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低碳建筑論文 論低碳設(shè)計(jì)在建筑中的應(yīng)用論文(668論文網(wǎng))

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作者:南葉

關(guān)于低碳論文發(fā)表期刊推薦:《低碳世界》

摘要:低碳設(shè)計(jì)并不僅僅局限于在后期疊加各種技術(shù)策略,再根據(jù)已有的策略測算碳排放量,而且要從方案根本就與碳排放緊密關(guān)聯(lián)。在方案設(shè)計(jì)階段設(shè)置低碳影響因子,通過模擬的手段可以得到不同因子的碳排放信息,從而在建筑方案形成前就對(duì)碳排放有所控制。

關(guān)鍵詞:低碳建筑論文,論低碳設(shè)計(jì)在建筑中的應(yīng)用論文,低碳建筑;方案設(shè)計(jì);影響因子;碳排放

建筑行業(yè)發(fā)展至今,接受過大大小小的挑戰(zhàn)數(shù)不勝數(shù)。在人們關(guān)注健康的前提下,在建筑設(shè)計(jì)中引入了低碳環(huán)保概念對(duì)于建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極大的挑戰(zhàn)。建筑工程在碳排放量方面一直名列前茅,對(duì)此,只有應(yīng)用低碳環(huán)保技術(shù),才能阻止其繼續(xù)污染環(huán)境。但是,擺在建筑設(shè)計(jì)面前的難題是如何有效的在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用低碳環(huán)保理念。

 

論低碳設(shè)計(jì)在建筑中的應(yīng)用論文

論低碳設(shè)計(jì)在建筑中的應(yīng)用論文

 

一、低碳建筑的內(nèi)涵

 

低碳建筑是低碳經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。而低碳經(jīng)濟(jì),顧名思義,就是倡導(dǎo)在可持續(xù)發(fā)展原則下的低能耗、低污染、低排放、高效能的前提下發(fā)展經(jīng)濟(jì),強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益、社會(huì)效益的平衡和統(tǒng)一。

低碳建筑則是對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)在建筑行業(yè)的具體表現(xiàn)形式,當(dāng)然是要求在低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展原則下發(fā)展建筑業(yè)。低碳建筑是指在建筑材料與設(shè)備制造、施工建造和建筑物使用的整個(gè)生命周期內(nèi),減少化石能源的使用,提高使用效率,降低二氧化碳排放量。所以,低碳建筑的核心依然是減少石化能源使用量,提高其使用效率。

 

二、低碳建設(shè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

 

現(xiàn)如今,人們的環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng)。人們對(duì)于建筑行業(yè)的環(huán)保性也越來越關(guān)注。因此,許多建筑設(shè)計(jì)開始應(yīng)用低碳技術(shù)創(chuàng)造低碳環(huán)保的建筑工程。在建筑設(shè)計(jì)中引入的低碳理念,主要是對(duì)建筑設(shè)計(jì)施工過程中能源和材料的積極影響進(jìn)行強(qiáng)調(diào),以最大限度地控制不可再生的一次性能源的使用量。

在具體實(shí)施過程中,低碳建筑主要是利用清潔能源進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工,通過優(yōu)化能源組合控制大氣污染氣體排放量的。這樣不但保護(hù)了生態(tài)環(huán)境,也為人們創(chuàng)造了良好的居住環(huán)境。我國的建筑行業(yè)內(nèi)部人士對(duì)于低碳建筑的認(rèn)識(shí),仍存在盲區(qū)。這些盲區(qū)的存在帶來了很多負(fù)面影響,致使很多建筑投資者沒有正確的落實(shí)低碳理念。

從很多建筑工程中可以發(fā)現(xiàn)這一問題,建筑的使用功能和外表要明顯優(yōu)于建筑的節(jié)能功能。之所以會(huì)造成這種狀況,主要是在建筑設(shè)計(jì)的過程中,建筑投資者錯(cuò)誤的認(rèn)為低碳技術(shù)的運(yùn)用只會(huì)增加建筑項(xiàng)目的成本,讓工程的直接利益降低,因此,很多建筑商都非常排斥在建筑設(shè)計(jì)中遵循低碳理念。

 

三、方案階段中低碳層級(jí)系統(tǒng)

 

1.低碳建筑前期設(shè)計(jì)。

 

低碳建筑設(shè)計(jì)中,低碳理念需要在建筑全生命周期內(nèi)開展,低碳方案設(shè)計(jì)應(yīng)作為重點(diǎn)介入到整個(gè)建筑全生命周期過程。建筑方案設(shè)計(jì)是整個(gè)過程的初級(jí)階段,直接決定建筑運(yùn)行使用時(shí)能耗的消耗量,對(duì)后期建筑碳排放影響較大。

然而低碳設(shè)計(jì)需要運(yùn)用試驗(yàn)、分析、數(shù)據(jù)等科學(xué)理性的方法解決碳排放的問題,與建筑師固有的創(chuàng)造性思維相矛盾,那么在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法結(jié)合可持續(xù)理論的整合轉(zhuǎn)型過程中,建筑師在團(tuán)隊(duì)中的作用尤為重要。

因此設(shè)置建筑低碳層級(jí)系統(tǒng)可以由淺到深、由簡到繁的形成不同類型的圖形語言,表現(xiàn)對(duì)應(yīng)的碳排放值,建筑師可以結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、通過不同層級(jí)疊加對(duì)相應(yīng)的碳排放值有初步的認(rèn)識(shí),在形式選擇初期優(yōu)先排除不利因素,在前期方案設(shè)計(jì)中可以通過能耗軟件對(duì)不同方案模擬,將方案與技術(shù)整合到低碳設(shè)計(jì)框架中,避免后期技術(shù)堆砌來彌補(bǔ)“先天不足”的現(xiàn)象。

 

2.設(shè)立低碳層級(jí)系統(tǒng)。

 

低碳的理念在方案初期可以有效對(duì)之后碳排放控制,對(duì)于前期建筑信息整理尤為重要。設(shè)立低碳層級(jí)系統(tǒng)是一種設(shè)計(jì)理念從根本上的革新。在低碳建筑前期設(shè)計(jì)中,將建筑信息分為各個(gè)細(xì)小的部分進(jìn)行對(duì)比模擬,稱為模擬因子。

將各模擬因子歸類到三個(gè)不同層級(jí):建筑本體層級(jí)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)層級(jí)和建筑構(gòu)件層級(jí)。設(shè)定各層級(jí)模擬因子的標(biāo)準(zhǔn)值與變量值,通過模擬法,對(duì)各部分的變化與所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比模擬,最后得出變化部分的變量值與標(biāo)準(zhǔn)值的碳排放差值。模擬因子可以進(jìn)行單一模擬、組合模擬和對(duì)整個(gè)方案系統(tǒng)模擬。

通過模擬不同建筑信息所對(duì)應(yīng)的碳排放影響,將建筑圖式語言,用技術(shù)的手段“翻譯”成低碳圖式語言和量化標(biāo)尺。因此,在初期的低碳建筑方案設(shè)計(jì)中,依據(jù)建筑方案形成過程分為三個(gè)層級(jí)系統(tǒng),即建筑規(guī)劃與建筑選型———建筑本體層級(jí);建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式與物理性能———圍護(hù)結(jié)構(gòu)層級(jí);建筑各低碳節(jié)能構(gòu)件及設(shè)備系統(tǒng)———建筑構(gòu)件層級(jí)。

各層級(jí)內(nèi)包括相應(yīng)的模擬因子代表建筑信息。

 

四、低碳建筑影響因子整合設(shè)計(jì)

 

以上對(duì)整個(gè)對(duì)低碳層級(jí)系統(tǒng)的構(gòu)建中,所設(shè)立的影響因子包含了可供選擇的建筑信息。三個(gè)層級(jí)系統(tǒng)順應(yīng)建筑方案的生成過程,依次疊加構(gòu)成完整的建筑模型。然而,整個(gè)建筑方案生成中所對(duì)應(yīng)的碳排放量是一個(gè)動(dòng)態(tài)、復(fù)雜的變化值,怎樣將各層級(jí)的建筑信息與碳排放關(guān)聯(lián),是低碳建筑整合設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。

 

1.單因子模擬。

 

首先對(duì)單一因子的碳排放值研究,如建筑本體層級(jí)的不同模擬因子用A0、A1、A2?表示,各模擬因子內(nèi)含不同條件、形式和取值,并均通過標(biāo)準(zhǔn)值與變化值進(jìn)行模擬比較,可以得出由各因子本身變化而產(chǎn)生的碳排放變化值,用A0n、A1n、A2n?表示。

其中標(biāo)準(zhǔn)值為此模擬因子的設(shè)定取值,變化值為建筑通常所采用的取值范圍,通過每種變化值模擬出的建筑總運(yùn)行碳排放量與標(biāo)準(zhǔn)值的建筑總運(yùn)行碳排放量差值,可以得出此種模擬因子對(duì)碳排放的影響值。

例如建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)層級(jí)中外墻傳熱系數(shù),以大連地區(qū)公共建筑類型為例,依據(jù)枟公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)外墻傳熱系數(shù)K值W/(m2?k)取值方法:標(biāo)準(zhǔn)值為0.4;變化值為0.15,0.3,0.45,0.5,0.6,1,1.5,1.8,2,考慮其推廣應(yīng)用性,其中變化值的節(jié)點(diǎn)取值盡量考慮其他氣候區(qū)指標(biāo)。

在每種因子模擬后,將得出最小碳排放的因子取值即是最優(yōu)值,是在單獨(dú)考慮此種因子的情況下所產(chǎn)生碳排放量最小的取值。最優(yōu)值作用是為下一步多因子模擬中縮小取值范圍,使建筑碳排放始終控制在低碳范圍內(nèi)。

 

2.多因子模擬。

 

在建筑低碳方案設(shè)計(jì)過程中,建筑運(yùn)行中的能耗與建筑舒適度之間的矛盾需要平衡,就涉及到多種因子的相互作用。如建筑的窗墻比增加、室內(nèi)進(jìn)光量增加,需要的室內(nèi)照明能耗將會(huì)降低,但同時(shí)建筑的保溫隔熱性能也將降低,建筑的暖通能耗將會(huì)提高,所以需要同時(shí)考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。

多因子模擬將根據(jù)單因子模擬所得出的最優(yōu)值,及其前后的取值范圍進(jìn)行選擇。這樣將建筑方案低碳初期設(shè)計(jì)控制在一定范圍內(nèi),將會(huì)有效的控制后期建筑運(yùn)行的能耗及碳排放。

 

3.低碳系統(tǒng)模擬。

 

根據(jù)單因子及多因子模擬所得的結(jié)果,建筑師可以根據(jù)不同區(qū)域、不同建筑類型進(jìn)行低碳建筑方案設(shè)計(jì),這種模擬方式將會(huì)在建筑方案生成前就能在一定的低碳范圍內(nèi)進(jìn)行取值,使建筑創(chuàng)造更具有技術(shù)性、合理性和科學(xué)性。

最終形成的建筑方案,根據(jù)低碳因子的多項(xiàng)選擇及排除后,確定為幾種方案類型,而針對(duì)這幾種確定方案的模擬即為低碳系統(tǒng)模擬,可以直觀體現(xiàn)幾種方案的優(yōu)劣。

在建筑工程越來越多、建筑設(shè)計(jì)發(fā)展越來越快速的態(tài)勢下,建筑工程設(shè)計(jì)人員必須與時(shí)俱進(jìn),加強(qiáng)建筑的低碳環(huán)保、綠色節(jié)能設(shè)計(jì)。只有遵循低碳環(huán)保理念,才能為社會(huì)居民創(chuàng)建低碳健康的生活環(huán)境。

因此,在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),建筑設(shè)計(jì)師要將低碳設(shè)計(jì)理念貫徹到底,積極運(yùn)用低碳技術(shù)和方法推進(jìn)建筑設(shè)計(jì)工作。另外,在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)過程中,要切實(shí)考慮建筑工程的實(shí)際情況,選擇合理的設(shè)計(jì)方案,最大化的達(dá)到低碳節(jié)能的目的。

 

參考文獻(xiàn)

[1]昊西西.低碳建筑技術(shù)體系與碳排放測算方法研究[D].武漢:華中科技大學(xué),2014.

[2]李小花.中國低碳建筑潛在效益與發(fā)展前景研究[D].北京:北京交通大學(xué),2014.

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