张诗祎
北京城市副中心投资建设集团有限公司，北京 100013
摘要：实现碳中和是国家的重大战略需求，有效降低二氧化碳排放强度是建筑行业刻不容缓解决的难题。建筑设计中有效的节能减排措施无疑将对碳中和做出巨大贡献，文章将以某公共建筑为例，对其如何降低碳排放的理念作出分析应用于建筑设计中，以期为业界提供参考。
关键词：降低碳排放 公共建筑 设计理念
1.背景
近年来，全球化的资源危机、环境污染等问题日益突出，人们开始关注生态环境的重要性。碳中和，是指一定时间内温室气体的排放总量，通过植树造林、节能减排等实现正负抵消，相对“零排放”。习近平同志在第七十五届联合国大会宣布中国将力争于 2030年前达到碳排放峰值，并争取2060年实现碳中和。“十四五”时期经济社会发展主要目标：能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高，单位国内生产总值能源消耗和降低碳排放。建筑行业作为高能耗、高污染的行业之一，正面临严峻的挑战。 因此“低碳”的设计理念逐渐被业内推广和运用，建筑行业如何降低能源消耗，提高资源利用率，降低碳排放量，减少对环境的污染与破坏，成为了人们关注的问题。
2.项目概况
城市副中心图书馆项目位于北京城市副中心绿心起步区内，作为文化组团的三大公共建筑之一，本项目总建筑面积7.5万平方米，立足面向未来、面向市民，强调建筑全生命周期内的环境影响（LCA）和成本计算（LCC），建设国际化、专业化、可持续、可体验的绿色建筑。通过设计方向优化、评估指标选择、技术应用组合，以图书馆运营为导向，注重建筑能耗分项计量和实时监控，加强建筑用能侧需求管理，整合运用多种成熟、经济、适用、可靠的主被动技术，打造“简能”的建筑。本项目按照绿色建筑三星级标准建设，秉承绿色低碳理念，以建设高标准、高星级、高质量绿色建筑为目标，致力于打造首都生态文明建筑的“绿色名片”和“文化名片”。项目根据自身特点，合理运用了多项绿色生态节能技术，力求在全寿命期内，最大限度地节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间与自然和谐共生的建筑。
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3.关于降低碳排放的设计理念
3.1场地规划布局
本项目充分考虑了绿色建筑的便捷性和可达性要求，建设地位于城市副中心绿心起步区，地块较为规整，适宜图书馆功能布局。基地公共交通便捷，城市副中心图书馆具备阅览、展览、会议、古籍修复等多种功能，在功能上具有复合性，也能够承载更多的城市功能。
3.2建筑围护结构设计
建筑立面采用陶板幕墙与玻璃幕墙组合，综合考虑自然采光与夏季遮阳，玻璃幕墙采用中空Low–E玻璃，反射比小于0.2。建筑采用10米大挑檐设计，为建筑上部的大玻璃幕墙提供遮阳效果。从优化建筑内部环境的角度，本项目结合图书馆项目的功能需求和建筑造型特点，合理优化一层至三层大空间-公共空间的声环境、光环境、热环境。本项目应用卓越的保温性能，保温性和气密性良好的外窗和遮阳系统、极佳的气密性、可再生能源利用等关键的节能技术，达到了较高的室内舒适性同时降低能耗，达到了节能低碳的目标。
3.3装配式建筑设计
本项目结构设计满足装配式建筑的要求，采用钢框架结构体系，现浇混凝土全部采用预拌混凝土，建筑砂浆全部采用预拌砂浆，建筑土建与装修一体化设计、施工，避免二次装修带来的污染和浪费问题。项目中充分利用玻璃、金属、钢筋等可再循环与可再利用建筑材料，减少材料的浪费。本项目采用装配式钢结构建造方法、高效维护结构、打造健康舒适的室内环境、可再生能源利用、基于BIM和资源监控系统的碳管理等技术措施，打造绿色建筑全寿命期内，最大限度地节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间与自然和谐共生的建筑。
3.4建筑节水措施
场地开发遵循低影响开发原则，以“城市绿心”为整体进行海绵城市设计，合理利用场地空间设置绿色雨水基础设施，结合雨水利用设施进行景观水体设计，且采用生态水处理技术保障水体水质，主要包括雨水花园、下凹式绿地、植被浅沟、景观水体等。室外硬化地面中优先采用透水混凝土、透水沥青和透水砖铺装，场地年径流总量控制率不低于90%。尽量利用市政管网供水压力直接供水，在合理控制建筑用水和用能需求的基础上，通过对非传统水资源和可再生能源的综合利用，减少能源和水资源的需求，采用市政再生水，用于冲厕、绿地灌溉、车库冲洗、道路冲洗。卫生器具用水效率等级达到一级。
3.5机电系统设计
以人为本，充分考虑室内舒适度，从健康、高效的角度优化暖通和电气设计方案，阅览室、大厅和展厅等全空气系统均设置CO2浓度传感器，根据监测的室内CO2浓度控制全空气系统新风量，联动新风。加强对新风的处理，降低PM2.5，为缓解室外PM2.5以下尘粒对室内空气品质的影响，新风机组和组合式空调机组均采用一级初效和二级中效两级过滤器。采用能源管理系统，电能计量按照用途、物业归属、运行管理及相关专业要求设置。对变配电系统、冷热源、照明、办公、出租商铺等进行电能分项计量，通过总线传送至控制室。地下车库设置与排风设备联动的一氧化碳浓度监测装置，保证地下车库污染物浓度符合有关标准。
3.6区域能源设计
积极响应绿色生态发展理念，结合景观开发建设地源热泵能源站，优先采用高效、清洁、经济的可再生能源为起步区提供能源供给，在起步区内实现统一运营、资源共享；冷热源供应用的地源热泵机房采用地热两能系统，在起步区内及起步区周边布置打孔区，可再生能源供冷量和供热量占54.6%。采用能源中心提供的冷热源，过渡季节可通过调节新风比降低过渡季节供暖、通风与空调能耗。
3.7BIM设计
采用涵盖全专业和整个设计周期的建筑模型信息化设计技术（BIM），有利于确保设计质量和后期施工配合、造价测算、运营管理、信息采集等工作顺利展开，是现代化技术手段运用于设计的有益尝试。据计算，本项目运行时的二氧化碳排放量为78.5kg/m2 /年，约为5887吨/年，相对普通公共建筑，每年二氧化碳排放减少量约为2945吨，建筑能耗水平相当于我国建筑相对节能率65%左右。
4.结语
综上所述，以上多方面的设计策略对缓解能源短缺的压力、有效地减少能源消耗有积极作用，减少二氧化碳等污染物的排放。同时，建筑师需结合各个方面的需求，将“低碳”的理念与公共建筑设计有效融合，不仅仅是设计的某个阶段，而是贯穿建筑生命各周期，充分利用太阳能、自然采光、雨水等自然资源，提高资源利用率，运用具有节能环保的新建筑技术，降低碳排放量，步入可持续发展的道路，最终实现碳中和。
参考文献：
[1]陈希茜.绿色建筑理念在装配式住宅建筑设计中的应用[J]安徽建筑，建筑节能，（2021）06-0075-02
[2]刘成,浅谈建筑生命各周期降低碳排放的设计策略[J]四川建材， 2015Vol.41,No.2 April,P15-18