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摘要：“低碳生态建筑”作为一个复合概念，前者主要体现在低污染、低排放、低能耗、高能效、高效率、高效益为特征的新建筑发展模式；后者则主要体现在资源节约、环境友好、居住适宜、运行安全、持续改善等方面。在目前低碳节能环保的大背景下，低碳生态建筑的设计必然成为今后建筑设计的热点和潮流。因此探讨低碳生态建筑设计具有重要的意义。本文首先分析了低碳生态建筑的内涵，并从两方面阐述了建设低碳生态建筑的必要性，最后重点从外部环境的设计、室内环境的设计和低碳生态技术三方面探讨了低碳生态建筑设计的要点。
关键词：低碳；生態；建筑；设计；可持续发展
Abstract: the "low carbon ecological construction" as a compound concept, the former is mainly embodied in the low pollution, low emission, low energy consumption, high power to weight, high efficiency, high benefit for the characteristics of the new building development mode; The latter mainly manifests in the conservation of resources, environmental friendly, suitable for living, operation safety, continuous improvement, etc. In the current low carbon energy conservation and environmental protection of the big background, the low carbon ecological architecture design in the future will become the hotspot and architectural design trend. Therefore discusses low carbon ecological architecture design has important significance. This paper first analyzes the low carbon ecological construction connotation, and from two aspects of the construction low carbon ecological construction, the necessity of the focus from the external environment design, indoor environment design and low carbon ecological technology three aspects to low carbon ecological architecture design points.
Keywords: low carbon; Ecological; Architecture; Design; Sustainable development.
中图分类号：X324 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
低碳生态建筑的内涵
低碳生态建筑是指与周边生态环境和谐共生，具有较低的温室气体排放的建筑。它的衡量与评价是以温室气体排放和与周边环境协调为标准，以最大限度地节能减排为主要目的。
近年来，建筑能耗一直在社会总能耗中占有较大比重，发展低碳生态建筑是顺应气候变化带来的全球变暖，改变建筑能耗特征，促进低碳时代到来的可持续发展的建筑类型。这类建筑包括四点内涵：①节能减排体现在建筑的全生命周期内。从建筑的规划、设计、施工、使用等方面充分考虑与自然和谐共生，降低对环境的影响，并结合建筑所在地域的气候资源、自然环境等条件为人们提供舒适、低耗的空间。②本着节约、高效率的原则利用能源、土地、材料等资源，达到社会效益、经济效益、环境效益的统一。③减少对煤、石油等常规污染性化石能源的使用，尽量使用太阳能、生物质能等清洁环保能源。④资源的循环使用和再利用，对废弃物加以回收，减少排放。
建设低碳生态建筑的必要性
（一）中国发展低碳经济的必然要求
中国是一个极具影响的发展中大国。而发展低碳经济是抵御全球气候变暖对人类生存和发展的严重挑战的积极措施。2009年，我国在哥本哈根国际气候峰会上确定的目标是：到2020年，全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。当低碳减排正式成为国家责任时，作为中国经济发展和城市化进程中重要支柱的建筑产业，必须正视产业的现状。2009年，国家发改委下发了《关于开展低碳省和低碳城市试点工作的通知》，选择5个省和8个市开展低碳省和低碳城市试点工作。《通知》要求试点省和试点城市研究制订“十二五”低碳产业发展规划；出台支持低碳产业发展的相关政策；加快建立以低碳排放为特征的产业体系；建立温室气体排放数据统计和管理体系；积极倡导低碳生活方式。这足以说明我国已经将“低碳”提到到了重要的议程。
（二）我国能源短缺的现实要求
我国能源相对贫乏，我国建筑能耗约占全社会总能耗的28%。城市里的碳排放，60%来源于建筑物维持功能上。目前，我国建筑相关能耗占全社会比重较大，每建造一平方米的房屋，约释放出0.8吨碳。我国既有建筑拆除率占新建筑面积的35%左右，欧洲建筑的平均使用周期近百年，我国建筑平均使用周期较短，由于建筑平均使用周期短，增加了建筑物拆除、建造的碳排放量。在新建筑中，高能耗建材、高能耗建筑较为普遍，随着中国城市化的进展，将导致建筑能耗的持续上升。
低碳生态建筑设计要点
（一）外部环境设计
1、增加“绿色”面积，保护生态平衡
生态建筑外部与自然相呼应，内部空间的设计也应绿色化，即通过精心的室内设计，将室外的绿色引人室内环境。绿色植物可以制造氧气，吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计，可以使室内空间室外化，运用绿化、水面等划分空间，这些设计手法在建筑创作上最为常见。如建筑物内的共享大厅、内庭院，在其上部加一个可调节的开启式屋顶，根据时间季节的变化，由计算机或人工控制，达到室内温湿度的调节，又可使室内外空间连成一体。
2、屋顶绿化
生态绿化对于CO₂具有固定效果，同时可增加屋顶与墙面的遮阳能力与隔热能力。生态屋顶具有反射、隔热和蒸腾作用，不仅可为房屋提供隔热、保温效果，还可形成集雨水系统及为生物提供栖息地。参照建筑屋面设计标准，按照植被层、基质层、隔离过滤层、排(蓄)水层、隔根层、分离滑动层的构造设置一定面积的屋顶绿化，既能增加绿化，又能起到一定的防晒作用。
屋顶的绿化设计层
3、主动式自然采光
主动式自然采光设计主要指采用镜面反射采光，利用导光管导光，光纤导光，棱镜组传光，利用卫星反射镜采光，光伏效应间接采光等技术和方法来进行采光设计。这些采光方法适用于无窗或者地下建筑、建筑朝北房间以及识别有色物体或有防爆要求的房间。它不仅改善室内光照环境质量，在无天然光的房间也能享受到阳光照明，而且可以减少人工照明用电，节约能源，减少碳的排放，保护环境。
主动式自然采光技术不仅能够达到节能减排的效果，还能让建筑物的使用者享受到自然采光照明的良好效果。事实上，根据研究显示，利用天然光照明能够提高人们的工作与学习效率以及增进健康。这就意味着将日光照明技术应用到建筑设计上，能有机会增加建筑自身和其使用者的工作效率。
自然通风设计
自然通风设计时，一方面通过建筑体型设计、朝向、建筑群的布局等，根据当地风动环境来取得最大的自然通风。另一方面，建筑物的平面形状及建筑群的布置方式也会引起气流的不同变化。各种建筑构件，如导风板、窗户设置方式（窗户朝向）、窗户尺寸、窗户位置和窗户开启方式等都会直接影响建筑室内气流分布。
在经过精心设计后，自然通风可以实现两种不同的功能。一是健康通风，用室外的新鲜空气更新室内空气，保证室内空气质量符合人体卫生要气。二是热舒适通风，直接增加人体散热和减少皮肤出汗引起的不舒适，进而改善条件，另外还可以降低建筑表面的温度，带走建筑围护结构储存的能量，达到降温的目的。
（二）室内环境设计
1、室内采光优化设计
结合立面设计，利用日照软件模拟分析房间的采光效果，优化布局、户型、遮阳构件设计，以及窗地面积比。
2、室内隔声设计
为解决楼板撞击传声产生的噪声，地面采用“浮筑楼板”构造。即在结构楼板上铺设一层绝缘隔声材料，上面再浇筑6 cm～8 cm的混凝土砂浆层，这层楼板好像浮在绝缘层上，与楼板及四周墙体分离，从而达到极好的隔音效果。
3、室内新风设计
选择安装双向流户式新风系统(可带热回收功能)，在采暖和空调期与空调采暖设备联动使用，有效调节室内空气湿度，使居室时刻保持干爽、舒适的状态，对夏季潮湿的空气有很强的除湿作用；并且可以驱除室内装饰造成的可能长时间存在的有害气体。
（三）低碳生态节能技术的运用
1、太阳能热水系统
太阳能热水系统是利用太阳能将冷水加热成低温热水（小于100摄氏度） 的技术系统，是当前太阳能利用技术最成熟、最经济、最具竞争力、应用最广泛、产业化发展最快的领域，目前已在建筑中得到了较为普遍的应用。
太阳能热水系统由集热器、蓄热水箱、循环管道及相关装置、设备（水泵、控制部件） 组成。按水在集热器中的流动方式，太阳能热水系统可分为三大类：循环式、直流式和闷晒式。影响太阳能热水系统性能的因素有：当地太阳辐射资源和气候条件、热负荷特性、集热器类型、集热面积与蓄热水箱容积的配比、管道大小、安装位置和场地条件、当地水压和供电情况以及管理水平等。
2、地源热泵技术
地源热泵技术是取代空气源而利用浅层地热做热源为建筑物提供所需要的能量。该技术利用大地表层中恒定的温度以及储存于地下土壤层中近乎无限的可再生低品位热能，通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温热源向高温热源的转移，地表土壤浅层（包括地下水） 分别在冬季和夏季作为低温热源和高温冷源。能量在一定程度上得以循环利用，符合节能建筑的基本要求和发展方向，是最有希望在住宅、商业和其他公用建筑供热制冷空调领域发挥重要作用的新技术。
3、公共空间采用节能照明系统
公共区域优先选用高效节能照明产品。如选用低能耗的荧光灯(如T5，T8管)及紧凑型荧光灯，显色指数大于80，室外照明等开阔空间采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。同时，采用使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器；高压钠灯、金属卤化物灯宜配用节能型电感镇流器。
雨水回收利用技术
在城市建设中，发展雨水收集与利用工程，既是增加水资源，又是节约自来水的有效途径。雨水收集利用是城市水资源可持续利用的重要举措。雨水作为一种极有价值的水资源，早已引起发达国家的重视。德国雨水利用技术已经从第二代向第三代过渡，其“第三代”雨水利用技术的特征就是设备的集成化，各项雨水利用技术已达到了世界领先水平。德国的城市雨水利用方式有3种：一是屋面雨水集蓄系统，收集的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。二是雨水截污与渗透系统。道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水管道建有渗透浅沟，表面植有草皮，供雨水径流流过时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地，作为水景或继续下渗。
结语
低碳生态的思想是人类的取向和必然选择，建筑设计的低碳生态化是历史发展的必然趋势。一方面它契合了“可持續发展”的全球共识；另一面它为建筑设计发展开辟了一条新途径。低碳生态建筑理论的发展将导致建筑科学技术内容的极大丰富与建筑艺术创造的相应发展，推动整个建筑学不断向前发展。
参考文献
[1]张坤民，潘家华，崔大鹏，主编.低碳发展论[M]．中国环境科学出版社，2009.
[2]王国军.浅谈我国建筑业低碳经济发展之路[J].长三角，2009.3.
[3]邹晓周，曲菲.绿色节能主义之低碳建筑[J].建筑节能，2009.4.
[4]阳波.关于生态建筑设计的探讨[J].建材与装饰(中旬刊)，2008.1.
关键词：低碳；生態；建筑；设计；可持续发展
Abstract: the "low carbon ecological construction" as a compound concept, the former is mainly embodied in the low pollution, low emission, low energy consumption, high power to weight, high efficiency, high benefit for the characteristics of the new building development mode; The latter mainly manifests in the conservation of resources, environmental friendly, suitable for living, operation safety, continuous improvement, etc. In the current low carbon energy conservation and environmental protection of the big background, the low carbon ecological architecture design in the future will become the hotspot and architectural design trend. Therefore discusses low carbon ecological architecture design has important significance. This paper first analyzes the low carbon ecological construction connotation, and from two aspects of the construction low carbon ecological construction, the necessity of the focus from the external environment design, indoor environment design and low carbon ecological technology three aspects to low carbon ecological architecture design points.
Keywords: low carbon; Ecological; Architecture; Design; Sustainable development.
中图分类号：X324 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
低碳生态建筑的内涵
低碳生态建筑是指与周边生态环境和谐共生，具有较低的温室气体排放的建筑。它的衡量与评价是以温室气体排放和与周边环境协调为标准，以最大限度地节能减排为主要目的。
近年来，建筑能耗一直在社会总能耗中占有较大比重，发展低碳生态建筑是顺应气候变化带来的全球变暖，改变建筑能耗特征，促进低碳时代到来的可持续发展的建筑类型。这类建筑包括四点内涵：①节能减排体现在建筑的全生命周期内。从建筑的规划、设计、施工、使用等方面充分考虑与自然和谐共生，降低对环境的影响，并结合建筑所在地域的气候资源、自然环境等条件为人们提供舒适、低耗的空间。②本着节约、高效率的原则利用能源、土地、材料等资源，达到社会效益、经济效益、环境效益的统一。③减少对煤、石油等常规污染性化石能源的使用，尽量使用太阳能、生物质能等清洁环保能源。④资源的循环使用和再利用，对废弃物加以回收，减少排放。
建设低碳生态建筑的必要性
（一）中国发展低碳经济的必然要求
中国是一个极具影响的发展中大国。而发展低碳经济是抵御全球气候变暖对人类生存和发展的严重挑战的积极措施。2009年，我国在哥本哈根国际气候峰会上确定的目标是：到2020年，全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。当低碳减排正式成为国家责任时，作为中国经济发展和城市化进程中重要支柱的建筑产业，必须正视产业的现状。2009年，国家发改委下发了《关于开展低碳省和低碳城市试点工作的通知》，选择5个省和8个市开展低碳省和低碳城市试点工作。《通知》要求试点省和试点城市研究制订“十二五”低碳产业发展规划；出台支持低碳产业发展的相关政策；加快建立以低碳排放为特征的产业体系；建立温室气体排放数据统计和管理体系；积极倡导低碳生活方式。这足以说明我国已经将“低碳”提到到了重要的议程。
（二）我国能源短缺的现实要求
我国能源相对贫乏，我国建筑能耗约占全社会总能耗的28%。城市里的碳排放，60%来源于建筑物维持功能上。目前，我国建筑相关能耗占全社会比重较大，每建造一平方米的房屋，约释放出0.8吨碳。我国既有建筑拆除率占新建筑面积的35%左右，欧洲建筑的平均使用周期近百年，我国建筑平均使用周期较短，由于建筑平均使用周期短，增加了建筑物拆除、建造的碳排放量。在新建筑中，高能耗建材、高能耗建筑较为普遍，随着中国城市化的进展，将导致建筑能耗的持续上升。
低碳生态建筑设计要点
（一）外部环境设计
1、增加“绿色”面积，保护生态平衡
生态建筑外部与自然相呼应，内部空间的设计也应绿色化，即通过精心的室内设计，将室外的绿色引人室内环境。绿色植物可以制造氧气，吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计，可以使室内空间室外化，运用绿化、水面等划分空间，这些设计手法在建筑创作上最为常见。如建筑物内的共享大厅、内庭院，在其上部加一个可调节的开启式屋顶，根据时间季节的变化，由计算机或人工控制，达到室内温湿度的调节，又可使室内外空间连成一体。
2、屋顶绿化
生态绿化对于CO₂具有固定效果，同时可增加屋顶与墙面的遮阳能力与隔热能力。生态屋顶具有反射、隔热和蒸腾作用，不仅可为房屋提供隔热、保温效果，还可形成集雨水系统及为生物提供栖息地。参照建筑屋面设计标准，按照植被层、基质层、隔离过滤层、排(蓄)水层、隔根层、分离滑动层的构造设置一定面积的屋顶绿化，既能增加绿化，又能起到一定的防晒作用。
屋顶的绿化设计层
3、主动式自然采光
主动式自然采光设计主要指采用镜面反射采光，利用导光管导光，光纤导光，棱镜组传光，利用卫星反射镜采光，光伏效应间接采光等技术和方法来进行采光设计。这些采光方法适用于无窗或者地下建筑、建筑朝北房间以及识别有色物体或有防爆要求的房间。它不仅改善室内光照环境质量，在无天然光的房间也能享受到阳光照明，而且可以减少人工照明用电，节约能源，减少碳的排放，保护环境。
主动式自然采光技术不仅能够达到节能减排的效果，还能让建筑物的使用者享受到自然采光照明的良好效果。事实上，根据研究显示，利用天然光照明能够提高人们的工作与学习效率以及增进健康。这就意味着将日光照明技术应用到建筑设计上，能有机会增加建筑自身和其使用者的工作效率。
自然通风设计
自然通风设计时，一方面通过建筑体型设计、朝向、建筑群的布局等，根据当地风动环境来取得最大的自然通风。另一方面，建筑物的平面形状及建筑群的布置方式也会引起气流的不同变化。各种建筑构件，如导风板、窗户设置方式（窗户朝向）、窗户尺寸、窗户位置和窗户开启方式等都会直接影响建筑室内气流分布。
在经过精心设计后，自然通风可以实现两种不同的功能。一是健康通风，用室外的新鲜空气更新室内空气，保证室内空气质量符合人体卫生要气。二是热舒适通风，直接增加人体散热和减少皮肤出汗引起的不舒适，进而改善条件，另外还可以降低建筑表面的温度，带走建筑围护结构储存的能量，达到降温的目的。
（二）室内环境设计
1、室内采光优化设计
结合立面设计，利用日照软件模拟分析房间的采光效果，优化布局、户型、遮阳构件设计，以及窗地面积比。
2、室内隔声设计
为解决楼板撞击传声产生的噪声，地面采用“浮筑楼板”构造。即在结构楼板上铺设一层绝缘隔声材料，上面再浇筑6 cm～8 cm的混凝土砂浆层，这层楼板好像浮在绝缘层上，与楼板及四周墙体分离，从而达到极好的隔音效果。
3、室内新风设计
选择安装双向流户式新风系统(可带热回收功能)，在采暖和空调期与空调采暖设备联动使用，有效调节室内空气湿度，使居室时刻保持干爽、舒适的状态，对夏季潮湿的空气有很强的除湿作用；并且可以驱除室内装饰造成的可能长时间存在的有害气体。
（三）低碳生态节能技术的运用
1、太阳能热水系统
太阳能热水系统是利用太阳能将冷水加热成低温热水（小于100摄氏度） 的技术系统，是当前太阳能利用技术最成熟、最经济、最具竞争力、应用最广泛、产业化发展最快的领域，目前已在建筑中得到了较为普遍的应用。
太阳能热水系统由集热器、蓄热水箱、循环管道及相关装置、设备（水泵、控制部件） 组成。按水在集热器中的流动方式，太阳能热水系统可分为三大类：循环式、直流式和闷晒式。影响太阳能热水系统性能的因素有：当地太阳辐射资源和气候条件、热负荷特性、集热器类型、集热面积与蓄热水箱容积的配比、管道大小、安装位置和场地条件、当地水压和供电情况以及管理水平等。
2、地源热泵技术
地源热泵技术是取代空气源而利用浅层地热做热源为建筑物提供所需要的能量。该技术利用大地表层中恒定的温度以及储存于地下土壤层中近乎无限的可再生低品位热能，通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温热源向高温热源的转移，地表土壤浅层（包括地下水） 分别在冬季和夏季作为低温热源和高温冷源。能量在一定程度上得以循环利用，符合节能建筑的基本要求和发展方向，是最有希望在住宅、商业和其他公用建筑供热制冷空调领域发挥重要作用的新技术。
3、公共空间采用节能照明系统
公共区域优先选用高效节能照明产品。如选用低能耗的荧光灯(如T5，T8管)及紧凑型荧光灯，显色指数大于80，室外照明等开阔空间采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。同时，采用使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器；高压钠灯、金属卤化物灯宜配用节能型电感镇流器。
雨水回收利用技术
在城市建设中，发展雨水收集与利用工程，既是增加水资源，又是节约自来水的有效途径。雨水收集利用是城市水资源可持续利用的重要举措。雨水作为一种极有价值的水资源，早已引起发达国家的重视。德国雨水利用技术已经从第二代向第三代过渡，其“第三代”雨水利用技术的特征就是设备的集成化，各项雨水利用技术已达到了世界领先水平。德国的城市雨水利用方式有3种：一是屋面雨水集蓄系统，收集的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。二是雨水截污与渗透系统。道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水管道建有渗透浅沟，表面植有草皮，供雨水径流流过时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地，作为水景或继续下渗。
结语
低碳生态的思想是人类的取向和必然选择，建筑设计的低碳生态化是历史发展的必然趋势。一方面它契合了“可持續发展”的全球共识；另一面它为建筑设计发展开辟了一条新途径。低碳生态建筑理论的发展将导致建筑科学技术内容的极大丰富与建筑艺术创造的相应发展，推动整个建筑学不断向前发展。
参考文献
[1]张坤民，潘家华，崔大鹏，主编.低碳发展论[M]．中国环境科学出版社，2009.
[2]王国军.浅谈我国建筑业低碳经济发展之路[J].长三角，2009.3.
[3]邹晓周，曲菲.绿色节能主义之低碳建筑[J].建筑节能，2009.4.
[4]阳波.关于生态建筑设计的探讨[J].建材与装饰(中旬刊)，2008.1.