何雋平

中鐵十一局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司 湖北 武漢 430064

新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，我國建筑行業(yè)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)已不能滿足工程快速建造和市場多元化的需求，建造過程和建造后裝飾材料等均會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害，低碳已經(jīng)不僅是一個(gè)口號(hào)，低碳和我們每個(gè)人生活息息相關(guān)。如何將低碳概念貫徹到工程建筑設(shè)計(jì)中，減少建筑物能源消耗、排放污染物，同時(shí)避免在施工過程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。但在建筑設(shè)計(jì)階段，部分人員都存在忽視低碳概念的情況，導(dǎo)致建筑設(shè)計(jì)中消耗能源增加?；诖耍ㄖO(shè)計(jì)人員就需要合理化的選擇綠色材料和良好的施工工藝等。建筑行業(yè)需要以低碳理念為核心依托，開展建筑結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)工作，減少能源損耗，達(dá)到優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)節(jié)能化發(fā)展目標(biāo)。

1 低碳建筑工程設(shè)計(jì)的概念和意義

低碳建筑是指在建筑的全生命周期中，碳排放量比較少的建筑。主要?jiǎng)澐譃榈湍芎男徒ㄖ?、環(huán)境友好型建筑、綠色宜居型建筑和零碳排放建筑。按照可再生能源的使用，降低能源消耗，低碳建筑通過建筑全生命周期的碳排放量嚴(yán)格控制在最低水平。主要提出的背景為應(yīng)對(duì)全球氣候變暖，核心是控制建筑碳排放量，這也是非低碳建筑的區(qū)別所在。

低碳建筑工程設(shè)計(jì)要遵循循環(huán)、復(fù)雜、和系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)全過程，需要借鑒世界各國的先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和前沿技術(shù)，構(gòu)建低碳建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，提高建筑師低碳節(jié)能的意識(shí)，優(yōu)化每個(gè)節(jié)能減排的技術(shù)要點(diǎn)，讓低碳建筑工程設(shè)計(jì)具有操作性和可行性。

“綠水青山就是金山銀山”思想給我們低碳建筑工程設(shè)計(jì)指明了道路，大多數(shù)建筑工程，如城市更新、擴(kuò)建、工廠都會(huì)占用土地，這將消耗大量的能源資源。如何實(shí)現(xiàn)建筑與低碳之間共贏，協(xié)調(diào)好工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和貫徹低碳理念指導(dǎo)之間的關(guān)系，是建筑工程行業(yè)需要優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的核心。

低碳建筑設(shè)計(jì)除遵循我們傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格前提下，將低碳新技術(shù)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)元素相結(jié)合，努力實(shí)現(xiàn)宜居型和舒適型建筑，選擇節(jié)能環(huán)保材料，打造綠色建筑，運(yùn)用低碳設(shè)計(jì)理念，如采用BIM設(shè)計(jì)技術(shù)、裝配式節(jié)能建筑方案。

其中BIM技術(shù)是采用計(jì)算機(jī)程序建模對(duì)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行全方位的虛擬建造模擬，其核心價(jià)值在于BIM模型可以作為工程技術(shù)數(shù)據(jù)的載體，完美實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資料，為建筑全生命周期的各參與方提供數(shù)據(jù)庫。BIM技術(shù)在建筑的全生命周期碳排放過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞。BIM技術(shù)的使用可以節(jié)省大量的成本、降低碳排放。BIM技術(shù)可帶來快速和可持續(xù)的全設(shè)計(jì)過程，提供更好的設(shè)計(jì)方案。建筑施工建造過程中采用BIM技術(shù)進(jìn)行碳排放測算，也可為建筑材料碳排放測算做出詳細(xì)的分析。

裝配式建筑可在加工和建造過程中減少碳排放，構(gòu)件在工廠統(tǒng)一加工制作，現(xiàn)場作業(yè)較少，施工周期短，有效減少施工現(xiàn)場建筑污染物和垃圾的排放。應(yīng)用裝配式技術(shù)，使用綠色環(huán)保建材，能夠有效降低污染，發(fā)揮其優(yōu)良的節(jié)能性能，協(xié)助建筑物低碳節(jié)能。

2 低碳概念下的建筑設(shè)計(jì)存在的問題

低碳理念下的建筑設(shè)計(jì)，主要就是結(jié)合生態(tài)環(huán)境的發(fā)展趨勢，根據(jù)建筑行業(yè)在生態(tài)環(huán)境危害下起到的影響機(jī)制，編制完善的計(jì)劃，并且有效的滿足建筑設(shè)計(jì)的生態(tài)環(huán)保基本需求。然而，我國與國外發(fā)達(dá)國家相比較，沒有建設(shè)健全的低碳建筑體系，合理利用新型節(jié)能技術(shù)、再生能源，我國低碳建筑設(shè)計(jì)理念不斷發(fā)展，低碳理念建設(shè)以及實(shí)踐不符，實(shí)際工程項(xiàng)目開發(fā)沒有直觀的凸顯出低碳設(shè)計(jì)理念、實(shí)際的價(jià)值效應(yīng)，建筑環(huán)境與空間設(shè)計(jì)存在不合理性。在實(shí)際項(xiàng)目建設(shè)中也沒有凸顯低碳設(shè)計(jì)，能源消耗量較高，使得建筑物設(shè)計(jì)無法滿足開發(fā)需求，不利于實(shí)現(xiàn)后續(xù)低碳開發(fā)與設(shè)計(jì)。

3 低碳概念下建筑設(shè)計(jì)存在問題的有效應(yīng)對(duì)策略

3.1 建筑環(huán)境

在建筑設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑工程項(xiàng)目建設(shè)基本情況、所處的自然環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境相互協(xié)調(diào)。例如，實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，結(jié)合建筑實(shí)際情況，不斷優(yōu)化周圍的環(huán)境?？梢灾苯永媒ㄖ車匀画h(huán)境組織，開展低碳設(shè)計(jì)活動(dòng)。在長期實(shí)踐以及發(fā)展階段，順利達(dá)成低碳發(fā)展的基礎(chǔ)目標(biāo)。在建筑設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)更加關(guān)注綠化面積設(shè)計(jì)，并且逐漸擴(kuò)大綠色植物覆蓋率[4]。在進(jìn)行交通合理規(guī)劃的同時(shí)，對(duì)城市環(huán)境布局進(jìn)行調(diào)整，為建筑物與自然環(huán)境和諧共處創(chuàng)設(shè)良好的條件，低碳理念下完成建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)。

3.2 體型設(shè)計(jì)

開展建筑體型合理設(shè)計(jì)，能有效的減少排碳量，體型系數(shù)合理，對(duì)踐行低碳設(shè)計(jì)理念來說十分重要。在實(shí)際的建筑體型設(shè)計(jì)階段，加入低碳理念，還需要從低碳環(huán)保角度進(jìn)行充分考量，持續(xù)優(yōu)化建筑體型結(jié)構(gòu)，實(shí)行內(nèi)部布局的科學(xué)化設(shè)置。在不對(duì)建筑自然通風(fēng)與采光產(chǎn)生影響的同時(shí)，還能對(duì)溫度進(jìn)行把控，減少實(shí)際建筑運(yùn)行的能源消耗，順利達(dá)成建設(shè)綠色城市的長期發(fā)展目標(biāo)。我國地域遼闊，各個(gè)地區(qū)的氣候特點(diǎn)也存在差異，體現(xiàn)的建筑風(fēng)格也存在一定不同之處，并且對(duì)建筑體型提出了不同的要求。設(shè)計(jì)人員要做好全面的分析與考量工作，并切實(shí)提升設(shè)計(jì)水平，分析低碳理念的設(shè)計(jì)宗旨，保證建筑擁有良好的環(huán)保性能，按期完成建筑項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)。

3.3 空間設(shè)計(jì)

目前，我國土地資源使用比較緊張。而在建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，優(yōu)化空間設(shè)計(jì)則是大部分建筑企業(yè)都關(guān)注的問題。在實(shí)際的建筑空間設(shè)計(jì)過程中，對(duì)人們的實(shí)際空間需求進(jìn)行分析，并逐步進(jìn)行低碳理念滲透。目前，我國的環(huán)境問題愈發(fā)增加，適合人們居住的場所也越來越少，土地利用率出現(xiàn)逐漸下降的趨勢[5]。其中常見的污染形式有光污染、空氣污染、噪音污染等，都會(huì)在一定程度上影響人們生產(chǎn)生活。因此，在實(shí)際的建筑空間設(shè)計(jì)進(jìn)程中，相關(guān)人員要對(duì)空間創(chuàng)設(shè)的舒適性、對(duì)人們生活的影響進(jìn)行分析。建筑工程結(jié)構(gòu)、工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量與性能有直接的關(guān)系，在實(shí)際的空間設(shè)計(jì)中，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，保證建筑結(jié)構(gòu)滿足實(shí)際的性能要求、住戶對(duì)建筑的多層次需求。為了順利達(dá)成合理空間設(shè)計(jì)目標(biāo)，就需要秉承節(jié)能減排、科學(xué)合理、減少能源的核心原則，充分的分析建筑項(xiàng)目實(shí)際抗震性、抗壓性。在降低建筑對(duì)建筑材料需求與消耗的同時(shí)，切實(shí)提升工程項(xiàng)目建設(shè)水平，有效延長建筑使用壽命。基于此，在實(shí)際的空間設(shè)計(jì)階段，建筑應(yīng)當(dāng)依托于低碳概念，科學(xué)化的使用空間資源。

3.4 自然采光

自然采光是利用自然光源，有效滿足內(nèi)部照明的關(guān)鍵設(shè)計(jì)手段。建筑內(nèi)部攝取的自然光源有很多，而人工照明設(shè)施使用率不斷降低，還可以達(dá)成節(jié)約能源的效用。而在實(shí)際的采光設(shè)計(jì)過程中，大多以被動(dòng)式、主動(dòng)式的方法為核心，合理化的利用先進(jìn)技術(shù)，以鏡面反射光學(xué)原理為核心支撐。以導(dǎo)管、光線等傳導(dǎo)材料，在室內(nèi)引入自然光。這種模式大都適用于地下室結(jié)構(gòu)、封閉無窗環(huán)境中，在達(dá)到良好光源照射效果的同時(shí)，降低電能消耗。另外，利用這種方式，可以享受自然光的優(yōu)勢，以此減少實(shí)際消耗，為人們身體健康提供相應(yīng)的保障。以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的核心，優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)模式，引入自然光，起到輔助室內(nèi)照明的效用，減少電力能源消耗[6]。雖然這一設(shè)計(jì)理念合理的利用了自然光，但是具有光線強(qiáng)烈的特點(diǎn)，并且注意都是以直射方向引入的，可能會(huì)使得照明強(qiáng)度過高，使得居住的人們出現(xiàn)頭暈?zāi)垦５母杏X。基于此，在引入自然光的時(shí)候，要盡可能保證光照穩(wěn)定性，對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)空間進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)計(jì)人員立足于建筑基本優(yōu)勢以及特點(diǎn)，開展自然采光設(shè)計(jì)活動(dòng)，達(dá)到良好的內(nèi)部照明效果，從根源上減少電力能源消耗使用，更加符合我國落實(shí)的低碳可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃。

3.5 使用具有環(huán)保效果的綠色建筑材料

在綠色建筑設(shè)計(jì)的過程中，需要合理的選擇建筑材料，并且關(guān)注材料綠色環(huán)保性能，盡可能使用環(huán)保材料、無毒材料。對(duì)于我國大部分高層住宅建筑來說，一般都是以鋼筋、混凝土為材料形成建筑框架。而建筑項(xiàng)目對(duì)鋼筋、混凝土材料需求較高，也會(huì)大量消耗過多的資源。在城市高層住宅建筑施工的進(jìn)程中，需要合理化的發(fā)揮有環(huán)保效用的綠色建筑材料。在選擇的時(shí)候，選擇能可持續(xù)回收、處理再利用的特殊材料，進(jìn)而達(dá)成減少資源消耗，保護(hù)周圍環(huán)境的核心目標(biāo)。例如，對(duì)主框架使用鋼筋混凝土材料，非承重結(jié)構(gòu)則可以利用綠色環(huán)保材料。在選擇材料廠家的時(shí)候，需要遵循就近原則，減少運(yùn)輸距離過程中的材料消耗、人工消耗，在設(shè)計(jì)前期充分考量當(dāng)?shù)夭牧希x擇性價(jià)比較高的建筑材料。此外，在進(jìn)行建筑材料選擇的時(shí)候，則應(yīng)當(dāng)選擇能再次回首、可持續(xù)利用的材料，長久可持續(xù)利用與建設(shè)低碳建筑。而在選擇建筑材料的時(shí)候，也要獲得供應(yīng)商生產(chǎn)資質(zhì)證明、材料質(zhì)量證明、材料使用壽命等，做好嚴(yán)格篩查工作，避免使用污染性較高、能源損耗量較大的材料。采購人員也要負(fù)責(zé)結(jié)合市場的動(dòng)態(tài)變化情況，選擇性價(jià)比相對(duì)比較高的環(huán)保型材料，并對(duì)新型材料使用進(jìn)行研究，評(píng)估不同種類材料的實(shí)際環(huán)保性能[7]。同時(shí)，粉塵擴(kuò)散存在于材料運(yùn)輸、施工過程中，粉狀施工材料在風(fēng)力作用環(huán)境下，可能出現(xiàn)自由擴(kuò)散的情況，出現(xiàn)粉塵污染。而運(yùn)輸車的壓力較大、運(yùn)輸過程中出現(xiàn)運(yùn)輸廢料等，都會(huì)在一定程度上傷害城市道路。所以，設(shè)計(jì)人員確定建筑材料的時(shí)候，則應(yīng)當(dāng)秉持就地取材的核心原則，避免運(yùn)輸階段出現(xiàn)道路損害、揚(yáng)塵污染等。最后，在建筑施工階段，主要的污染都是來自粉塵狀砂石、鋼筋混凝土。而對(duì)于這些材料的制造以及使用階段，可能會(huì)產(chǎn)生甲醛、氛氣、粉塵污染等，還會(huì)導(dǎo)致施工人員身體損傷。而在選擇材料的時(shí)候，也需要以毒氣釋放量作為核心采購標(biāo)準(zhǔn)，并使用無害、綠色可循環(huán)材料。

3.6 積極應(yīng)用新型環(huán)保節(jié)能技術(shù)

基于人們的環(huán)保意識(shí)顯著增強(qiáng)，并且引入了更多創(chuàng)新性的環(huán)保節(jié)能技術(shù)。在開展高層建筑設(shè)計(jì)工作的過程中，則應(yīng)當(dāng)選擇環(huán)保性較強(qiáng)、費(fèi)用合適的設(shè)備。而在低碳建筑建設(shè)環(huán)節(jié)中，需要立足于實(shí)際情況，合理化的進(jìn)行節(jié)能可再生能源使用，如施工地區(qū)如果常年都是晴天，則要使用太陽能。而在相對(duì)偏僻的地區(qū)，則需要合理使用風(fēng)能；距離海、湖比較近的地區(qū)，也可以合理使用水資源，實(shí)現(xiàn)資源再利用。通過合理利用新型節(jié)能環(huán)保技術(shù)，減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)能源可循環(huán)使用[8]。例如在高層建筑設(shè)計(jì)階段，則要引入水資源使用循環(huán)利用裝置。在設(shè)置水循環(huán)裝置的同時(shí)，有效的處理雨水、生活污水，達(dá)成水資源循環(huán)使用，不斷凈化小區(qū)的環(huán)境。從國家層面入手，推進(jìn)節(jié)能技術(shù)研究與發(fā)展。例如，對(duì)于新建的建筑，則需要完成外墻保溫隔熱層設(shè)置工作，使用擁有保溫隔熱效果的材料，阻止室內(nèi)和室外熱量交換，降低能源消耗與支出。

3.7 圍護(hù)設(shè)計(jì)

在圍護(hù)設(shè)計(jì)的過程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)是十分重要的保溫隔熱屏障，進(jìn)行內(nèi)部與外部空間的劃分。第一，促進(jìn)低碳理念設(shè)計(jì)要求落實(shí)，完成外墻保溫隔熱處理的工作，還需要對(duì)內(nèi)部濕度進(jìn)行控制，隔絕內(nèi)外空間熱交換情況，減少熱能消耗。例如，合理化的使用泡沫板、保溫漿料、巖棉板，并對(duì)熱能平衡效果進(jìn)行把控。第二，選擇雙層中空玻璃、鋁木復(fù)合型門窗，對(duì)熱能擴(kuò)散情況進(jìn)行抑制。還可以借助植物屋面、太陽能屋面處理方式，達(dá)到隔水保溫的作用，避免室內(nèi)進(jìn)入過多熱空氣、冷空氣，打造舒適的室內(nèi)環(huán)境。

3.8 高效利用再生能源

在建筑設(shè)計(jì)中，要在順利貫徹低碳理念，則需要提升可再生能源的使用效率?；诖?，在改善能源使用模式的同時(shí)，根據(jù)建筑行業(yè)發(fā)展先進(jìn)、完善的技術(shù)進(jìn)行深度調(diào)研分析，以便于完成新能源開發(fā)活動(dòng)，合理化的使用新材料。第一，構(gòu)建節(jié)能系統(tǒng)，各個(gè)地區(qū)的建筑能耗差異較大。因此，在設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，應(yīng)當(dāng)落實(shí)因地制宜的基本原則。結(jié)合建筑所在地的實(shí)際情況，選擇完善的能源使用模式，并且以開展保溫設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)要點(diǎn)。第二，合理化的利用以及開發(fā)清潔能源。目前，我國更加關(guān)注清潔能源使用與開發(fā)。以低碳概念組織為核心，優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)合理利用風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?，提升新型可再生能源使用效率，順利達(dá)成低碳設(shè)計(jì)核心發(fā)展目標(biāo)。

4 結(jié)束語

低碳概念的提出，可以有效減少煤炭能源燃燒，碳排放量，為大眾創(chuàng)設(shè)良好的居住環(huán)境。而引入新型綠色材料、環(huán)保技術(shù)，就可以避免破壞周圍的環(huán)境，對(duì)建筑空間進(jìn)行合理的使用，提升土地資源的使用效率。在推行低碳建筑設(shè)計(jì)的同時(shí)，相關(guān)部門要落實(shí)各項(xiàng)法律法規(guī)，還需要做好建筑設(shè)計(jì)監(jiān)管工作，以此推進(jìn)低碳建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)順利進(jìn)行。秉持節(jié)能、環(huán)保的基本原則、我國提出的宏觀調(diào)控戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，由政府職能部門進(jìn)行協(xié)調(diào)監(jiān)管，推動(dòng)建筑行業(yè)低碳化發(fā)展。