光线照射地下室，减少地下室的照明用电与能耗。

3. 风能。风能在建筑设计中的应用体现在两方面，一方面，设计人员可通过建筑结构的优化设计，调整建筑朝向，提高建筑通风与光照效果，缩短暖通系统运行时间，取得理想节能环保效果。另一方面，设计人员将风能与太阳能配合应用，在白天通过光伏装置开发利用太阳能，在夜晚通过风能发电，减少市政用电，无须在施工现场连接大量输电线，降低建筑成本，减少能源浪费。

3. 创新设计暖通系统

暖通系统是建筑能耗占比较大的部分，设计人员应创新暖通系统设计工作，减少暖通系统的能耗与排放。以某建筑工程为例，设计人员在建筑暖通系统设计中引入如下技术：

1. 全热回收新风技术。在全热回风新风空调系统中，包括全热交换模块、过滤模块及动力模块，室内外空气均在过滤后在排放至室外、吹向室内，有效改善率室内空气质量，减少二氧化碳排放。同时，在室内空气排出时，通过排风管冷却，回收部分空气热量，用作空调系统的冷媒蒸发能源，既可起到良好节能效果，也可避免机组结霜，延长空调机组使用寿命，降低建筑运维成本。

2. 变频多联式空调技术。在变频多联式空调系统中，变频设备的控制系统综合评估室内外环境参数、表征制冷系统运行状况，调整压缩机的输气量，进而调节风扇运行状况，按照建筑空气质量需求，控制空调运行参数，避免能源浪费，实现空调系统的柔性调节。同时，和传统空调系统相比，变频多联式空调直接通过冷媒实施冷热交换，无需在螺杆机组与风冷热泵中配置二次载体，避免空调系统的冷量或热量损失，节约能源。

4. 实施屋顶节能设计

建筑屋顶空间开阔，是建筑与外部环境交互的关键界限，设计人员可利用屋顶的特殊性，实施节能设计，优化建筑屋顶结构，提高屋顶部分的环保效益，进而影响整个建筑的能耗与排放，落实低碳概念。以某建筑工程为例，屋顶节能设计方法要点如下：

1. 保温设计。该建筑选择板式布局，不同建筑间的距离较大，光照条件良好，设计人员在屋顶处配置保温层，并为女儿墙设置围护结构，构建封闭的保温隔热系统，提高屋顶保温隔热效果，减少建筑热量损失，降低二氧化碳排放，减少能耗。

2. 利用新能源。设计人员利用屋顶的良好光照条件，配置太阳能热水系统，根据屋顶结构特点，在屋面花架上安装集热器，在南偏东15°与45°的方向上安装太阳能板，用于采集太阳能，将其转变为热能，为建筑用户提供热水。为保障太阳能的最大化利用，设计人员设计控制系统，在水箱内的水温在5-10k时，发布控制指令，自动开启循环水泵，将热水运输至用户换热水箱内，保障热水稳定供应。

3. 绿化设计。考虑到屋顶的太阳光辐射较强，可能将部分热量传递至建筑室内，加大建筑暖通系统能耗，设计人员利用屋顶空闲区域，开展绿化设计，利用基质材料种植草坪、小灌木等植物，通过植物的热阻效应，降低屋顶区域的热量，也可提高空气湿度，吸收噪音，创造更优质的建筑环境。同时，设计人员在屋顶区域设计雨水收集系统，由于屋顶区域采集的雨水杂质较少，可通过简单的净化处理进行开发应用，用作屋顶植物绿化用水与冲厕用水，节约水资源，减少雨水排放，预防城市洪涝。

结论：综上所述，在低碳概念下，建筑设计应遵循生态、节能、无公害要求，合理选择建筑材料，开发利用新能源，创新设计暖通系统，实施屋顶节能设计，减少建筑排放的二氧化碳量，降低建筑能耗，提高建筑的环保效益，推动建筑的绿色、生态、高质量发展。
参考文献：

[1]孙帅丽.低碳概念下的建筑设计措施[J].居舍,2021(21):98-99.

[2]凃江川.低碳概念下的建筑设计应对策略探讨[J].中国住宅设施,2021(06):18-19.