现阶段,低碳设计理念已经越来越成为现代化建筑领域的新趋势。从我国实行的可持续发展战略来角度来看,在满足我国人民巨大住房需求的同时又要尽量消耗最低的能耗,只有这样,才能够真正推动我国建筑市场的进一步扩大与发展。而且,当城市内的高层建筑逐渐拔地而起时,在实际建设过程中当中必须把低碳设计理念有机结合当其中的各个环节去,积极运用创新型低碳设计技术手段,重视资源的二次利用,杜绝资源浪费,使建筑行业的发展既能够我国带来一定经济效益,也能带来良好的社会效益。
一、低碳设计理念及其必要性概述
随着全球性能源危机形势的日益严峻,能源危机已经蔓延到很多国家,而连年递增的二氧化碳排放量又在同时对人类生存和发展施加着巨大压力,基于此,在建筑设计领域关于低碳设计理念的想法应运而生。在建筑行业的发展过程当中,关于低碳设计理念的应用,主要体现在了在各个环节中积极运用先进的节能技术手段,选用节能相关的建筑材料与产品,充分提升能源管理水平,最大限度避免能源的过度消耗与浪费,实现经济效益与社会效益的有机统一。低碳设计理念主要是根据近年来二氧化碳排放量越来越严重的情况所提出的重要绿色建筑概念,由于每年我国建筑领域所消耗的能源都占到了整个能源消耗的半壁江山,使能源危机形势更加严峻,直接限制了我国社会进一步健康发展,所以,必须采取相应的低碳设计策略来保证建筑设计的低消耗。现阶段,世界上一些发达国家的建筑领域能源消耗占比已经显著进步,但是我国的建筑能源消耗情况仍然与这些达到国家有着一定的差距,在消耗占比上依然是非常大的,所以在建筑设计环节更应持续运用低碳设计等相关理念,做好我国节能、减排工作。
二、低碳设计理念在建筑设计中的具体应用
(一)建筑物的新能源利用和采光设计
现阶段的低碳建筑设计领域已经有越来越多的可再生能源被得到广泛应用,在这些被开发的新能源中,关于太阳能的应用大大推动了低碳建筑设计的发展。太阳能在建筑设计中的应用主要体现在光伏发电和太阳能热水系统两个方面,特别是太阳能热水系统是几乎每家每户都在应用的。另外,建筑的采光环节也有值得研究的部分,由于建筑采光本身就需要大量的能源消耗,因此受到了建筑单位的高度重视,而天然导光技术的运用就恰好避免了能源消耗过大这一缺点,通过玻璃纤维作为中间的辅助工具,成功使地下建筑也能有一些自然光源,从而节省了建筑用电消耗,降低耗电量。
(二)建筑物的形体设计
各个地区的建筑层数和外观体形都不尽相同,这是受到了当地外部地理条件影响导致的结果,经过我国相关建筑学者们的长期探索与研究,关于在建筑形体环节实现建筑室内一体化的先进理念应运而生,这种理念下的具体建筑建设将会更有效的降低污染,使建筑所需各项能源都能够大幅减少,而且在能源损耗方面,高层建筑的形体变化应当少而简单。
(三)绿色建筑材料的选择以及建筑保温设计
现阶段很多常用的建筑材料在施工中产生大量能耗,并且已经严重威胁到我们的生活环境。高层建筑一般采用钢筋混泥土的框架结构,由于钢筋混凝土建筑构件断面大,就需要消耗大量的砂石、水和水泥,消耗过多的国土资源,不符合节能减排的标准。而且在拆除钢筋混凝土建筑时,对于没有拆解干净的水泥、砂石结块等,很难再回收利用,不仅不利于身体健康,还污染了周边环境。
三、高层建筑设计中关于低碳理念的应用策略分析
(一)选用自由式布局模式对建筑进行布局
自由式、同行列式是建筑发展过程中出现的两种最为经典的住宅群体布局模式。这两种布局模式在具体的住宅空间规划中具有明显不同的优势,布局规整且有序是同行列式模式最大的特点,能够实现住宅内部空间的创造则是自由式的特点。两种模式在风环境方面也有较大的差异。风经过同行列式建筑后会在其背面形成较大的涡流区,影响人们进行室外活动。与同行列式布局相比,自由式布局更有益处,即不仅能够满足人们的日照需求,而且能够视建筑周边错位情况进行建筑设计,可以节约大量土地,使住区附近的风均匀分布,这也充分体现了低碳设计理念。
(二)改善建筑朝向,充分利用自然光源
太阳光具有强大的能量及辐射,对地球上生物的生存来说不可缺少,同时对住宅的绿色节能和居住的舒适度也具有重要的影响。在建筑设计中,需要在对当地的日照情况充分把握的基础上,准确地选择建筑方位以及朝向,确保高层建筑的每一层都能够被阳光照射。选择正确的建筑朝向,即在建筑选址当中需要充分考虑建筑在城市环境中的影响,避免因过于追求建筑的容积率,而影响到建筑的日照强度和时长。同一地点,同一建筑的朝向不同,所受到的太阳光的辐射以及热损失都具有一定的差异。在实际确认建筑方位时,设计人员要提前掌握当地的日照情况。根据当地的太阳高度角计算太阳光的影响范围,采用合适的设计方案以确保建筑冬天的日照时长。
(三)传统技术与新型技术相结合
传统建造技术中的木结构填充岩棉、陶土夹心墙等技术环保且能源消耗低,应用这些传统建造技术的住宅排放的二氧化碳和硫相对较少,节能的同时又减少了大气污染。但在低碳建筑设计过程中我们不能再继续满足于传统的建造技术,我们探索得到的新技术之一——新型的能源控制技术对减少能源的浪费十分有效。如合理设计建筑配套系统,将雨水、污水分流,雨水回收进行再利用,用于灌溉花草树木;将污水与雨水分开进行处理,能有效缓解一些地区水资源紧缺的情况。在建筑设计中,合理利用可再生能源能减少温室气体的排放量,目前已经有科学家设计出碳排放量为零的建筑物,这种建筑全靠大自然的太阳光和雨水解决水电供应问题。
四、结语
本文在对低碳设计理念及其必要性作出简要分析的基础上,分别从新能源利用与采光设计、形体设计以及材料选择与保温设计等角度,详细阐述了低碳设计理念在建筑设计中的具体应用,研究结果表明,想要在高层建筑设计中贯彻落实低碳理念,必须从多个角度入手分析,特别是在自由式布局的模式的选择上进行妥善处理,另外在注重建筑朝向与光源利用的同时,还要重视新旧建筑技术手段的有机结合。
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