摘要：低碳建筑與節能建筑相似，其原則就是利用合理建筑結構改進，從而提高建筑對自然能源的利用效果，進而降低礦物資源的消耗。本文利用實例對基于自然采光、通風、取暖的低碳建筑設計理念進行分析。

　　關鍵詞：低碳建筑,設計思路,自然采光, 合理設計

　　一、低碳建筑設計原則與思想分析

　　大自然能源的枯竭已經逐步影響到了經濟的發展，節能減排已經成為了全世界各行各業的關注。低碳與節能是當前人類共同關注的重要課題，建筑是人類對自然影響最大的活動，因此建筑的低碳是設計者必須肩負的任務與目標。低碳建筑與節能建筑從某些方面看是基本相同的，其都是遵循開放、樸實、流暢的設計思路，從選址到格局、從朝向到風向，從間距到界面、從單體到群體都需要最大限度的利用自然能源，從而降低碳能源的消耗;注重對光線、通風等有效的利用，使之轉變為建筑功能所必須達到的采光、通風、取暖等。因此在低碳建筑的設計中必須將這些因素考慮到設計中，不論是從整體還是局部都應當體現充分利用自然基本原則。引入低碳思路，必須掌握節能技術，從某種意義上節能與低碳的目標是一致的，此時利用低能耗資源或者純粹的自然資源，如太陽能、風能等，尊重自然規律，降低能源消耗，才能使得建筑達到低碳的設計目標。

　　另外，低碳建筑的設計是一種復合性設計模式，即多元融合。因此在設計中應研究當地的地理環境與建筑特性，開發適應本地生態環境的建筑模式，整合完善建筑的基本功能，最大化的滿足使用者的舒適度需求與低碳節能要求，即將建筑設計與環境、文化結合起來，力求將科學、邏輯、智能、系統基于一身，使得建筑符合多功能、低能耗的時代要求。

　　二、低碳建筑的規劃設計

　　低碳建筑需要借助合理的規劃達到其設計的目的，其規劃應合適我國實際情況。其主要的方法是按照低碳需求打造小區域環境，將建筑與地域環境有機的結合起來;其次突出低碳運行的模式，對建筑本身的功能實現進行合理布局，在建筑群內實現低碳化服務模式;最后盡量利用原有的自然條件降低對原有環境的破壞，提高建筑對氣候與環境的適應性能，從而實現低碳的目標。低碳建筑規劃是一個宏觀的建筑設計思路，是一個龐大的系統工程，其與低碳建筑設計、低碳材料、低碳運行模式、環境規劃等息息相關，因此在規劃中應盡量將低碳能源開發與環境保護結合起來為建筑規劃所用，突出整個系統的低碳效果。

　　如：在建筑系統中打造綠色生物鏈并使之形成一個完整的生物鏈，可以在規劃中將充足的水域和植物系統作為規劃的基礎，此時可以開發或者移植必要的水域與植物系統，在低碳建筑的基礎上升級成為低碳建筑群。水域必須是全季節性的，具有充足的面積與深度。然后在水的基礎上預留必要的空間，保證良好的指標覆蓋，合理的搭配多種植物在不同的生長期內有季節性的規劃，營造常綠。這些植物不僅僅可以制造氧氣還可作為動物與植物、微生物等生存的基礎，維持一個完整的微觀生態體系，八鋪作生物鏈的相對完整。生物鏈的建立可以在冬季御寒夏季降溫，并可吸收與凈化空氣。這樣的思路在某個建筑群內得到了應用，利用人工堆坡和拓寬水域，利用地形的高差產生水流的動力，并循環。在水域內引入必要的水生植物與動物，更使得水系統得到了凈化，控制水質與清澈度。同時結合水域完成整體綠化，利用多種植被相結合的方式，營造層次分明的植物系統，形成一個沿著水域分布的生態系統。這樣就可將建筑區域利用起來，為建筑低碳規劃打下基礎。同時建筑規劃中利用露臺、屋頂、道路等截取雨水，并收集到地下水池中，利用簡單的處理方式為水域補充水量，以此構成了一個建筑群內的微循環系統。

　　三、基于自然采光、通風、取暖的低碳建筑設計思路

　　1、利用自然資源應因地制宜

　　低碳建筑的設計應突出自然性，最大化的利用自然資源是低碳建筑設計的源點。結合自然設計是將建筑地區的太陽輻射、熱、光、陰影、降雨、風甚至是植物等自然條件與人類建筑結合起來，在實現建筑功能時充分利用自然資源，突出自然提供的潛力，促進建筑與自然向融合。

　　目前城市及建筑雖然突出了個性化設計，然而對環境的影響也是不容忽視的，不論原址如何都會進行人為處理，按照人為的臆斷對自然條件進行改造，對原有的自然景致進行破壞，同時也增加了不必要的資源浪費，當然也就談不到利用自然了。所以在低碳建筑設計中應克服此類錯誤，即在規劃與設計時應因地就勢，盡量利用坡地、洼地、水面等作為綠化用地，對原有的樹木等進行必要的保護與利用。同時要通過適當的建筑設計，將形態、空間組合、朝向定位、材料選擇、色彩運用等來滿足建筑與自然的融合。同時充分結合氣候特征，考慮陽光、空氣流動等增加建筑對自然環境的利用效果，如炎熱地區利用遮陽、通風、隔熱等措施保證建筑溫度適宜，降低人為調控溫度而增加能耗。反之對于低溫含量區域，則利用保溫、采光等措施，如設計雙層窗體、日光走廊、圍護保溫等措施，提高對日光的利用。另外，還有充分利用水，水可以對空氣溫度進行調節，創造一種建筑內的微觀氣候，建筑設計可以增加對水資源的利用設置，利用蓄水、緩釋等措施提高建筑外環境的滲透能力。

　　2、采用被動采暖思路

　　低碳建筑設計不能違背為使用者提供適宜環境的要求，而冬暖夏涼則是人們對建筑的最基本要求。所以熱舒適是建筑需要解決的最大問題。在設計中，應當了解影響室內熱環境的因素有空氣溫度、墻壁輻射溫度、風速、相對濕度。然而這些因素都最終歸結為與自然陽光輻射相關。因此無論是低碳還是節能，建筑設計都要把對陽光的合理利用作為設計的重要方向。這樣對于不可再生的礦物能源無疑是最大的節約，當然可以實現低碳的目標。

　　如采用被動式的太陽能建筑，即利用建筑朝向與周圍環境的合理布局，內部空間和外部形態的巧妙設計，將建筑本身與材料、結構、構造等適當的組合起來，使得建筑達到冬季汲取太陽能，保持并儲存，均勻分布，從而解決建筑物冬季采暖的問題，而在夏季可以利用適當的遮蔽阻隔太陽輻射，散逸夏季室內的熱量，讓建筑物達到降溫的目標。其最為簡單的設計就是將穿透南向玻璃窗進入室內的陽光利用起來，利用材料對其進行吸收從而轉化為能量供建筑利用，從而創造一個舒適的室內溫度。如果要設計一個成功的太陽能建筑就必須具備一下幾個條件：建筑的外部應采用較好的隔熱材料作為維護;向南的建筑結構應設置可以集熱的結構，使其最大限度的獲取太陽能;室內布置應盡量采用儲熱材料或者結構，可以最大限度的儲存熱量;設計應主次分明，主要采暖房間應與集熱表面和儲熱體緊密結合，而次要房間與非采暖房間應可布置在東西兩側;在設計時應通過綠化、遮陽、通風等布置為夏季降溫做好準備。

　　3、窗體結構的改進

　　建筑的能耗大部分都集中在外圍結構上，其中包括屋面、墻體、樓板、門窗等，這些位置都是能耗較大的位置。圍護結構傳熱與結構的材料緊密相關，而解決空氣滲透的方式就是增加材料或者結構的密閉性，這就要改進門窗的結構，提高門窗的氣密性。因此在建筑圍護門窗上采用傳熱系數較低的材料，可以達到一定的節能效果。另外，建筑設計中增加窗戶密閉、減少維護開孔與縫隙的面積的基本原理完全可以應用到增加建筑密閉性上。如建筑外墻開窗的設計，窗戶的面積與墻體的面積在不同朝向的墻面上對于能耗的影響是不同的，因為外窗的傳熱系數一般說比外墻大，影響外圍護的綜合保溫效果。隨著墻窗面積比的增加，外窗的傳熱系數則應減小，以到達降低散熱的效果。所以不同朝向的窗墻面積比可以影響外窗的傳熱系數。

　　如：在上海外環線的立交橋旁的住宅，因為地塊的原因呈現的是弧形，小區地塊上的弧形邊緣建筑了兩排住宅。第一排的位置與立交橋的距離較近，上下立交橋的車流對建筑影響較大，其噪聲的影響給住宅帶來了負面影響，但是立交橋面對的是南向，所以住宅的南向又必須設置開窗進行采光，因此如何設計窗戶的形式就成為了一個難題，即需要降低噪聲有需要保證采光與通風。在設計中采用高度1.8m開洞，沿街的窗戶高1.2m，與上緣相接，下部設置0.6m的半窗。另一側靠近房間的高度設置為1.2m，上部設置為0.6m的空間。兩層窗戶的間隔為10cm，內層上口設置翻窗形式，當需要通風的時候利用翻窗空氣從兩層窗戶之間的10cm間隙完成通風。

　　4、空調系統節能措施

　　在建筑系統中，中央空調系統是高能耗系統，其所能提供的環境溫度與自身的運行模式都會影響系統能耗，所以空調系統如果可以采用有效的節能措施將可以降低能耗，具體措施可以從以下幾個方面進行：

　　1、合理的控制室內溫度與濕度。此時假設空調室外計算的參數是定值，夏季空調室內空氣計算溫度與濕度越底則房間的制冷負荷越大，系統消耗的能源量也就越大。經過實踐表明，如果不降低室內舒適度的標準而是通過合理組合室內溫度參數是可以降低能源消耗的。如采用冷負荷計算方式在不同的室內設計不同的溫度，會得到相應的冷負荷與濕度負荷，制冷量以及室內設計溫度為25度時的調節度，進而得出其能耗效率。利用結果可以看出，隨著室內的溫度改變，節能率是一種曲線變化，室內設計溫度沒提高1℃，中央空調的能耗至少可以節約6%，在加上智能化的控制系統，其節能效果將更加理想。

　　2、利用合理的設計空調系統控制方案和冷源方案，可以降低整個空調系統的能耗。空調的能耗主要是風系統與水系統共同組成。在風系統中風機能耗最大，而水系統中水泵與冷水機組也是能耗的關鍵，設計中適當的改進其控制與運行方式可以有效的降低能耗，即實現機組智能化控制是比較可行而容易實現的方法。

　　3、暖通系統的應用

　　空調新風量也是影響空調節能的一個重要的標志，新風量過多會增加系統本身能耗載荷，無法實現節能，處理的新風量過小則會導致空氣質量下降，所以針對空氣環境的合理調節是影響空調能耗的重要層面，在送風溫度與新風比例上應設計有智能化控制系統，協調比例降低能耗。

　　同時選擇更加合適的控制方式也是空調節能的重要措施，變頻技術已經在各個領域得到了應用，其智能控制與保障環境舒適性的特征無疑是空調節能的最佳技術，因此在空調系統中應盡量利用變頻技術與智能化技術相結合，突出智能控溫與變頻控速的節能模式，從而降低空調系統的能耗。

　　四、結束語

　　低碳建筑的設計主要的思路就是利用更加自然的方式與資源降低對礦物能源的消耗，而最容易獲取的自然資源就是陽光、氣流等，因此在低碳建筑設計中應將采光、通風、保暖進行協調，按照合理利用自然資源的模式設計對建筑的關鍵部位進行改進，從而達到合理利用的最佳效果。

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