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摘要：文章简单介绍了低碳住宅建筑设计理念的概念，结合工程实践，提出了建筑设计中的低碳设计策略以及可再生能源的综合利用方法。
关键词：低碳;节能;建筑设计
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: the paper introduced the low carbon residential building the concept of design concept, combined with the engineering practice, this paper puts forward the design of building low carbon design strategies and the comprehensive utilization of renewable energy method.
Keywords: low carbon; Energy saving; Architectural design
引言
从20世纪80年代开始，我国就开始了建筑节能技术与材料的研究。近几年，特别是．2009年12月丹麦哥本哈根联合国气候大会召开以来，以低能耗、低污染、低排放为基础的‘‘f氐碳经济”模式愈加为全社会关注。随着我国工业化、城市化、现代化的加快推进，建筑耗能占我国总能耗的比例已超过40％，因而，在建筑工程领域强化节能研究与实践意义非凡。
1低碳住宅建筑设计理念的概念
低碳建筑设计就是把先进的建筑节能技术和节能产品等优化组合，调整建筑耗能比例结构，降低对矿物燃料的消耗量和依赖性，达到保护环境、节约能源和减排二氧化碳的目的，营造低能耗高舒适性的健康环境。圆现在低碳建筑理念已经在我国得到了实践，应用了太阳能技术、外墙保温等节能技术，达到了一定的节能目标。但这只能称之为是一种节能建筑，与低碳建筑理念全面的绿色能源使用相比还有很大的差距，低碳建筑理念的主要要求是：①实现能源的优化组合；②大量应用节能建筑设计技术；③应用科技手段探索建筑新材料应用之路；④尽量选择无害环保建筑材料，确保建筑对人体的无害。
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、使用与废弃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，我都试图创造一个从不凌驾于环境之上的建筑。”对场地地形的有效利用从而减少工程量，对风向、光线的有效利用从而减少建筑在使用中的能耗，已经成为大多数建筑师的共识。
西班牙女设计师Belinda•Tato的临时搭建物“空气树”，在应对城市高温环境的长期命题、解决都市空间环境再循环的过程中，做出了有效地尝试。“树”由轻质可再生材料制成，可以轻易地拆卸并移动到其他地方。“树”的内部通过喷水管道以及各种攀缘植物如忍冬、常青藤等进行空气调节，吸收二氧化碳，净化空气。其冷却系统可以将内部气温下降至比街道其他地方低8－12℃，从而有效减轻大多数城市中心出现的热岛效应，成为居民休闲避暑的好去处。通过顶部安装太阳能电池板，“树”在能耗上实现自给自足的同时，多余的电量还会输送至电力公司，由此产生的利润用于建筑维护，这一举措增加了现存广场空间的树木密度，减少和重组交通线路，实现了城市空间环境发展的重新配置，使人工的环境更好地参与到自然环境的良性发展中去。
2.2材料的高效利用
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，將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，降低废弃材料形成的污染。
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。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。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。从建筑的形式设计出发控制建筑使用中的能耗，是一种简单有效的手段。
2.4.1形式与气候相适应
适宜的建筑形式，可以节约电能，减少对机械通风与空调系统的依赖，为人们提供更高的舒适感。窗是外围护结构中保温隔热的薄弱环节。在满足采光的前提下，采用较小的窗墙比，采用中空隔热玻璃、铝制窗框及多种遮阳技术，对降低建筑运营中的能耗起到了重要作用。造型多样的遮阳设施设计在改善建筑热工性能的同时对立面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、建筑物之间相互遮挡遮阳、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。
2.4.2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。
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面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、遮挡东西向日晒的同时，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NambaPark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面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，每天都在改变建筑的样子，给人以新的体验。
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
在建筑全寿命周期内，充分考虑可以再生的非化石能源，包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等，满足建筑与环境之间的辨证关系。
对太阳能的利用正在成为常规的能源利用手段。据悉，欧洲将开展太空太阳能电站实验，这个实验将收集太阳能，并通过红外线激光器，把能量传输给地球。上海世博会中国馆的屋面系统就安装了太阳能电池方阵，为一些设备系统和展厅照明提供电力。而对可再生能源的综合利用，更是建筑低碳化规划设计中发展的趋势。英国Graylingwell社区利用太阳能光电版和热电联产系统实现二氧化碳零排放，燃气热电联产设备不仅提供大部分的暖气和热水供应，而且能够发电将电能输送到电网或邻近的地块［13］。建于瑞典马尔默西部旧工业码头区的“明日之城———BO01住宅”，广泛利用太阳能、风能和地热。小区99%的用电依靠风力发电，15%的供热依靠太阳能，85%由地热供热，100%利用地热制冷，是世界上第一个完整的具有一定规模的全部利用可再生能源的小区，为建筑、规划提供了可资借鉴的实例。
3.3新技术开发
3.3.1变废为宝的水体开发利用理念
面对全球水资源的缺乏问题，将节水策略应与水环境系统设计有机结合起来。
室外的铺装注意水体的循环、蒸发、吸收利用，减少热岛效应;考虑水的分类使用、循环使用与节水设计，加强水体处理应用于景观、灌溉用水，降低城市耗水量，从而降低城市污水处理的能耗，减少污水排放对水源的污染，达到节能减排的目的。
利用非传统水源，将污水“变废为宝”。在天津公馆项目上成功应用“污水源热泵空调系统”，实现冷暖及生活热水的三联供，且该系统不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环保效益显著。正如中国工程院院士江亿所言，“在具备污水的条件下，污水源热泵空调系统是目前最经济的热泵应用方式。”
结语
建筑节能，利国利民。我们应时刻保持节能意识，致力于低碳经济的发展，全力搞好建筑节能工作，为建设节能型社会，圆满完成温总理提出的：“到2020年实现单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40．45％的宏伟目标贡献力量。
【参考文献】
［1］PhilipJodidio.GreenArchitecturenow!［M］.TASCHE，2009.
［2］［英］布赖恩•爱德华兹著，周玉鹏，宋晔皓译.可持续性建筑［M］.北京:中国建筑工业出版，2003:41－78.
［3］賈冬婷.马德里馆:一栋屋，一棵树［J］.三联生活周刊，2010(2):70－74.
［5］郝靖欣，张希晨.持续发展与绿色建筑［J］.时代建筑，1999(4):37－39.
关键词：低碳;节能;建筑设计
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: the paper introduced the low carbon residential building the concept of design concept, combined with the engineering practice, this paper puts forward the design of building low carbon design strategies and the comprehensive utilization of renewable energy method.
Keywords: low carbon; Energy saving; Architectural design
引言
从20世纪80年代开始，我国就开始了建筑节能技术与材料的研究。近几年，特别是．2009年12月丹麦哥本哈根联合国气候大会召开以来，以低能耗、低污染、低排放为基础的‘‘f氐碳经济”模式愈加为全社会关注。随着我国工业化、城市化、现代化的加快推进，建筑耗能占我国总能耗的比例已超过40％，因而，在建筑工程领域强化节能研究与实践意义非凡。
1低碳住宅建筑设计理念的概念
低碳建筑设计就是把先进的建筑节能技术和节能产品等优化组合，调整建筑耗能比例结构，降低对矿物燃料的消耗量和依赖性，达到保护环境、节约能源和减排二氧化碳的目的，营造低能耗高舒适性的健康环境。圆现在低碳建筑理念已经在我国得到了实践，应用了太阳能技术、外墙保温等节能技术，达到了一定的节能目标。但这只能称之为是一种节能建筑，与低碳建筑理念全面的绿色能源使用相比还有很大的差距，低碳建筑理念的主要要求是：①实现能源的优化组合；②大量应用节能建筑设计技术；③应用科技手段探索建筑新材料应用之路；④尽量选择无害环保建筑材料，确保建筑对人体的无害。
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、使用与废弃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，我都试图创造一个从不凌驾于环境之上的建筑。”对场地地形的有效利用从而减少工程量，对风向、光线的有效利用从而减少建筑在使用中的能耗，已经成为大多数建筑师的共识。
西班牙女设计师Belinda•Tato的临时搭建物“空气树”，在应对城市高温环境的长期命题、解决都市空间环境再循环的过程中，做出了有效地尝试。“树”由轻质可再生材料制成，可以轻易地拆卸并移动到其他地方。“树”的内部通过喷水管道以及各种攀缘植物如忍冬、常青藤等进行空气调节，吸收二氧化碳，净化空气。其冷却系统可以将内部气温下降至比街道其他地方低8－12℃，从而有效减轻大多数城市中心出现的热岛效应，成为居民休闲避暑的好去处。通过顶部安装太阳能电池板，“树”在能耗上实现自给自足的同时，多余的电量还会输送至电力公司，由此产生的利润用于建筑维护，这一举措增加了现存广场空间的树木密度，减少和重组交通线路，实现了城市空间环境发展的重新配置，使人工的环境更好地参与到自然环境的良性发展中去。
2.2材料的高效利用
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，將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，降低废弃材料形成的污染。
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。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。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。从建筑的形式设计出发控制建筑使用中的能耗，是一种简单有效的手段。
2.4.1形式与气候相适应
适宜的建筑形式，可以节约电能，减少对机械通风与空调系统的依赖，为人们提供更高的舒适感。窗是外围护结构中保温隔热的薄弱环节。在满足采光的前提下，采用较小的窗墙比，采用中空隔热玻璃、铝制窗框及多种遮阳技术，对降低建筑运营中的能耗起到了重要作用。造型多样的遮阳设施设计在改善建筑热工性能的同时对立面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、建筑物之间相互遮挡遮阳、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。
2.4.2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。
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面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、遮挡东西向日晒的同时，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NambaPark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面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，每天都在改变建筑的样子，给人以新的体验。
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
在建筑全寿命周期内，充分考虑可以再生的非化石能源，包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等，满足建筑与环境之间的辨证关系。
对太阳能的利用正在成为常规的能源利用手段。据悉，欧洲将开展太空太阳能电站实验，这个实验将收集太阳能，并通过红外线激光器，把能量传输给地球。上海世博会中国馆的屋面系统就安装了太阳能电池方阵，为一些设备系统和展厅照明提供电力。而对可再生能源的综合利用，更是建筑低碳化规划设计中发展的趋势。英国Graylingwell社区利用太阳能光电版和热电联产系统实现二氧化碳零排放，燃气热电联产设备不仅提供大部分的暖气和热水供应，而且能够发电将电能输送到电网或邻近的地块［13］。建于瑞典马尔默西部旧工业码头区的“明日之城———BO01住宅”，广泛利用太阳能、风能和地热。小区99%的用电依靠风力发电，15%的供热依靠太阳能，85%由地热供热，100%利用地热制冷，是世界上第一个完整的具有一定规模的全部利用可再生能源的小区，为建筑、规划提供了可资借鉴的实例。
3.3新技术开发
3.3.1变废为宝的水体开发利用理念
面对全球水资源的缺乏问题，将节水策略应与水环境系统设计有机结合起来。
室外的铺装注意水体的循环、蒸发、吸收利用，减少热岛效应;考虑水的分类使用、循环使用与节水设计，加强水体处理应用于景观、灌溉用水，降低城市耗水量，从而降低城市污水处理的能耗，减少污水排放对水源的污染，达到节能减排的目的。
利用非传统水源，将污水“变废为宝”。在天津公馆项目上成功应用“污水源热泵空调系统”，实现冷暖及生活热水的三联供，且该系统不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环保效益显著。正如中国工程院院士江亿所言，“在具备污水的条件下，污水源热泵空调系统是目前最经济的热泵应用方式。”
结语
建筑节能，利国利民。我们应时刻保持节能意识，致力于低碳经济的发展，全力搞好建筑节能工作，为建设节能型社会，圆满完成温总理提出的：“到2020年实现单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40．45％的宏伟目标贡献力量。
【参考文献】
［1］PhilipJodidio.GreenArchitecturenow!［M］.TASCHE，2009.
［2］［英］布赖恩•爱德华兹著，周玉鹏，宋晔皓译.可持续性建筑［M］.北京:中国建筑工业出版，2003:41－78.
［3］賈冬婷.马德里馆:一栋屋，一棵树［J］.三联生活周刊，2010(2):70－74.
［5］郝靖欣，张希晨.持续发展与绿色建筑［J］.时代建筑，1999(4):37－39.