低碳建筑设计的研究
摘要：将低碳建筑设计投入到规模化的建筑行业作业当中，既做到与生态环境和谐相处，又能有效地节约土地资源、减少造成环境污染，最大限度实现了低消耗、低能量、低开支的可持续发展。针对这些情况。本文通过结合低碳建筑的相关知识点， 包括低碳建筑的概念、低碳建筑的优势，以及低碳建筑设计技术及方法等方面，着重分析和探究低碳建筑设计技术及方法中的外部环境设计和内部环境设计，给予建筑行业有关人员一些帮助和参考。
关键词：低碳建筑设计；建筑设计技术；设计方法
我国处于建设发展的高速增长期，城市化、现代化进程还将持续很长的时间，
而建筑业作为我国国民经济增长的重要支柱产业，在能源的有效利用、减少污染、保护生态环境等方面还处于起步与探索阶段，所面临的能源与环境问题更为突出。因此，我们应该积极尝试通过低碳建筑设计提高建筑能源利用效率，从而改善建筑的环境性能，引领健康、可持续发展的低碳生活方式。
1、低碳建筑的概念及优势
1.1低碳式建筑的概念
低碳建筑，主要是指建筑在规划设计、施工作业、竣工验收以及投入使用的整个过程中，通过采用节能技术和产品，实现低消耗、低能量、低开支， 以及降低二氧化碳排放的目的。就目前来看，低碳式建筑的主要研究工作集中在使用空调和暖气设备能耗较高的地区。为了提高低碳建筑在这些地区大规模的投入使用，需要综合考虑建筑的设计、用能、构造、运营、排放、营造和用材等各方面的问题， 以便实现真正意义上的节能减排、绿色环保。
1.2低碳建筑的优势分析
在以往的建筑设计过程中，往往面临着资源消耗大、环境污染严重和土地资源不合理利用等问题，不但对周边生态环境造成影响，某些超标材料的使用甚至会威胁到人们的身体健康，而且，也严重制约了建筑行业的建设和发展。通过采用低碳式建筑设计，能够有效降低能量的消耗，同时能够起到再现新型建筑艺术的作用。具体分析如下：
1.2.1有效降低能量消耗
据数据统计，建筑物的总能耗通常有一半以上是在建设和使用建筑物的过程中消耗掉的，而且在这过程中大约有34%的污染物产生。相比较之下，低碳式建筑在能量消耗要求更低，对于环境的保护有着重要意义。
1.2.2再现新型建筑艺术
传统的建筑多是采用商品化的生产设计技术和方法，无法准确到位地体现建筑的艺术美。而低碳式建筑，则可以在不违背周边自然和气候条件的基础上，将本地文化和原材料融入到设计理念当中，在展现本地风格的同时，也形成了新型的建筑美学。
2、低碳建筑设计技术及方法
2.1内部环境设计技术及方法
声、光环境的设计。在低碳建筑内部环境设计过程中，在天然采光方面，应该充分考虑到整栋楼的每处窗户的面积及方位，并将楼层设计成波浪形或弧形，以便增加日照时间。同时，还可以在室内浅色调装修的基础上，通过增设反射光板或光导管等天然光导入设备，实现二次反射光线的利用，从而保证室内有足够的光线，减少白天人工照明的能耗。此外，为防止夏季时建筑内部接收到过多的太阳辐射，可以增设可收放的遮阳蓬， 门窗朝向的方位要尽量保证自然通风。在声环境设计方面，应该尽可能将卧室设置在远离噪声源方向，尽可能降低噪音的影响；若是无法避开噪声源或噪声较大，可以采用隔音窗阻隔室外噪音，并在住宅区沿路栽植绿色植被，进一步降低噪声的影响。在进行实际的声环境设计时，可以在采用亥姆霍兹共振原理上，充分利用多孔吸声材料组成吸声构造，己达到音质设计效果。水、热环境的设计。低碳式建筑设计，在进行水环境方面的设计时，需要考虑到水质和水量的问题。通常低碳式建筑可以用到的节水方式主要有两种，第一种是选用具有良好节水功能的供水设施；第二种则是在建筑周边安装收集雨水的装置，并建立起一整套污水处理系统，将污水进行就地处理。在进行热环境方面的设计时，可以利用集制冷、取暖和生活用热水一体化的热环境技术，起到建筑节能和环保的作用，并保证整栋建筑的热供应达到居民舒适度的要求。
2.2外部环境设计技术及方法
外部绿化的设计。在低碳式建筑设计过程中，为进一步减少二氧化碳的排放、降低能耗和提高土地资源的利用率，在外部绿化设计方面，应该先统一整合建筑空间与城市绿化，可以采用建筑与绿化复合使用的方式，将建筑的外部绿化与城市绿化覆盖使用，既能够提高经济效益和土地利用率，又能够人性化地解决低碳式建筑与城市生态问题，与此同时，还能够实现城市公共空间体系与低碳式建筑的有机整合。为此，在低碳式建筑设计初期，可以尽量考虑靠近城市绿化设计。
外部智能系统的设计。为了贯彻落实低碳式建筑的设计理念，在满足用户使用需要的基础上，应该进行外部设备的优化工作，尽量减少外部设备的运行时间，做到节约电能和减少电厂大气污染物排放。可以建立起便捷的信息设施系统、信息化应用系统等智能系统，让用户在建筑内便可与外界进行信息交流与应用，例如通过网络视频进行远程办公、通过智能安防系统了解周边环境动态等方式，最大限度减少交通压力对人们的影响，以及二氧化碳排放过多对环境造成的影响。同时，加强对新型能源的利用，通过将太阳能、风能等可再生能源转化为电能的利用方式，或是合理处理雨水、降雪等自然资源，可以实现与周边生态环境和谐共存，营造出一个高效平衡、低能耗、无污染的建筑环境，提高低碳式建筑的可持续服务能力。此外，智能安防系统作为建筑外部智能系统中耗能最高的技术，在采用时，应该最大限度优化终端节点的选取，通过事先进行建筑周边环境地形、围墙等方面的勘测，从而实现以最少的终端摄像头进行全方位、多角度的布控；并合理控制智能安防系统的作业时间，当用户在户外或白天时，可以暂时关闭智能安防系统， 以节省能耗。换言之，对于建筑外部各种智能设备，不但要保证其安全可靠、高效运行，同时也要提高其工作效率，尽量减少能耗和控制维护成本，实现低碳式建筑的节能、环保理念。
2.3基于数字化、物联网和遗传算法等的低碳式建筑设计
基于数字化、物联网和遗传算法等的设计技术及方法，能够实现对建筑进行科学的分析、预测、监控、反馈和控制，减少建筑的碳排放量，满足可持续发展要求。通过数字化技术的精确调控，可以准确掌握周边声、光、水、热的参数，有效控制碳排放量及能耗。通过物联网技术，提高建筑对周边生态的数据采集和监控能力，并将数据传输到互联网， 由互联网准确科学地诊断能耗数据，并找出改进措施。而利用遗传算法技术，则可以在计算机上模拟建筑物及其周边环境，找出建筑内部、外部影响低碳式建筑设计的原因，方便建筑设计人员提供优化方案。
3、结束语
通过对低碳式建筑设计技术及方法的分析和探究，从一定程度上加深了广大建筑设计人员和用户对低碳式建筑的认识和理解。低碳式建筑的设计，需要广大的建筑设计人员与时俱进，转变以往的建筑设计理念，从节能、环保、低碳等多个方面综合考虑低碳式建筑的设计方法，并结合现代化科学技术，探究高效实用的低碳式建筑设计技术及方法，从而推动我国低碳式建筑设计的发展与进步。
参考文献
[1]尹宏宇.低碳式建筑设计技术及方法[J].黑龙江科技信息2013，04（04）
[2]韩放.低碳式建筑设计方法及相应技术[J].民营科技，2013.O1（O3）
[3]韩放低碳式建筑设计方法及相应技术[J]民营科技2013（3）
[4]李越低碳式建筑设计技术及方法[J]民营科技2011（6）
[5]申荣浅谈建筑低碳设计[J]山西建筑2011（30）