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  • 现代建筑设计中的低碳设计
  • 时间:2019-01-25 来源:设计中国  作者:
  •    建筑物的低碳设计是当前城市实现可持续发展的重要基础,是当前建筑设计当中必须要运用的一个理念。因此,低碳的建筑设计需要不断创新和发展,不断地深入研究当前的建筑物低碳设计技术,与此同时还需要构建起一整套完善的建筑物设计体系,从而在这一个基础上去不断地探索低碳设计的最有效方案。只有让我国的建筑设计将低碳设计运用到其中,才可以很好地实现建筑行业的可持续发展。

      一、建筑当中低碳设计的重要意义

      伴随着对资源的不断开发和使用,资源的开采和存储量也在不断地减少,且国内的建筑资源消耗占有的比例是很高的,这样的情况对资源的可持续发展造成了非常严重的阻碍。低碳设计可以对水能、风能、光能、生物能等可再生资源进行利用,从而确保资源的发展可以持续下去。在建筑行业当中,有害气体的排放是非常严重的,占据了工业排放的50%。在当前全球气候变暖的情况下,国内的建筑行业必须要对这一个问题予以重视。为了更好地减少对自然环境的破坏,确保人们居住的环境可以得到保障,那么就必须要在当前的建筑当中运用低碳设计的理念。在低碳设计理念的基础上来实现可持续发展,使用尖端技术、资源开发等方式来降低对不可再生资源的消耗,降低有害气体的排放,从而实现社会经济和自然环境的和谐发展。

      二、国内低碳建筑设计的当前状况

      国外一些发达的国家很早以前就已经在建筑设计当中使用了低碳设计的理念,但是就国内当前的情况来看,我们的技术还并不是很发达。国内对资源的消耗相对于国外而言是非常大的。这样的情况主要是因为没有对节能的理念进行很好的普及,房地产开放商往往为了追求更高的利润,在设计当中节省材料,例如,在建筑上使用大面积窗户,但是并不能打开,从而使得建筑内部的通风不好、空气质量差,居住在当中的民众只能通过空调来使空气进行流通,这样就使得资源出现浪费的情况。这样不合理的设计使得建筑的耗能增大,环境出现严重的污染。与此同时,低碳设计的理念也没有深入人心,进行建筑设计的人员也没有对低碳设计的理念进行很好的了解。建筑的低碳设计是一项有着较强综合性的工作,必须要有着很高的技术支撑和管理知识。虽然国家当前对低碳设计的理念进行了很好的灌输,但是设计上还是存在着主观意识缺乏的现象,在进行操作期间还是有着太多的问题。

      我国是当前全球范围内最大的太阳能光伏电池生产国,但是出产的商品并没有较高的运用率。这样的情况主要是因为太阳能热水器和建筑相融合的设计标准到现在都没有得到很好的实现。

      三、当前低碳建筑设计使用的主要方案

      在进行建筑工程设计期间,低碳设计的运用是势在必行的。低碳的建筑设计当中采光是非常重要的。在建筑的低碳设计当中要想对白天的光能进行很好的利用,必须要确保建筑本身有着很好的采光能力。另外,在建筑设计当中必须要将先进的技术和节能的商品进行很好的融合,来对建筑的耗能比例进行调节,并来降低对不可再生资源的依赖性,从而让节能减排和保护自然的目的得以实现。

      (一)主动建筑低碳设计

      在建筑物的设计当中混凝土的选择一般都是使用素混凝土,不但可以很好地节省瓷砖的贴面、花岗岩大理石和粉刷层,同时还可以很好地防止因大量进行石料开采带来的自然环境破坏。在进行混凝土搅拌期间应当就地取材进行搅拌,这样才可以很好地降低运输期间的资源浪费。在建设低碳设计当中还提出了对屋面的绿化设计,从而实现低碳建筑减少有害气体排放的目的,同时也可以对建筑的结构进行优化,降低对钢筋混凝土的使用。在主动式的采光设计当中一般都是使用反射采光技术,导光管导光、光纤导光、棱镜组传光、卫星反射镜采光以及光伏效应间接采光等。经过对以上自然采光技术的运用,不但可以很好地对建筑的采光环境进行改善,同时也让房屋在没有光的条件下得到日光的照射,对电能进行很好的节约。

      (二)被动建筑低碳设计

      被动式的自然采光设计当中一般都是利用白天来对空间进行充分的照射,从而让日常的生活行为可以顺利地进行。这一种可再生的资源在利用上会受到一定的限制,但这样的情况完全可以通过当前高精尖技术进行处理,来实现建筑的被动采光。一般在外围的结构都会出现热消耗过快的情况,在建筑的外部使用保温设计,在此基础上可以将中空玻璃运用到需要保温的屋面上,这是一种建筑实现低碳节能的主要方法。

      (三)运用新型能源和材料

      降低对化学能源的依赖性,最大程度上对光能、地热、风能、生物能等可再生资源进行利用。在进行设计期间按照当地的情况来制定设计方案,对周围工业行业排放出的余气、余热、废气进行有效的利用,对建筑的制冷、供暖都有着很好的帮助,这也是实现节能低碳设计的主要方法。在建筑设计当中必须要使用绿色环保的建筑材料,建筑外部墙体必须要使用没有污染、没有放射的材料来进行建筑保温层的设计。在外墙的保温设计当中饰面、建筑保温绝热板、隔热水泥模板、外墙等系统的运用和发展都体现出了新型能源和材料在节能环保当中的重要性。

      四、低碳建筑设计的相关技术

      (一)对建筑位置的朝向进行设计

      建筑自身的位置必须要考虑城市环境的现状,如果出现建筑过于密集的情况,那么就会大大地影响到低碳建筑的采光效果。低碳建筑设计当中建筑采光是尤为重要的,科学地考虑建筑的位置和朝向,让每一栋建筑可以接收到更多的热能。在确认建筑的位置和朝向后还必须要对环境的实际情况进行很好的考虑,且在设计当中必须要根据太阳的高度角来进行日影响图的设计,这样才可以很好地确保建筑在冬季的时候也能有着充足的光照时间。建筑的设计当中向南开窗的面积占比应当要大一些,在满足建筑采光要求的基础上,对向北、向东的开窗进行严格的要求,从而让建筑获得更多的太阳光,降低热能的损失,确保建筑内部可以保持在一个舒适的温度状态下。

      (二)优化围护结构墙体的设计

      在当前的建设设计当中围护结构一般都是以钢筋混凝土来作为框架或者是承重结构,这属于填充材料。为了更好地降低荷载,实现保温、隔热的效果,就必须要使用轻质且高效的保温建材。但是在设计当中必须要注意的是,在天气较为严寒的地方,不同的建材布设的顺序又必须要根据材料的效果来进行,一般都是把保温材料铺设在外墙会更好些。在建筑的围护墙上如果使用外部保温的聚苯乙烯泡沫板和岩棉板会更好一些,在设计上也必须要考虑抗震能力差、易松散、结构构件结合不好、整体性能不达标的情况,防止外部装修贴、挂荷载,尽可能地减少使复合墙体受振动的凿刨装修等。另外,墙体的内部会出现冷桥的情况,这是进行保温和隔热处理时必须要注重的地方,这一个环节必须要得到设计人员的重视,运用科学的构造来防止冷桥情况的出现。建筑的风环境也是影响建筑节能低碳的重要原因之一。在冬天,风会为建筑的保温带来很大的挑战。因为建筑的某些构造没有进行很好的处理,墙体的内部就会出现冷凝水的情况,所以,在使用建筑保温材料的时候必须要根据建筑的构造情况使用合理的设计方案。

      (三)再生能源技术的一体化设计

      如果是将建筑设计和再生能源技术进行很好的结合,那么在建筑的设计当中就会出现多功能的建筑构件,不但可以很好地提升建筑的各项功能,还可以很好地实现节能低碳的目的。就当前的情况来看,国内的低碳建筑设计当中最为适用的就是太阳能技术,在建筑当中使用这一种技术可以对太阳能进行很好的转化,从而运用于建筑的改造当中。比如可以在建筑当中使用太阳能热水器和聚热器等来实现太阳能的转化。根据建筑设计当中聚热器的方向、建筑立面等因素,来提升聚热的效果,并且还可以很好地降低设备安装时的难度。

      五、结语

      从当前的情况来看,伴随着国内社会经济的不断发展,建筑工程行业的不断扩大,对自然环境的保护和能源的节约已是当前社会发展当中重点探讨的一个问题。因此,在建筑设计当中使用到低碳的设计理念,在建筑设计当中积极使用环保设计可以很好地提升资源的利用率,可以很好地对当前能源问题进行缓解,同时也可以很好地促进当前国家经济体系建设的可持续发展。此外,将建筑设计和低碳设计进行很好的结合,对于能源的消耗、自然环境的保护都有着重要的意义,并且也可以使我国建筑行业在当前的国际建筑市场当中占有一席之地。因此,如果想要成为一名合格的建筑设计师,就必须要对节能低碳的设计理念进行很好的了解,从而很好地去满足当前国家低碳发展的重要要求。

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