摘要：低碳建筑與節(jié)能建筑相似，其原則就是利用合理建筑結(jié)構(gòu)改進(jìn)，從而提高建筑對(duì)自然能源的利用效果，進(jìn)而降低礦物資源的消耗。本文利用實(shí)例對(duì)基于自然采光、通風(fēng)、取暖的低碳建筑設(shè)計(jì)理念進(jìn)行分析。

　　關(guān)鍵詞：低碳建筑,設(shè)計(jì)思路,自然采光, 合理設(shè)計(jì)

　　一、低碳建筑設(shè)計(jì)原則與思想分析

　　大自然能源的枯竭已經(jīng)逐步影響到了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，節(jié)能減排已經(jīng)成為了全世界各行各業(yè)的關(guān)注。低碳與節(jié)能是當(dāng)前人類共同關(guān)注的重要課題，建筑是人類對(duì)自然影響最大的活動(dòng)，因此建筑的低碳是設(shè)計(jì)者必須肩負(fù)的任務(wù)與目標(biāo)。低碳建筑與節(jié)能建筑從某些方面看是基本相同的，其都是遵循開(kāi)放、樸實(shí)、流暢的設(shè)計(jì)思路，從選址到格局、從朝向到風(fēng)向，從間距到界面、從單體到群體都需要最大限度的利用自然能源，從而降低碳能源的消耗;注重對(duì)光線、通風(fēng)等有效的利用，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖ�功能所必須達(dá)到的采光、通風(fēng)、取暖等。因此在低碳建筑的設(shè)計(jì)中必須將這些因素考慮到設(shè)計(jì)中，不論是從整體還是局部都應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)充分利用自然基本原則。引入低碳思路，必須掌握節(jié)能技術(shù)，從某種意義上節(jié)能與低碳的目標(biāo)是一致的，此時(shí)利用低能耗資源或者純粹的自然資源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能等，尊重自然規(guī)律，降低能源消耗，才能使得建筑達(dá)到低碳的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　另外，低碳建筑的設(shè)計(jì)是一種復(fù)合性設(shè)計(jì)模式，即多元融合。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)研究當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境與建筑特性，開(kāi)發(fā)適應(yīng)本地生態(tài)環(huán)境的建筑模式，整合完善建筑的基本功能，最大化的滿足使用者的舒適度需求與低碳節(jié)能要求，即將建筑設(shè)計(jì)與環(huán)境、文化結(jié)合起來(lái)，力求將科學(xué)、邏輯、智能、系統(tǒng)基于一身，使得建筑符合多功能、低能耗的時(shí)代要求。

　　二、低碳建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)

　　低碳建筑需要借助合理的規(guī)劃達(dá)到其設(shè)計(jì)的目的，其規(guī)劃應(yīng)合適我國(guó)實(shí)際情況。其主要的方法是按照低碳需求打造小區(qū)域環(huán)境，將建筑與地域環(huán)境有機(jī)的結(jié)合起來(lái);其次突出低碳運(yùn)行的模式，對(duì)建筑本身的功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行合理布局，在建筑群內(nèi)實(shí)現(xiàn)低碳化服務(wù)模式;最后盡量利用原有的自然條件降低對(duì)原有環(huán)境的破壞，提高建筑對(duì)氣候與環(huán)境的適應(yīng)性能，從而實(shí)現(xiàn)低碳的目標(biāo)。低碳建筑規(guī)劃是一個(gè)宏觀的建筑設(shè)計(jì)思路，是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，其與低碳建筑設(shè)計(jì)、低碳材料、低碳運(yùn)行模式、環(huán)境規(guī)劃等息息相關(guān)，因此在規(guī)劃中應(yīng)盡量將低碳能源開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)結(jié)合起來(lái)為建筑規(guī)劃所用，突出整個(gè)系統(tǒng)的低碳效果。

　　如：在建筑系統(tǒng)中打造綠色生物鏈并使之形成一個(gè)完整的生物鏈，可以在規(guī)劃中將充足的水域和植物系統(tǒng)作為規(guī)劃的基礎(chǔ)，此時(shí)可以開(kāi)發(fā)或者移植必要的水域與植物系統(tǒng)，在低碳建筑的基礎(chǔ)上升級(jí)成為低碳建筑群。水域必須是全季節(jié)性的，具有充足的面積與深度。然后在水的基礎(chǔ)上預(yù)留必要的空間，保證良好的指標(biāo)覆蓋，合理的搭配多種植物在不同的生長(zhǎng)期內(nèi)有季節(jié)性的規(guī)劃，營(yíng)造常綠。這些植物不僅僅可以制造氧氣還可作為動(dòng)物與植物、微生物等生存的基礎(chǔ)，維持一個(gè)完整的微觀生態(tài)體系，八鋪?zhàn)魃�物鏈的相�?duì)完整。生物鏈的建立可以在冬季御寒夏季降溫，并可吸收與凈化空氣。這樣的思路在某個(gè)建筑群內(nèi)得到了應(yīng)用，利用人工堆坡和拓寬水域，利用地形的高差產(chǎn)生水流的動(dòng)力，并循環(huán)。在水域內(nèi)引入必要的水生植物與動(dòng)物，更使得水系統(tǒng)得到了凈化，控制水質(zhì)與清澈度。同時(shí)結(jié)合水域完成整體綠化，利用多種植被相結(jié)合的方式，營(yíng)造層次分明的植物系統(tǒng)，形成一個(gè)沿著水域分布的生態(tài)系統(tǒng)。這樣就可將建筑區(qū)域利用起來(lái)，為建筑低碳規(guī)劃打下基礎(chǔ)。同時(shí)建筑規(guī)劃中利用露臺(tái)、屋頂、道路等截取雨水，并收集到地下水池中，利用簡(jiǎn)單的處理方式為水域補(bǔ)充水量，以此構(gòu)成了一個(gè)建筑群內(nèi)的微循環(huán)系統(tǒng)。

　　三、基于自然采光、通風(fēng)、取暖的低碳建筑設(shè)計(jì)思路

　　1、利用自然資源應(yīng)因地制宜

　　低碳建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)突出自然性，最大化的利用自然資源是低碳建筑設(shè)計(jì)的源點(diǎn)。結(jié)合自然設(shè)計(jì)是將建筑地區(qū)的太陽(yáng)輻射、熱、光、陰影、降雨、風(fēng)甚至是植物等自然條件與人類建筑結(jié)合起來(lái)，在實(shí)現(xiàn)建筑功能時(shí)充分利用自然資源，突出自然提供的潛力，促進(jìn)建筑與自然向融合。

　　目前城市及建筑雖然突出了個(gè)性化設(shè)計(jì)，然而對(duì)環(huán)境的影響也是不容忽視的，不論原址如何都會(huì)進(jìn)行人為處理，按照人為的臆斷對(duì)自然條件進(jìn)行改造，對(duì)原有的自然景致進(jìn)行破壞，同時(shí)也增加了不必要的資源浪費(fèi)，當(dāng)然也就談不到利用自然了。所以在低碳建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)克服此類錯(cuò)誤，即在規(guī)劃與設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)因地就勢(shì)，盡量利用坡地、洼地、水面等作為綠化用地，對(duì)原有的樹木等進(jìn)行必要的保護(hù)與利用。同時(shí)要通過(guò)適當(dāng)?shù)慕ㄖ�設(shè)計(jì)，將形態(tài)、空間組合、朝向定位、材料選擇、色彩運(yùn)用等來(lái)滿足建筑與自然的融合。同時(shí)充分結(jié)合氣候特征，考慮陽(yáng)光、空氣流動(dòng)等增加建筑對(duì)自然環(huán)境的利用效果，如炎熱地區(qū)利用遮陽(yáng)、通風(fēng)、隔熱等措施保證建筑溫度適宜，降低人為調(diào)控溫度而增加能耗。反之對(duì)于低溫含量區(qū)域，則利用保溫、采光等措施，如設(shè)計(jì)雙層窗體、日光走廊、圍護(hù)保溫等措施，提高對(duì)日光的利用。另外，還有充分利用水，水可以對(duì)空氣溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，創(chuàng)造一種建筑內(nèi)的微觀氣候，建筑設(shè)計(jì)可以增加對(duì)水資源的利用設(shè)置，利用蓄水、緩釋等措施提高建筑外環(huán)境的滲透能力。

　　2、采用被動(dòng)采暖思路

　　低碳建筑設(shè)計(jì)不能違背為使用者提供適宜環(huán)境的要求，而冬暖夏涼則是人們對(duì)建筑的最基本要求。所以熱舒適是建筑需要解決的最大問(wèn)題。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)了解影響室內(nèi)熱環(huán)境的因素有空氣溫度、墻壁輻射溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度。然而這些因素都最終歸結(jié)為與自然陽(yáng)光輻射相關(guān)。因此無(wú)論是低碳還是節(jié)能，建筑設(shè)計(jì)都要把對(duì)陽(yáng)光的合理利用作為設(shè)計(jì)的重要方向。這樣對(duì)于不可再生的礦物能源無(wú)疑是最大的節(jié)約，當(dāng)然可以實(shí)現(xiàn)低碳的目標(biāo)。

　　如采用被動(dòng)式的太陽(yáng)能建筑，即利用建筑朝向與周圍環(huán)境的合理布局，內(nèi)部空間和外部形態(tài)的巧妙設(shè)計(jì)，將建筑本身與材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等適當(dāng)?shù)慕M合起來(lái)，使得建筑達(dá)到冬季汲取太陽(yáng)能，保持并儲(chǔ)存，均勻分布，從而解決建筑物冬季采暖的問(wèn)題，而在夏季可以利用適當(dāng)?shù)恼诒巫韪籼��?yáng)輻射，散逸夏季室內(nèi)的熱量，讓建筑物達(dá)到降溫的目標(biāo)。其最為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)就是將穿透南向玻璃窗進(jìn)入室內(nèi)的陽(yáng)光利用起來(lái)，利用材料對(duì)其進(jìn)行吸收從而轉(zhuǎn)化為能量供建筑利用，從而創(chuàng)造一個(gè)舒適的室內(nèi)溫度。如果要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的太陽(yáng)能建筑就必須具備一下幾個(gè)條件：建筑的外部應(yīng)采用較好的隔熱材料作為維護(hù);向南的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置可以集熱的結(jié)構(gòu)，使其最大限度的獲取太陽(yáng)能;室內(nèi)布置應(yīng)盡量采用儲(chǔ)熱材料或者結(jié)構(gòu)，可以最大限度的儲(chǔ)存熱量;設(shè)計(jì)應(yīng)主次分明，主要采暖房間應(yīng)與集熱表面和儲(chǔ)熱體緊密結(jié)合，而次要房間與非采暖房間應(yīng)可布置在東西兩側(cè);在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過(guò)綠化、遮陽(yáng)、通風(fēng)等布置為夏季降溫做好準(zhǔn)備。

　　3、窗體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

　　建筑的能耗大部分都集中在外圍結(jié)構(gòu)上，其中包括屋面、墻體、樓板、門窗等，這些位置都是能耗較大的位置。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱與結(jié)構(gòu)的材料緊密相關(guān)，而解決空氣滲透的方式就是增加材料或者結(jié)構(gòu)的密閉性，這就要改進(jìn)門窗的結(jié)構(gòu)，提高門窗的氣密性。因此在建筑圍護(hù)門窗上采用傳熱系數(shù)較低的材料，可以達(dá)到一定的節(jié)能效果。另外，建筑設(shè)計(jì)中增加窗戶密閉、減少維護(hù)開(kāi)孔與縫隙的面積的基本原理完全可以應(yīng)用到增加建筑密閉性上。如建筑外墻開(kāi)窗的設(shè)計(jì)，窗戶的面積與墻體的面積在不同朝向的墻面上對(duì)于能耗的影響是不同的，因?yàn)橥獯暗膫鳠嵯禂?shù)一般說(shuō)比外墻大，影響外圍護(hù)的綜合保溫效果。隨著墻窗面積比的增加，外窗的傳熱系數(shù)則應(yīng)減小，以到達(dá)降低散熱的效果。所以不同朝向的窗墻面積比可以影響外窗的傳熱系數(shù)。

　　如：在上海外環(huán)線的立交橋旁的住宅，因?yàn)榈貕K的原因呈現(xiàn)的是弧形，小區(qū)地塊上的弧形邊緣建筑了兩排住宅。第一排的位置與立交橋的距離較近，上下立交橋的車流對(duì)建筑影響較大，其噪聲的影響給住宅帶來(lái)了負(fù)面影響，但是立交橋面對(duì)的是南向，所以住宅的南向又必須設(shè)置開(kāi)窗進(jìn)行采光，因此如何設(shè)計(jì)窗戶的形式就成為了一個(gè)難題，即需要降低噪聲有需要保證采光與通風(fēng)。在設(shè)計(jì)中采用高度1.8m開(kāi)洞，沿街的窗戶高1.2m，與上緣相接，下部設(shè)置0.6m的半窗。另一側(cè)靠近房間的高度設(shè)置為1.2m，上部設(shè)置為0.6m的空間。兩層窗戶的間隔為10cm，內(nèi)層上口設(shè)置翻窗形式，當(dāng)需要通風(fēng)的時(shí)候利用翻窗空氣從兩層窗戶之間的10cm間隙完成通風(fēng)。

　　4、空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

　　在建筑系統(tǒng)中，中央空調(diào)系統(tǒng)是高能耗系統(tǒng)，其所能提供的環(huán)境溫度與自身的運(yùn)行模式都會(huì)影響系統(tǒng)能耗，所以空調(diào)系統(tǒng)如果可以采用有效的節(jié)能措施將可以降低能耗，具體措施可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

　　1、合理的控制室內(nèi)溫度與濕度。此時(shí)假設(shè)空調(diào)室外計(jì)算的參數(shù)是定值，夏季空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算溫度與濕度越底則房間的制冷負(fù)荷越大，系統(tǒng)消耗的能源量也就越大。經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，如果不降低室內(nèi)舒適度的標(biāo)準(zhǔn)而是通過(guò)合理組合室內(nèi)溫度參數(shù)是可以降低能源消耗的。如采用冷負(fù)荷計(jì)算方式在不同的室內(nèi)設(shè)計(jì)不同的溫度，會(huì)得到相應(yīng)的冷負(fù)荷與濕度負(fù)荷，制冷量以及室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為25度時(shí)的調(diào)節(jié)度，進(jìn)而得出其能耗效率。利用結(jié)果可以看出，隨著室內(nèi)的溫度改變，節(jié)能率是一種曲線變化，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度沒(méi)提高1℃，中央空調(diào)的能耗至少可以節(jié)約6%，在加上智能化的控制系統(tǒng)，其節(jié)能效果將更加理想。

　　2、利用合理的設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)控制方案和冷源方案，可以降低整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的能耗。空調(diào)的能耗主要是風(fēng)系統(tǒng)與水系統(tǒng)共同組成。在風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)能耗最大，而水系統(tǒng)中水泵與冷水機(jī)組也是能耗的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)中適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)其控制與運(yùn)行方式可以有效的降低能耗，即實(shí)現(xiàn)機(jī)組智能化控制是比較可行而容易實(shí)現(xiàn)的方法。

　　3、暖通系統(tǒng)的應(yīng)用

　　空調(diào)新風(fēng)量也是影響空調(diào)節(jié)能的一個(gè)重要的標(biāo)志，新風(fēng)量過(guò)多會(huì)增加系統(tǒng)本身能耗載荷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)節(jié)能，處理的新風(fēng)量過(guò)小則會(huì)導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降，所以針對(duì)空氣環(huán)境的合理調(diào)節(jié)是影響空調(diào)能耗的重要層面，在送風(fēng)溫度與新風(fēng)比例上應(yīng)設(shè)計(jì)有智能化控制系統(tǒng)，協(xié)調(diào)比例降低能耗。

　　同時(shí)選擇更加合適的控制方式也是空調(diào)節(jié)能的重要措施，變頻技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，其智能控制與保障環(huán)境舒適性的特征無(wú)疑是空調(diào)節(jié)能的最佳技術(shù)，因此在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)盡量利用變頻技術(shù)與智能化技術(shù)相結(jié)合，突出智能控溫與變頻控速的節(jié)能模式，從而降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　低碳建筑的設(shè)計(jì)主要的思路就是利用更加自然的方式與資源降低對(duì)礦物能源的消耗，而最容易獲取的自然資源就是陽(yáng)光、氣流等，因此在低碳建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)將采光、通風(fēng)、保暖進(jìn)行協(xié)調(diào)，按照合理利用自然資源的模式設(shè)計(jì)對(duì)建筑的關(guān)鍵部位進(jìn)行改進(jìn)，從而達(dá)到合理利用的最佳效果。

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