低碳理念下商住项目建筑设计

文／贾晓静 山东省城建设计院 山东济南 250000

引言：

减少碳排放，关键在于控制碳排放来源。建筑是碳排放的主要来源之一，朝着节能减排的方向发展，已经成为建筑业当下及未来一段时间内的主要任务。商住项目建筑设计中，应以低碳环保为原则，在确保建筑设计质量的前提下，尽可能地降低能源消耗、环境污染，推动建筑业的绿色化发展。

1.低碳理念下商住项目建筑设计的原则

1.1 节能降耗

低碳理念下，节能降耗是商住项目建筑设计中必须遵循的首要原则，同时低能耗的建筑也有利于改善人们的生活环境质量。商住项目建筑设计中，为实现能耗的降低，应在致力于提高资源利用率的同时，积极应用清洁型、可再生型以及可循环利用型的新能源。例如，选择建材时，应优先选择可再生资源、低耗能材料，减少甚至避免对高耗能材料的使用，建造技术可以选择装配式技术，以实现能耗的降低。

1.2 回归自然

随着科技的发展，人类改造环境的能力也在不断提高，建筑设计中，有些设计人员存在过于追求新颖感、独特感而不重视环境效应的问题，使得建筑变成了环境的负担、不和谐物。为避免这样的问题，低碳理念下，商住项目建筑设计中，应遵循回归自然的原则，确保建筑的生态效应。例如，可以适当增加绿化面积、种植花草树木等；可以在建筑设计中有机融入“海绵城市”理念，提高水资源利用率，改善城市热岛问题。商住项目建筑设计中，坚持回归自然的理念，可以使建筑物、生态环境之间更加和谐，也有利于提高人们的生活质量。

1.3 以人为本

商住项目建筑设计的最终目的是创建可供人购物、娱乐、居住的建筑。鉴于此，商住项目建筑设计中，应遵循以人为本的原则，充分考虑人的需求，力求实现建筑与生态环境、人的和谐发展。如果商住项目建筑设计中，盲目追求节能环保，而忽视人性化设计，势必会造成和谐度降低、健康舒适与节能环保相矛盾等问题。因此，商住项目建筑设计中，应平衡好生态环境、人类生活环境需求之间的关系，坚持以人为本的原则，提高建筑环境的人文元素、自然元素、建筑物特色等综合设计效果，为人们打造资源高效利用、外部景观与内部环境优化的生活体系，实现提高人们生活质量、保障人们身体健康的目的。

2.低碳理念下商住项目建筑设计的策略

2.1 明确低能耗与低碳的内涵

低能耗即将能源消耗控制在尽可能低的水平，具体来说，建筑建设期间、建筑投入运营后，均要在最大程度上提高对资源的利用率，同时尽量减少对各种资源的不必要浪费，从而达到节能的目标。低碳指的是，应优先选择可再生能源，以减少碳排放。例如，在很多“零碳建筑”中，为有效节约电能，在建筑内部与城市电网之间形成电能双向流动，如果自身电能充足，便可以在一定程度上供给城市电网，如果自身电能不足，则由城市电网集中供给，从而做到了能源零消耗。

2.2 降低建筑的能源需求量

低碳理念下，商住项目建筑设计中，应采取有效的措施，降低建筑能源需求量。起源于德国“被动房”的被动式设计，是降低建筑能源需求的有效手段。被动式设计主要是采用非机械手段来降低建筑的能源需求，从而达到降低能耗的目标。被动式设计策略主要包括以下几种：

第一，合理的空间规划。为了达到节约能源的目标，可以采取对建筑空间规划进行合理设置的方法，这也是被动式设计的一个常见做法。具体来说，首先，应开展实地调查工作，全面掌握工程所在区域的实际情况，包括地质情况、地形条件以及四周实际状况等。在选址的时候，应优先选择地质条件佳、施工条件便利以及四周实际状况不复杂的区域，只有这样才能达到减少资源浪费、降低施工难度以及降本增效的目的。其次，在对建筑的朝向进行规划设计的时候，应对当地实际情况进行充分考虑，包括阳光照射高度以及风向等因素。我国长期以来在建筑朝向方面注重“坐北朝南”，其原因在于，这样的建筑可实现“冬暖夏凉”。

第二，优化建筑布局。被动式设计中，应以高效化利用太阳光为目标，对建筑通风、采暖的要求进行充分考虑，根据不同房间的实际需求，并结合当地太阳光辐射、风向等因素，科学选择建筑的户型。同时，应对各方面因素进行全面考虑，包括当地气候状况、能源利用率以及建筑安全性等，对建筑布局形式进行科学选择。就目前来说，建筑布局形式主要有两种，一是自由式布局，其优点是通风效果比较理想，二是行列式布局，其优点是整体布局规则、有序。

第三，增强围护结构的保温隔热性能。被动式设计中，可以通过提高围护结构体系的耐候性、保温性能，来降低建筑的能源需求。围护结构主要由屋面、门窗、外墙组成。首先，针对屋面，可以采取下述几个方面的措施：一是设置浅色饰面的屋面，其能够有效降低屋面温度，达到降低能耗的效果；二是设置金属屋面，该种屋面是由金属底板、钢结构、石棉、玻璃棉等组建而成，使用寿命相对较长，同时将其与防潮隔汽膜、防水透气膜等有机结合起来，可以实现屋面防渗漏、隔热保温性能的显著提升。其次，针对外墙，为了实现其保温性能的提高，可以选择保温材料制作而成的外墙，同时确保其密封质量。最后，针对门窗，可以选用一些节能性能佳且可减少门窗反射率的新型门窗材料，并对门窗比例进行合理设计，以确保建筑的保温效果。同时，对建筑物的朝向、平面、剖面等因素进行全面考虑的基础上，结合建筑物的特性，以降低风阻的方式来实现室内通风效果的提高，降低风阻的方式包括安装导风装置、安装百叶窗、使门窗位于同一直线上等。

第四，应用可再生能源。被动式设计中，应用可再生能源也是一项重要的措施。目前，建筑领域已经使用了诸多新型可再生能源，技术比较成熟的有太阳能、地热能等。可再生能源、低碳能源的最有效利用方法是实现建筑上的即产即用。例如，可应用太阳能系统，设置分散集热-分散供热太阳能热水系统，同时设置短期、长期储热设施，提高太阳能的利用率；可应用地源热泵，尤其是建筑所在地区如果是夏热冬冷，则冬季热负荷低于夏季冷负荷，使用这种新设备，可有效降低能源消耗。

2.3 减少建筑的能源消耗

低碳理念下，商住项目建筑设计中，为真正做到节能减排，必须采取合理的措施，控制建筑的能源消耗。主动式节能便是一种降低建筑能耗的有效策略，其指的是采取机械干预的手段来减少对能源的消耗。商住项目建筑设计中，为实现建筑能耗的降低，可以灵活采取各种主动式节能措施，具体如下：

第一，暖通空调系统的主动式节能措施。在现代化建筑中，暖通空调系统是不可缺少的重要组成部分之一，其主要作用是通风换气、调节室内温度，对建筑物的使用功能与舒适性产生着直接的影响。为实现暖通空调系统能耗的降低，首先，应对热源进行合理选择，从使用性能、节能效果方面来看，地源热泵是比较理想的一种热源，其热源能量来自于地表下，任何一级能源不会发生损耗，单位体积内的可利用能量非常大，所以能源利用率相对较高、节能效果较好。其次，可以应用太阳能技术，将太阳能收集装置安装在光照条件较好的地方，收集到太阳能后借助能量转换装置将其转化为热能后，再传输到暖通空调系统中，暖通空调系统中的太阳能，可以用于地板采暖、热水供应等方面。最后，应采用变频技术，有研究指出，与非变频模式的暖通空调相比，采取变频方式的暖通空调，可以降低30%～50%左右的能耗。

第二，照明系统的主动式节能措施。为实现该系统能源消耗的减少，可从下述几方面入手：首先，对光源与灯具进行选择的时候，应结合实际情况进行选择。建筑高度较高的情况下，可选择金属卤化物灯；建筑高度较低的情况下，可选择荧光灯；建筑高度较高、维护难度较大的情况下，可以选择无极荧光灯；建筑需要频繁开关灯、有调光需求的情况下，可以选择LED 灯。其次，应建立现代智能照明控制系统，以实现对照明设备的自动化、智能化监控和控制。

第三，给排水系统的主动式节能措施。采取有效的措施，降低给排水系统的能耗，可以缓解当前逐渐加剧的“水危机”现象。为了做到这一点，可以从下述几方面入手：首先，可对“海绵城市”理念进行有效应用，对雨水进行有效收集，再对所收集的雨水实施净化和进行储存。降雨丰沛的时候，海绵城市可以就地、就近地吸收蓄积、渗透净化雨水，干旱缺水的时候，海绵城市可以将蓄积储存的水释放出来、合理利用，实现水资源的有效迁移。其次，应对中水资源利用技术进行合理应用，对建筑中的生产和生活污水先实现集中性处理，经过处理后水质达到使用要求后，便可以进行再利用。

2.4 采用装配式技术

装配式技术是在工厂内生产构件并运输到现场进行装配。当前，建筑业越来越注重节能、环保，装配式技术通过将部分现场作业转移到工厂中，在工厂内生产构件，实现了部品生产工业化，材料的使用量大大降低，同时也有利于减少材料的耗损量；在施工现场仅需对预制构件进行安装，无需切割作业，污染较小，符合环保、绿色的要求。鉴于装配式技术在节能、环保方面的优越性，其在建筑领域有着良好的应用前景，国家与各地区政府也出台了诸多优惠政策与指导意见，为促进装配式技术的推广应用提供了有力支持。低碳理念下，商住项目建筑设计中，应高度重视装配式技术，以达到节能、减排的目标。实际采用装配式技术的时候，在设计阶段，应注意以下几个方面的问题：

第一，构件设计。在开展构件设计的过程中，应严格遵循国家相关规范标准。如果是高层建筑、超高层建筑，则除此之外，还要参考高层建筑的相关规范标准。在实际开展构件设计的过程中，应综合考虑预制、吊装两个阶段的要求，还要考虑相关计算规定，以确保构件设计的合理性。

第二，构件拆分与归并。装配式设计中，在预制构件方面主要涉及到拆分、归并两个方面的内容。一般来说，是先拆分、后归并。实际开展设计工作的过程中，应对各方面因素进行全面考虑，包括施工现场环境的优劣、施工技术水平的高低等。在对预制构件进行拆分的过程中，为了便于后续工作，应在保障构件使用功能与质量的前提下，尽可能地让界面保持一致，减少构件的种类。

第三，构件连接节点。装配式设计中，针对构件连接处节点，必须进行合理设计。节点设计的过程中，应重点考虑抗剪设计，人工在楼板的表面建造一些粗糙面，以实现抗剪性能的提升。

第四，构件深化设计。深化设计也是装配式设计中的一项重点内容。在开展构件深化设计的时候，应确保其满足构件安装、构件运输以及相应专业的要求。构件深化设计主要包括模具图、钢筋组装图、吊装图三个部分的设计。在模具图设计方面，设计人员应做好计算工作，确保模具图的精准度；在钢筋组装图设计方面，应对配筋进行详细描述，从而为后续操作提供有效指导；在吊装图设计方面，应充分考虑吊具的式样、承载能力。

此外，随着科技的迅速发展，装配式技术也在不断优化，将其与与先进技术有机结合起来，可以实现装配式技术的不断优化。例如，建筑信息模型（BIM）便是一种与装配式技术适配性较好的先进技术，应用装配式技术的时候，可以借助BIM 进行构件拆分，通过预制构件模型，直观地观察构件整体与部分之间的关系，从而更好地把控相关节点，有利于提高构件拆分工作的效率与质量；预制构件生产环节，工厂方可以通过Revit 软件直接获取预制构件的相关数据，并以此为根据，对预制构件进行标准化生产，有利于确保预制构件的质量，避免尺寸错位而引起的不必要的资源浪费；可以应用BIM 技术进行碰撞检查，BIM 具备碰撞检查功能，只需先构建出建筑模型，再启动BIM 系统中自带的碰撞检查功能，便可有效完成碰撞检查工作；可以借助BIM 技术对施工过程进行模拟演示，使施工人员提前了解整个施工过程，同时可以应用BIM 5D 软件，导出虚拟施工动画，实现3D 施工交底，便于施工人员更好地理解施工图纸。由此可见，低碳理念下，商住项目建筑设计中，在实际采用装配式技术的时候，应将其与BIM 等先进技术结合起来，以提升设计效率与质量，减少后续设计变更的发生，有利于提高项目的整体效益。

3.低碳理念下商住项目建筑设计的发展方向

低碳理念下，商住项目建筑设计中，应致力于朝着以下几个方向发展：第一，绿色化。主要涉及到两个方面，首先是生态，通过采取绿化墙面、屋顶花园等生态化设计，改善钢筋、混凝土等传统材料堆砌而形成的单一景象，提高建筑的绿化率，这也有利于改善城市热岛效应；其次是环保，要求建筑施工、运营、拆除等环节应尽可能地减少废弃物，减少对环境造成的破坏。第二，效益最大化。商住项目建筑设计中，不仅要协调好建筑建设成本、建筑运营成本以及建筑回收成本的关系，还要提高废旧资源的回收利用率、新增资源的使用效率，从而在最大限度上利用资源，并能实现建筑全生命周期成本的最小化、效益的最大化。第三，资源化。低碳理念下，可以把建筑看成是一个开放式资源循环系统，具体来说，在施工建造阶段应减少对各种能源、资源的使用，致力于建造可回收利用的建筑物，尽可能地控制建筑废弃物，实现对能源、资源的最大化利用。第四，适应性。商住项目建筑设计中，应尽可能地使建筑与当地自然环境、气候条件以及资源等相协调，确保建筑可以有机融入当地环境，从而真正体现建筑的应用价值。第五，更加安全。建筑物的功能得以实现，在一定程度上依赖于建筑的安全性。在自然灾害频发的当下，使建筑变得更加安全，是建筑设计中需要重点考虑的一个问题。建筑的安全要求，一方面是确保其安全性能满足正常使用的需求，另一方面是在出现突发性灾害的时候，确保建筑不会发生整体垮塌。

结语：

综上，低碳理念下，商住项目建筑设计中，应遵循节能降耗、回归自然、以人为本等原则，在明确低能耗与低碳内涵的基础上，采取科学、有效的措施，降低建筑能源需求量、减少建筑的能源消耗，并采用装配式技术，从而真正打造低能耗、低碳、绿色环保的建筑。