建筑的“零排放”设计

叶　阳（重庆市设计院，重庆　渝中区　400015）



建筑的“零排放”设计

叶阳（重庆市设计院，重庆渝中区400015）

“零排放”的理论是为了实现生态的可持续发展过程中提出的一个理念。“绿色建筑”是为了实现可持续发展的一个建筑发展趋势。本文对为了实现建筑“零排放”这一目标，在建筑设计中可以引入的设计观念和方法进行了详细的分析和系统的阐述。

绿色建筑；零排放；设计

为了拥有一个健康和可持续性的生活方式，需要对于传统的生活理念作出一些创新，以及在实施环境保护方面提出一些阶段性的措施。在这种情况下，“零排放”即能源不会排放出对环境或者大气的污染产物的观点被提出了。建筑的能源消耗在整个社会的能源消耗中占1/3，所以在建筑设计中引进一些相关的新环保设计理念很重要。

在远古时代，因为人类科技的限制和地球上的人口数相对较少，人类活动对于自然环境的影响很有限。然而，随着社会的不断发展和人类科技的不断进步，人类对生态环境的需求急剧增加，人类一个小小活动便可以对于自然造成较大影响。通常的说，人类在获得一个舒适的居住环境的需求越大，那么他们为达到这个目标所作出的行为对于自然生态环境的影响也越大。在现代的建筑设计中需要引进的可持续设计理念有四个方面：和生态和谐的设计，节能设计，材料和设备的合适选择，和垃圾的妥善处理。

1　生态和谐的设计

在建筑的初步设计阶段，污染物“零排放”的基本理念就应贯彻到设计中，首先建筑设计要和生态环境相和谐。生态理论的基本观点是整个生态系统呈现出一个相对稳定的状态。另外，在为了保持建筑和环境平衡，所做的设计不仅仅应考虑绿化率，同样还需要考虑自然资源的合理利用，比如，风，光，声音的合理利用等。

根据一个环境方面的相关研究，每一个人需要12m2的绿地来获得足够生存的氧气。绿化地可以吸收二氧化碳和一些有毒的气体，在吸收相应气体的同时还可以净化空气。绿地还可以提供足够多的绿荫和湿度来减少阳光的辐射和以及通过吸收阻挡反射等方式来降低环境的噪声。在设计建筑绿化地的过程中：①自然地形应最大限度的被利用，对环境和建筑的可持续发展有利的植物应被选用。②绿化带的合理位置，比如在地面，在屋顶，和在建筑的内部的合适位置应被考虑。屋顶绿化可以降低因为土地资源有限的而绿化率不足的压力，同时可以起到降低建筑的表面温度，节省室内空调能源和保护屋顶的作用。在室内的绿化可以通过吸收有毒的室内气体和释放氧气来创造一个对于居民适合的室内环境。

为了合理的利用自然资源比如自然光和风，选择好的建筑坐落位置，朝向和建筑的外部形状非常重要。现今的一些软件工具可以帮助设计者模拟和分析所设计的建筑对于环境的影响，比如Sophisticated 3D电脑模拟软件，它能够通过输入不同的建筑朝向，门窗种类，房屋进深，所采用的隔热材料，建筑的气密性，建筑制冷制热，照明设备等变量，结合当地的气候等因素来综合模拟建筑的使用状况。这些模拟软件可以帮助设计者预测所设计的建筑将来对于环境的影响，通过比较不同的设计方案来选择出对生态环境影响相对较少甚至有利于生态和周围环境发展的建筑设计。

2　节能设计

建筑中的能源消耗是实现环境可持续发展的一个不能忽视的问题。建筑的能源消耗在整个能源消耗中大致占50%。建筑物内的能耗主要是由采暖，制冷，水循环，照明等造成的消耗。为了获得一个“零排放”的建筑目标，设计者通常把太阳能设计，自然通风，地热能和其它的能源设施概念引进到建筑设计中。就太阳能来言，它是一个可持续的能源，从太阳获得光能。因为利用了光能，它可以减少因为使用其它的一些能源比如石油造成的二氧化碳排放，太阳能的环境污染副产物的排放也相对较少。太阳能如今在建筑中主要作为减轻电力压力的辅助能源使用。

选择合适的材料也可以实现建筑的节能。“墙体材料在房屋建材中约占70%，是建筑材料的重要组成部分。”（建筑节能材料，侯舒兰，龚龙海，2010），外墙的传热在建筑物的传热比例所占最大，在建筑的外墙设计上，设计者可以通过选择有良好隔热性能的材料，比如隔霜和热的物质，石棉材质或者空心材质的墙来调节建筑物的温度使之冬暖夏凉来实现一定的节能。加气混凝土能达到国内规范上50%的节能，而板材作为外墙材料也是一个发展的趋势，因此，可选用蒸压轻质加气混凝土板等材料。此外，在照明设计上合理利用自然光，选用节能高效率的门窗以使用合适的窗墙比和选择LED灯也是一个不错的选择。

在结构设计上，工程师可以选用可再生材料来修建房屋，这样房屋在将来修护或者拆除的时候，会降低其对环境的影响，可采用新的维护结构材料比如钢结构。水资源的节能也是在建筑设计中需要考虑的一个重要问题。为了节约水资源，设计者可以在房屋内采用循环给水系统，以及中水利用系统。其中的中水利用系统可以更好的利用灰水和节省给水厂和污水厂因为净化水而需要消耗的能量。另外，采用合适的水管材质，节水设备以及采用一定的绿地浇灌技术也可以实现一定的水资源节能。此外，选择合适的空调系统也能很大程度上节省建筑使用过程中消耗的能量。

3　材料和设备的选择

在设计过程中材料和设备的选择也是一个很重要的部分。在材料选择中，我们必须选择对环境影响较小的材料并且尽量避免选择对环境有害的材质。最好选用可以就地取材的建筑材料，而不是需要远距离生产和运输的物质，选用可再生的材料而避免选用不可再生的材料。在设备的选择上，比如空调，风机，水泵等的选择上，设备的能效比，效率，和对环境可持续的发展的影响应作为优先选择的因素。所选用的建筑材料和设备对于用户来说必须是健康安全和舒适的，空调的耗能在建筑耗能中所占比例较大，选择合适的暖通空调对降低建筑能耗的所起效果比较可观。对于分散性的空调设备，应选用《单元式空气调节机能效限定值及热源效率等级》的第1，2级节能产品，“空气源热泵机组冬季COP不小于1.8。户式壁挂燃气炉的额定热效率不低于89%，部分负荷下的热效率不低于85%”（李林，公共建筑项目中暖通空调专业的绿色设计，2012），在设计中还应最大限度的回收排水热量，以及利用余热和废热，来降低能耗。此外，输配系统的保温设计，选择大温差水系统的合理温差也可以减少建筑的运行能耗。

4　垃圾处理

在建筑修建和拆迁的过程中，产生的建筑垃圾对环境有较大影响。在建筑设计的初期，就应考虑到建筑需要翻新和拆迁的时候对环境的影响，这样可以使建筑在需要改造的时候相对容易处理，可能产生的垃圾对环境长期的副作用将减小。在整个设计中，可以实施“3Rs”原则。即是减少垃圾，重复利用和回收建筑垃圾。

为了减少垃圾的产生，重复地利用建筑废物废料，选择合适的材料很重要，比如选择可再生的材料。在回收建筑垃圾方面，可以设计制定出垃圾分类计划，这样产生的建筑垃圾以及在建筑使用中产生的生活垃圾就可以更容易地被筛选出来，并且在可以在条件成熟的情况下被循环利用。不能处理和分解的垃圾则可以被运送到合适的地方进行批量环保处理。这样建筑物的垃圾就可以更容易的被合理利用和处理。

目前，我国建筑的垃圾资源化处理程度还有待提高。建筑垃圾的处理和利用还没有相应的法律来规范。政府可在一定阶段将垃圾处理的资源化行为上升到规章和制度的层面来，这样将更有利于减少垃圾对环境的影响。

5　结语

传统模式的建筑设计在进行建造的过程中往往需要消耗比较多的能源，随着社会的发展进步，这种设计方式已经不能适应世界建筑发展的趋势。为了建造出一个“零排放”的建筑，许多绿色设计理念都可以被引进入设计中，比如和生态和谐的设计，节能设计，材料和设备的合理选择以及垃圾处理的设计。在实际中，一个“零排放”的建筑是不能真正建造的，但是通过不断的努力，以及将环境保护的理念更好地实施到实际中，“零排放”的这一目标就可以更接近。

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叶 阳（1987-），女，工程师，硕士，从事建筑给排水设计工作。

TU201.5

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2095-2066（2016）14-0154-02

2016-5-1