摘要:针对我国当前"低碳建筑"的发展和建筑碳排放度量指标的研究现状,提出应从方案阶段开始,将BIM建筑信息模型）技术与建筑能量、碳排放分析相结合进行低碳建筑设计这一新方法。在方案设计阶段, 利用虚拟建筑模型所包含的建筑信息,实现自动识别、实时分析,得到建筑能耗及碳排放的直观结果,让建筑师专注于设计本身,找到更有效减少建筑碳排放量的设计策略,实现"低碳建筑"的目标。
关键词：设计初期；低碳建筑；设计方法
前言
进入新世纪以后，随着社会公众环保意识的提升以及我国可持续发展战略的实施，低碳建筑的概念受到了越来越多的关注。根据我国房地产研究会、住宅产业发展以及技术的委员会联合颁布的“低碳住宅技术体系”的相关内容，低住宅主要涉及到了低碳设计、低碳构造、低碳排放等多方面的内容，为我国低碳建筑的发展指明了方向。
1 低碳建筑与低碳建筑设计
1.1 低碳建筑的概念和发展现状分析
低碳建筑即是指在建筑材料、设备制造、施工过程以及建筑使用的整个生命周期内，尽可能的减少对化石能源的使用，提高能源利用效率的同时降低二氧化碳的排放量[1]。当前阶段，二氧化碳过度排放使得全球气候变暖现象逐步加深，危及到了人类的生存。为了降低二氧化碳排放量，必须将低碳理念融入到所有行业中。建筑行业的碳排放一直以来都被人们忽视，但实际上其排放量可以达到汽车尾气的两倍以上。可以预见到，低碳建筑必将成为未来建筑行业发展的主流趋势。低碳建筑虽然和绿色节能建筑之间存在一定的共通之处，但前者更加倾向于降低建筑对自然环境和气候的负面影响。但是很长一段时间内，我国建筑行业对低碳建筑的认知整体上存在误区，顾虑低碳设计会造成建筑成本的增加，导致低碳建筑的推广受到了严重的阻碍。直到2010 年 1 月 19 日，我国房地产研究会、住宅产业发展和技术委员会提出了“低碳住宅技术体系”，才使得人们对低碳建筑的认知变得明晰起来，与此同时，我国针对低碳建筑的相关标准和规范也在逐步完善。截止目前为止，越来越多绿色节能技术在建筑行业中得到了广泛的推广和应用，为我国低碳建筑的发展提供了充足的动力。
1.2 低碳建筑设计概述
低碳建筑设计的目的就是通过建筑材料和建筑技术的科学选用，最大程度的降低建筑施工和后期使用过程中的能源消耗，同时对建筑整个生命周期内排放的二氧化碳进行控制。由此可见，低碳建筑设计不仅能够起到环境保护的效果，同时还能够极大的提高资源的利用率。在全球气候逐渐变暖的情况下，低碳建筑设计已经成为建筑行业发展的主流趋势。另一方面，越来越多新型建筑材料和施工技术的涌现出来，同时现代化信息技术在建筑行业中也得到了广泛应用，这些都为低碳建筑设计的发展的奠定了基础。
2 设计初期实现低碳建筑的设计方法
2.1 低碳建筑设计初期存在的问题分析
结合大量的低碳建筑工程实践来看，低碳建筑初期设计是建筑整体设计的关键环节，对建筑节能减排的实际效果存在十分重要的影响。只有保障初期设计科学性，才能实现工程施工的顺利落实，最大程度的降低设计变更出现的风险，提高工程质量。现阶段，低碳建筑初期设计存在的问题主要体现在两个方面：
（1）能效计算问题。
在低碳建筑建造中，和能源相关的设计决策一般发生在设计的早期阶段，碳排放评估是其中的重要环节。在这一环节中，若是没有能源顾问全程参与，很可能出现建筑碳排放判断不准确的情况。近些年来，针对这一问题，人们引入现代化计算机技术，开发出了许多建筑能耗模拟和分析软件，实现了工作效率和精度的大幅度提高。
进入低碳时代后，为了在建筑设计阶段充分发挥出能量分析的效用，为设计阶段建设低碳奠定坚实的基础，必须在设计中提高能量分析的效率。解决问题的关键就在于一个包含数字模型且能够有效识别信息能量的分析工具。
（2）设计方法问题。
现阶段，低碳建筑初期设计大部分都是依靠设计团队完成，对现代化信息技术的应用十分稀少，导致设计工作质量和效率都无法得到良好的保障[3]。规划与设计
2.2 设计初期实现低碳建筑设计方法研究
在建筑领域，约 80%与能量相关的决策都发生在设计初期，因此在初期设计中，只有做到对建筑碳排放量的有效评估，才能真正的实现低碳建筑。为了达到这一目的，可以基于 BIM 技术构建设计方法，进行低碳建筑的初期设计。在低碳建筑设计初期，通过 BIM 技术的应用，可以为建筑设计人员提供详实可靠的决策依据。基于 BIM 技术构建的建筑虚拟模型可以将所有建筑信息都包含其中，例如建筑材料性能、建筑构件特征等。在这样的情况下，设计人员只需利用合适的能量分析工具就可以完成建筑能量分析，为建筑碳排放评估做好准备，最终完成设计方案的确立。在低碳建筑初期设计中应用 BIM 技术，存在以下几个方面的积极意义：①在 BIM 技术支撑下，建筑相关能量分析可以自主完成，大幅度降低工作量的同时也切实保障了分析结果的可靠性，同时工作效率也得到了有效提升。②能量分析的难度得到了极大的降低。③可以全面掌握没有涉及建筑碳足迹的结果，使设计人员可以充分实现低碳技术的相关诉求。在设计方案确立阶段，设计人员可以基于 BIM 技术对建筑的空间形态、构造形式以及结构材料等进行修改，获得相应的能量和碳足迹分析结果，在此基础上通过综合分析获得碳排放量最低的一种设计方案，从而最大程度的降低对自然环境的负面影响。采用这种方法不仅也简化碳排放分析的程序，提高设计工作效率，同时还可以将建筑碳排放控制在最低的范围内。同时，包含建筑全部信息的虚拟建筑模型在操作上更加方便，且可以根据设计方案的变更进行信息更新，这样就可以帮助建筑设计人员在不同阶段都能够及时获得能量分析结果，这对建筑设计方案的改进优化是十分有利的。在实际建筑工程项目中，低碳建筑比较常见的设计方法如下：①自然采光。照明系统是建筑中能耗较高的部位，照明系统运行中会释放大量的二氧化碳，因此在建筑设计中，应该充分利用当地的自然光照条件，采用镜面反射采光、光伏效应间接采光、导光管采光等多项技术，利用阳光进行建筑空间照明。如此可以大幅度降低能源消耗和二样化探的排放[5]。 ②科学选用建筑材料。很多不合格的建筑材料也会造成建筑碳排放的增加，因此为了实现低碳建筑，建筑材料的选用也不容忽视。例如，在屋面设计中，可以采用种植屋面的形式，在减少碳排放的同时为居民营造良好的生活环境。在外墙设计中，采用聚氨酯硬质泡沫等新型绿色环保建材，起到良好隔热保温效果。③加强新型清洁能源的应用。新型清洁能源利用是降低建筑碳排放的有效措施，现阶段应用较为广泛的新型清洁能源有太阳能、生物能、风能等，设计人员可以结合建筑当地的实际环境条件设计出新能源利用方法，实现建筑节能减排。
3 结 语
综上所述，在可持续发展战略深入实施的背景下，低碳建筑逐渐成为建筑行业发展的主要趋势。建筑设计初期是实现低碳建筑的关键时期，为了降低碳排放，设计人员必须采用科学合理的设计方法，全面贯彻落实低碳理念，为低碳建筑的推广奠定坚实基础。
参考文献：
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