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设计初期实现低碳建筑设计方法的探索

2013-05-28龚理清董俊叶欣

科学时代·上半月 2013年4期
关键词:低碳建筑方法

龚理清 董俊 叶欣

【摘 要】随着环境问题的日益严重,发展低碳经济已经成为全球趋势。建筑业一直是二氧化碳排放量的大头,推广低碳建筑对于降低碳排放量和保护生态环境有着重要意义。如何推广低碳建筑,如何设计低碳建筑便是本文所要探讨的核心问题。

【关键词】低碳;建筑;设计;方法

随着环境的日益恶化,“低碳”二字对大多数人已经不再陌生。建筑行业作为碳排放量的最大来源,进行低碳建筑研究在当下显得格外重要。要实现建筑的低碳化,必须经过合理设计,尤其是在建筑设计的初期,注重对建筑建设中碳排放量的控制有利于实现建筑的低碳化,那么究竟什么是低碳建筑呢?我们又该如何通过相关设计来使高能耗建筑转变为低碳建筑呢?以上问题笔者将为您在下文中一一解答。

一、低碳建筑的定义

低碳,简单来说就是减少二氧化碳的排放量。而低碳建筑,一般指的是在选用建材和相关设备,以及后来的施工建造和最终使用这整个过程中,尽量减少石化能源的使用,二氧化碳排放量较低的建筑。

二、在建筑领域推广低碳设计的必要性

为什么一定要在建筑领域推广低碳建筑设计呢?这一方面是由日益恶劣的全球环境所决定的,另一方面也是由于建筑业本身的高二氧化碳排放量所导致的。

众所周知,目前全球环境已经恶化到无以复加的地步,各种极端气候现象的出现不断威胁着人类的生存和发展。这里面很大一部分原因是由于二氧化碳排放量过高,大气中过高的二氧化碳含量使得全球气温上升,两极冰川不断消融,海平面的继续上升将会淹没大多数沿海城市,人类的生存空间将会进一步缩小。减少二氧化碳排放量已经迫在眉睫。发展低碳经济已经是全球趋势,作为经济发展的重要部分,建筑业也应该采取相关措施作出响应。

其次,建筑业本身也是能源资源消耗的巨头。据统计,人类从自然界获取的资源中的一半都用来建造各种建筑,而人类所产生的固体废弃物中的一半,也是来自于建筑物。相关数据显示,全球的建筑业能耗占到了终端总能耗的五分之二,相应的排放出的二氧化碳的总量也远高于人们通常认为是二氧化碳最大制造者的运输业和工业。这个问题在我国尤其严重,由于我国对资源的有效利用程度十分低,这使得我国每建成1㎡的建筑,就会产生出0.8t的碳;而我国绝大部分的建筑都是高能耗建筑,建筑业几乎是我国二氧化碳的最大生产机。出于这种情况,限制建筑业减少碳的排放量已经是我国推行低碳生活发展低碳经济必须采取的措施。

以上原因足以让我们认识到控制建筑业的碳排放量的重要性,可是为什么要注重设计初期的低碳设计呢,难道在之后就无法控制吗?答案是肯定的,下面笔者将简要分析其中的原因。

3.在设计初期实现低碳方案的原因

在建筑设计中,涉及到能源使用的相关决策有五分之四发生在设计初期,如果在这一阶段没有相应的能量顾问参与,那么对碳排放量的评估就无法实现。而真正进入施工阶段后,整个工作重心都放在如何完美实现设计师的构想上,那时再提降低能耗显然也不会受到重视。因此,在设计初期就将控制碳排放量加入整个施工计划中,这样才能够从根本上保证建筑的碳排放量降低。

既然在设计初期实现低碳设计方案如此重要,那么我们有哪些策略可以用来达到这一目的呢?下面详细说一下。

三、建筑低碳设计的方法

要建造低碳建筑,首先要做到是培养设计人员的低碳环保意识,并将它贯彻在整个设计过程中。但是,只是在设计施工过程中贯彻这个理念是远远不够的,还要将这种理念延伸到建筑使用和废弃物处理等后续环节中,争取使建筑能耗降到最低,减少环境污染以及固体废弃物的产生。此外,在保障建筑本身质量的前提下对再生资源循环和可持续利用也有助于节能减排。

说了这么多,都是推广低碳理念,那么在实际的设计中我们要怎样实行建筑的低碳化呢?笔者提供了几个方案,仅供参考。

1.建筑环境低碳化

在前期的建筑设计中,设计师一定要对建筑物周围的环境情况有清晰的认识,力求保持环境和建筑的和谐统一,最好的效果就是利用建筑本身的低碳节能特性来反作用于周边环境的保护工作。具体说来,首先要尽可能地提高建筑物周边的绿地覆盖率,因为有效的二氧化碳吸收率在另一方面就会减少二氧化碳的排放量。此外,如果设计师进行的是城市建筑的整体规划,那么一定要对建筑物周围的道路交通进行合理规划,尽可能保障道路的畅通,避免大量车辆拥堵增加尾气排放。在做整体布局时,设计师要尽量使自然环境和人工建筑能够完美融合,不能以突出建筑而牺牲建筑场所本身的生态平衡。

2.建筑材料的低碳化

正如前文所言,人类采集的资源近一半是用在了建筑上,随着经济的发展和人们对建筑需求的扩大,建筑材料的消耗速度也到了前所未有的地步,要实现建筑低碳化,建筑材料的低碳化必不可少。建筑材料的低碳化包括两个方面:一是建筑材料的绿色环保,另外一个是绿色建材的合理有效利用。

建材的生产和使用过程都不可避免的会产生大量能源消耗,其中的一部分甚至会严重污染环境,损害人体健康,比如混凝土混合过程中产生的氡气,还有比较常见的人造板材产生的甲醛气体等等。另外,建筑建造中经常用到的水泥,也会产生大量的二氧化碳,据不完全统计,每修建一平米的钢筋混凝土建筑,便会相应产生300至400千克的二氧化碳,而对这些建筑的拆除,又会产生大量不易处理的固体垃圾。因此,传统建材的长期使用,无疑会给环境造成更大压力。设计师在进行设计的时候,不妨打破常规思维,转变思路,尝试使用低能耗建材。比如生土材料,这种材料具有再生性强价格低廉等特点。尤其是在黄土高原地区,这种材料的原料十分丰富,而且由黄土加工而成的的这种材料,无需经过煅烧,这样就可以避免煅烧产生的能耗和污染,而且这种材料可以循环利用,可塑性强于混凝土,可以更好的实现设计师的理念,并且几乎零污染,是未来建筑用材的一个很有前景的材料。

建筑用材低碳化的另一方面便是提高建筑用材的使用率。我国的经济发展模式是粗放型的,走的是高投入高能耗和低收益的发展道路。这一点在建筑行业也不例外,虽然我国的建筑用材的需求极大,但是真正投入生产的建材使用率十分低,相同的结果,中国付出的往往是其他国家几倍几十倍的代价。我国的能源资源并不丰富,更禁不起如此“豪放”的浪费,因此,设计师在进行设计时,一定要注意节约材料资源。比如,建筑师在进行设计时,要尽可能减少建筑结构要素,使建筑的外观设计和室内设计呈现一体化趋势,这样可以降低用材的耗损。另外,要合理利用各种材料的天然属性,使之自然结合,这样既可以保障建筑物的质量,又可以减少工序降低能耗。第三点,建筑师在选用建材的时候,要尽量选用耐久性强的材料,比如钢结构构件,这种材料具有施工简单,利用率高等特点,这样不仅可以降低施工成本,还可以减少固体废弃物的产生,实在是一举两得。

3.建筑空间的低碳化

在进行设计时,合理的空间利用可以有效降低建筑的总面积。比如在设计时,有效的利用建筑本身的采光条件来降低室内的用电量,通过有效的空间绿化来净化室内空气,减少二氧化碳含量,另外,对于墙面的保暖隔热处理,也可以减少空调的使用率。这些小的贴心设计在近年来的装修节目中也比较常见,比如单是对屋面的保暖隔热,便有架空、蓄水和植被覆盖多种方法。设计师在设计过程中要充分发挥想象力,使一些自然因素转变为降低能耗的助力,比如通过对太阳能、降雨等自然能源和自然现象的充分利用,来调节室温和室内湿度,提高居民低碳生活的生活质量。

除了以上三个方面,当然还有很多方法可以实现建筑业的节能减排,只要我们的设计师充分发挥想象力和创造力,低碳建筑一定会在中国大地上得到迅速推广。

四、结语

低碳建筑的实现,不是光靠设计者的个人努力便可以实现的,它更需要投资者,建材商,施工人员的大力支持和国家的有效引导,只有各方面都坚定发展低碳经济的决心,低碳建筑的未来才会更加美好。

参考文献:

[1]吴硕贤重视发展现代建筑技术科学.建筑学报,[J]2009

[2]邹晓周,曲菲绿色节能主义之低碳建筑建筑节能,[J]2009

[3]曾旭东,赵昂基于BIM技术的建筑节能设计应用研究,重庆建筑大学学报,[J]2006

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