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低碳式建筑设计论文：低碳概念下的建筑设计应对策略【摘要】环境是人类赖以生存的条件，是人类社会持续 发展的基础，建筑作为能耗最大的一种人类活动，其在设计 建造以及使用过程中对环境的影响是非常巨大的文章通过 对建筑设计方法、过程、理念的分析，探讨低碳经济概念下, 建筑设计的应对策略关键词】低碳;节能;可再生能源;建筑设计工业文明以来，人类社会经济发展对化石能源的依赖导 致了大气中二氧化碳浓度显著提高，由此而引发的海平面上 升、冰川融化、疾病的流行、物种的濒临灭绝等一系列问题, 让我们认识到人类所面临着环境危机2003年，英国能源白 皮书《我们的能源未来:创建低碳经济》中提出了低碳经济概 念，强调节约使用能源，特别是碳基能源，在减少总的能源 需求的同时改善能源结构作为地球能源消耗、污染物排放 的大户，建筑的材料生产、建造过程、建成后使用、废弃后 的处理等全过程都存在着巨大的能耗在欧洲，大约有一半 左右的生态和环境破坏是由建筑和工程造成的在美国，甚 至城市固体废弃物的60%以上都与建筑运行有关因此，采 取措施使建筑向节能转型，将会在很大程度上节约能源的消 耗，并创造出更大的经济价值截止到2010年，绿色建筑 就将为美国带来超过600亿美元的经济价值[l]o我国处于建设发展的高速增长期，城市化、现代化进程 还将持续很长的时间，而建筑业作为我国国民经济增长的重 要支柱产业，在能源的有效利用、减少污染、保护生态环境 等方面还处于起步与探索阶段，所面临的能源与环境问题更 为突出。

因此，对照我国的新能源发展规划与低碳经济的发 展目标，积极尝试通过设计手段在建筑的设计、建造和运行 中提高建筑能源利用效率，改善建筑的环境性能，引领低碳 的生活方式，是当代建筑师所需肩负的责任1从规划设计开始注入低碳理念建筑是人与自然进行能量信息交换的媒介建筑师对建图I Active Nulurr"构思概念(图 片 来 源:Philip Jodidio. Green Architrcturr now ![M1.TASCHEN.2009.)寸能否实现 料的消耗、 广张性开发 呆护、利用 少开发带来 :的基础坐落在天津滨海新区的中新天津生态城，规划区域内1/3 是废奔盐皿，1/3是盐碱荒地，1/3是有污染的水面，面对这 样相当恶劣的资源约束条件，在生态节能的理念指导下，紧 凑型的城市布局、方便快捷的绿色交通体系结合社区建设和 滨水地区改造成为“资源节约型、环境友好型”宜居城市目 标实现的手段在交通节能规划设计中，构建以轨道交通为 骨干、以清洁能源公交为主体的公共交通系统，覆盖全城的 慢行交通网络、500m范围的服务半径、功能设施的配套设 计使居民在适宜的步行范围内可以解决生活基本需求，减少 对小汽车的依赖，交通出行的减少降低了交通产生的能耗。

在节能的同时积极开发应用风能、太阳能、地热、生物质能 等可再生能源，优化能源结构[3]o 2007年在巴黎OIN项 目中胜出的"Active Nature 充分考虑利用自然资源与生产 能力，保护既有的森林，在城镇的外围增加农业基地满足区 域内生活的需要，通过“绿色电池”对水体与废物进行循环 利用，通过规划满足该地域在未来三十年的“绿色”生活（图 l）o合理的具有前瞻性的生态区域规划，是建筑设计可持续 化的基础2建筑设计中的低碳设计策略对于建筑来说，低碳设计意味着整个设计、建造、使用 与废弄环节都要考虑到低能耗、低污染与低排放在考虑建 筑的耐久性设计的同时兼顾建筑的易拆除设计、节约资源设 计和可再生能源利用设计等2.1更多地考虑建筑的环境属性在全球化背景下，建筑师们创造出一批具有可识别性的 标志性建筑，一种可以独立于其所建造的环境的商标性建 筑，但是也有建筑师始终关注在具体环境中解答问题，让建 筑成为特定环境所创造出的物体安藤忠雄设计的很多建筑都是埋在地在的他曾经说过:“不管出于什么样的自然环境中， 地地 用从 共识在应 的过 成， 喷水下降 市中 顶部 时，建筑 度,图2 改髀城市坏境的“空气树”(图 片 來源：Philip Jo Green Archilreture nou ![Mj.TASCHEN.2OO9.)克。

对场:的有效利「建筑师的空气树”, :境再循环 生材料制 内部通过 行空气调 :内部气温 ［大多数城 :处通过 自足的同 I利润用于 I的树木密 「展的重新配置性发展中去2.2材料的多层次开发与高效利用2.2.1绿色建材的使用建筑与装修材料、设备管材的生产和建设环节是建筑大 量产生能耗和污染的环节很多常用的建筑材料会对环境产 生不利影响，如新鲜加气混凝土会散发氮气，人造板材有大 量甲醛挥发在我国城市化进程中，建筑大多采用钢筋混凝 土结构，而水泥是咼耗能、咼污染、咼CO2排放的建筑材料, 每建成lm2的钢筋混凝土建筑,将产生300〜400Kg的CO2, 而且混凝土拆除物还会造成难以处理的废弃物材料使用的 不恰当在后期的使用和维护上带来很多的问题因此，选用 工业化成品或者可再生、循环利用的建筑材料，选取内含能 源(embodiedenergy) [5]低的材料，是减少CO2排放，控制 建设中、使用中和废弃后环境污染的一个有效途径在开发新材料的同时，强调建筑材料的地域性和原生态 性西班牙建筑师的FOA事务所设计的“竹屋”，选用当地 临时建筑上常用的竹子作为外围护材料，尝试将这种临时性 的材料和构造用在建筑的永久结构上，寻求寻常材料的不寻 常使用方式，“在建筑中引入自然界的消亡和再循环”(扎拉 波罗)，试图使人造的城市逐渐向自然生态型转化。

黄土高原 地区的生土建筑维护结构主要是黄土直接加工成的生土材 料，另外混入的麦草、芦苇等防止开裂生土建筑具有施工 简易、低能耗、便于就地取材等优势生土制成的土坯砖造 价仅为混凝土的1/5,用它做成外围护结构可以使建筑室内 获得稳定舒适的环境另外其加工制作过程也无需锻烧，污 染很小，并且材料可以重复利用建设，甚至可以作为肥料在 农业中使用[6]o在内部装修材料的选用上，选择简单有效、 能源消耗少、施工便捷并且可以调节室内微气候的材料比 如日本零排放住宅中采用消石灰壁纸作为墙面装饰，对室内 湿度的调节起到了很好的作用222材料的高效利用老子曾云：“周行而不殆，可以为天下母低碳建筑设 计节材策略的直接经济效益来自建筑垃圾减排首先，建筑与室内设计一体化，可以减少构成建筑这个 系统的要素，减少不必要的材料损失与能耗其次，充分利 用材料的特性，将材料性能与建造紧密的结合起来采用高 性能、低材耗、耐久性好的新型建筑体系，比如自重轻、可 再生的钢结构构件，便于现场拼装搭建，可以减少施工环节 与施工周期，节约施工成本，减少施工现场的材料浪费，降图 4 Dyinaxion 住宅(图片 來源:liUp : / /blog. 163. coin /sz

•材料在物质 ]的“再生” 降低物能投 [于对有限的 设计OJ杆穹隆技术, 且使结构体系 范去了二次装4）2.3建筑空间的高效利用空间的高效利用可以降低总体的面积需求对大量性的 居住建筑而言，注重空间的充分利用，控制住房面积标准， 必然降低建造的能耗日本是一个土地资源贫乏的国度，其 住宅设计中，往往将活动较频繁的空间作为枢纽来组织部分 空间，以减少交通长度，达到节省空间的目的减少建造也是节约能源的有效手段建筑空间再利用 （reuse）是建筑进入良性循环的有效手段，是城市发展的契机 [8]o户型设计中考虑空间的灵活可变性，以及建筑随着时 间的功能变更的可能性，既延长了建筑的使用寿命，又减少 了建造量及建筑垃圾的产生，是降低建设费用、节省能源的 途径2.4建筑形式与能源消耗建筑的形式对建筑使用中的能耗有很大的影响图5） 在规模、体量、建造年代等基本接近、采用相同的空调设备帕雷克住宅冬于刑而帕宙克住宅夏季別面等的不同, 昔筑的形式 攵的手段勺素出发确图6 “管式住宅”剖面（图片来源：注芳.査尔斯・柯里亚［M］.北京：中国建筑匸业出版社,2003.）图7 “华”艾术馆的休息空间（图片来源：张希晨摄影）争形式改善 弋往往随气 爭的地区氷 X实现对 ］建筑形象 艾少对机械 Bo壬建筑中玻 芋的造型及 匕，在满足 耳玻璃、铝 毛起到了重 匕形式与功 图7）热工性能的同时对立而的可塑性帮助也不小。

选择合理的遮阳方式， 可以改善建筑表皮对外部气候资源的利用，为建筑内部空间 提供良好的气候环境遮阳的手法有很多种，利用阳台、外 廊等形体的凹凸变化形成的自遮阳、利用植物、建筑物Z间 相互遮挡遮阳、利用透光材料自遮阳、结合立面设计安装人 工遮阳构件等，都是设计中可以考虑的方式牵牛、葡萄藤、 爬山虎等构成窗前垂直和水平遮阳，可以使有西向窗口的室 内温度下降1—2C诺曼•福斯特设计的马来西亚石油技术 大学采用月牙形的高达挑檐在解决热带遮阳的同时提供了图9 潸华大学能源楼（图片來源:blip : //pliolo. zhulong* com）I有独创性 遮阳模拟, :形平面和 巨和夏至正 冒覆盖太阳 P国城市建图9) o2.4.2墙体的构造形式与太阳能的利用建筑物的墙体保温性能的好坏是影响建筑物节能指标 的关键，是很多国家目前建筑节能开发的重点墙体的颜色、 材料、构造方式都会对建筑的能耗产生影响自伦佐•皮亚诺开创了建筑“双层表皮”以来，全世界 人量办公建筑都运用这一技术进行节能化设计随着新技术 新材料的开发使用，建筑的外维护结构逐步从能量损失的系 统变为吸收能量的系统瑞士的Domat/Ems生态节能住宅墙 体采用的TWD复合型材料，既可以在夏季阻挡热辐射，又 可以在冬季吸收太阳能，具有很高的环境适应性。

英国目前 最大的光伏建筑项目CIS大厦在南向幕墙处采用多品硅光伏 材料，充分利用了太阳能提供建筑运营的能耗2.5屋面的节能设计与构建立体绿化网络体系蓄水、架空、覆土种植屋面是目前比较常见的屋而的保 温隔热设计的方式屋面绿化与墙体垂直绿化相结合，在美 化建筑、充分利用雨水、遮扌当东西向日晒的同时，水分的蒸 发还可以净化空气，调节屋面及室内温度，缓解城市“热岛 效应”大阪的Namba Park是一个购物中心与办公楼的综合体 设计师借用“峡谷”的理念，巧妙地将楼层和花园结合在一 起，建筑宛如一个斜坡公园，从街道地平面上升至8层楼的 高度，精心设计的多层次屋而绿化打破了室内外的空间界 限，使冰冷的商业空间生龙活虎了起来植物每天生长，每图10 大阪难波公冈（图片來源:blip : / / photo, zliulong. com） 体验 o （图 10）3可再生能源的综合利用建筑的低碳化发展建设依赖于多种技术手段在高度节 能设计的同时，优化能源利用方式、发展可再生利用能源、 新技术新材料的开发与应用，也是很关键的因素3.1节能系统的选择建筑的能源消耗性存在地区差异性，应该根据不同地区 的特点采取不同的能源利用方式。

比如北方城市采暖能耗在 总能耗中所占比重较高［12］,对煤炭的消耗也最大，就需 要考虑在加强保温设计的同时寻求开发新的替代能源，大量 缩减碳排放南方城市对电能的消耗比较高，在加强隔热、 遮阳设计同时，采用能耗低的电气设备，考虑建筑的通风与 地冷的利用改善城市的能源结构，尽量使用清洁能源，是 当前建筑低碳设计的必然趋势3.2可再生能源的综合利用在建筑全寿命周期。