低碳經(jīng)濟(jì)與建筑設(shè)計(jì)

　　摘 要：低碳經(jīng)濟(jì)是21世紀(jì)全世界關(guān)注的問題，越來越多越來越高的工業(yè)與民用建筑，成為全世界消耗水、電、光、燃油的重要載體，所以，如何實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的低碳經(jīng)濟(jì)，如何在建筑設(shè)計(jì)過程中，運(yùn)用科學(xué)手段，采取科學(xué)措施，實(shí)現(xiàn)低碳、節(jié)能環(huán)保的建筑物功能，是一個(gè)非常值得研究的課題。
　　關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì) 建筑低碳 節(jié)能措施
　　中圖分類號：F205 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
　　文章編號：1004-4914（2011）07-088-02
　　
　　一、什么是低碳經(jīng)濟(jì)
　　低碳經(jīng)濟(jì)是指溫室氣體排放量盡可能低的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，尤其是要有效控制CO2這一主要溫室氣體的排放量。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是一場涉及生產(chǎn)模式、生活方式、價(jià)值觀念和國家權(quán)益的全球性革命。2009年在哥本哈根會議上低碳經(jīng)濟(jì)第一次在全世界會議上被提出，面向未來的綠色產(chǎn)業(yè)革命，成為全世界各國政府和人民都在關(guān)注和必須關(guān)注的問題。
　　“低碳經(jīng)濟(jì)”一詞最早出現(xiàn)在2003年英國發(fā)表的《能源白皮書》中，是指通過提高能源利用率、開發(fā)清潔能源來實(shí)現(xiàn)以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。它是一種比循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求更高、對資源環(huán)境更為有利的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會和諧統(tǒng)一的必由之路。它通過低碳技術(shù)研發(fā)、能源高效利用以及低碳清潔能源開發(fā)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、能源消費(fèi)方式和人類生活方式的新變革，加速推動(dòng)人類由現(xiàn)代工業(yè)文明向生態(tài)文明的重大轉(zhuǎn)變。
　　我國現(xiàn)在正處于快速工業(yè)化和城市化階段，在當(dāng)前以及今后相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)，我國能源消費(fèi)量都將呈現(xiàn)增長趨勢，中國較高的碳排放量也必將引起國際社會越來越多的關(guān)注。面對目前全球減排壓力和工業(yè)化發(fā)展的能源、資源等多重約束，中國加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變刻不容緩。可持續(xù)發(fā)展理論是低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的理論淵源，生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、清潔生產(chǎn)、綠色經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等理論為低碳經(jīng)濟(jì)理論形成提供了重要支撐和理論素材。
　　歐盟是低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行者，其最典型特征是建立起了較為完善合理的低碳經(jīng)濟(jì)政策制度體系。
　　在低碳技術(shù)上，要以低碳環(huán)保技術(shù)、低碳節(jié)能技術(shù)、低碳減排技術(shù)和低碳能源技術(shù)為發(fā)展重點(diǎn)，順應(yīng)全球低碳技術(shù)發(fā)展的新趨勢，注重低碳技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用、推廣和普及。在低碳能源上，發(fā)展太陽能、核能、風(fēng)能、水能以及生物質(zhì)能等低碳能源發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域。
　　另外，碳排放量高速增長和化石能源即煤炭和石油的開采有直接的關(guān)系，超量開采，亂采濫挖，大量CO2排放到大氣中，造成全球變暖。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的必然趨勢，成為全世界每一個(gè)人關(guān)注的問題。
　　二、建筑領(lǐng)域里的低碳經(jīng)濟(jì)
　　簡單地說，建筑領(lǐng)域要實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)，就是要實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能、低噪；就是通過專項(xiàng)設(shè)計(jì)，達(dá)到降低噪音、減少能源消耗的目的。在工程設(shè)計(jì)和建筑物使用中，有哪些方面涉及到低碳經(jīng)濟(jì)呢？主要有以下幾個(gè)方面：
　　1.電能。采用高壓深入負(fù)荷中心，減少投資，降低今后運(yùn)營成本。變壓器選用高效節(jié)能型，實(shí)行低壓補(bǔ)償，采用節(jié)能型燈具等。
　　2.噪音。噪音主要來自通風(fēng)空調(diào)設(shè)備。空調(diào)和水泵采用低噪音設(shè)備，采用吸聲材料，外墻采用中空玻璃幕墻，控制水的流速不超過1m/s，空調(diào)器和通風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)采取消聲處理、采用防火布柔性連接隔振。設(shè)備中所有的設(shè)備均作消聲、減震、隔震處理，機(jī)房墻面建筑作吸聲隔聲處理。進(jìn)出風(fēng)管均設(shè)軟接、風(fēng)機(jī)底座設(shè)橡膠減震墊、金屬減振器或減震支座。優(yōu)先選用代噪音設(shè)備。門設(shè)為防火隔聲門，密閉隔聲。這些因素周密考慮都會起到降噪節(jié)能作用。
　　3.節(jié)能。在建筑設(shè)計(jì)中，太陽能就是一種新興低碳能源產(chǎn)業(yè)，增加外墻、外窗的氣密性，采用玻璃幕，充分利用天然光。采用保溫措施保證內(nèi)外表面?zhèn)鳠嶙瑁黾哟皦γ娣e比，充分利用太陽能和空氣導(dǎo)熱，使房間冬暖夏涼，更具人性化，從而更好地利用自然資源，節(jié)省能耗。如果有地下室的話，與土壤接觸的墻可用保溫材料，達(dá)到內(nèi)外表面?zhèn)鳠嶙柚笜?biāo)。
　　建筑物的體形要保持一定比例，也就是建筑物的外圍面積（側(cè)面積與屋頂面積之和）除以體積（樓層建筑面積與層高的乘積之和）的比值要限定范圍，達(dá)到節(jié)能的效果。
　　4.給排水。與市政管道的連接，管材材質(zhì)、是否分戶等都會影響水能的消耗。
　　5.采暖。可采用分戶設(shè)置，地面層采用對地板輻射散熱量影響小的材料作面層，既降低工程造價(jià)，又能提高熱效率，節(jié)約能源。
　　在我國目前商業(yè)建筑的全年能耗中，大約50%～60%消耗于空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng)，20%～30%用于照明；而在空調(diào)采暖這部分能耗中，寒冷地區(qū)大約40%由外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱所消耗。從目前情況分析，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)、采暖空調(diào)系統(tǒng)以及照明方面，與20世紀(jì)80年代改革開放初期建造的同類建筑相比，采用現(xiàn)有的節(jié)能措施和技術(shù)，共有節(jié)約能源消耗50%的潛力。按照國家有關(guān)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，工程建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)和照明等方面都要嚴(yán)格控制指標(biāo)，并明確注明節(jié)能措施。
　　三、建筑設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)低碳、節(jié)能、環(huán)保的具體措施
　　既然運(yùn)用各項(xiàng)綜合節(jié)能方案設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)未采取節(jié)能措施約50%的效果，這是非常了不起的數(shù)字，如果一個(gè)地區(qū)，一個(gè)國家，乃至全世界，所有的建筑物都運(yùn)用低碳環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)，每年將會給地球節(jié)約多少能源，必將非常可觀。到底在設(shè)計(jì)中如何實(shí)現(xiàn)低碳、節(jié)能、環(huán)保呢？主要有以下幾項(xiàng)具體措施：
　　1.日照環(huán)境設(shè)計(jì)。總平面布局上除公建外建筑主立面均朝向南或南偏東或南偏西，有利于充分利用日照，以節(jié)省能源的利用。依據(jù)住宅設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50096-1999）（2003年版）規(guī)定，每套住宅至少應(yīng)有一個(gè)居住空間能獲得日照，當(dāng)一套住宅中居住空間總數(shù)超過四個(gè)時(shí)，其中宜有兩個(gè)獲得日照，窗地比滿足住宅設(shè)計(jì)規(guī)范要求。有地方規(guī)定在“大寒”日當(dāng)日日照時(shí)間不得低于2小時(shí)。這個(gè)由于地區(qū)緯度經(jīng)度的差異，時(shí)間不同，但必須滿足規(guī)定要求。
　　2.自然通風(fēng)。在布局上高層建筑主體盡量錯(cuò)開，塔樓間距高于最低樓距，增加建筑物整體的采光通風(fēng)面積，多層部分的住宅樓采用長短結(jié)合，錯(cuò)落布局的方式，加大空氣內(nèi)循環(huán)，達(dá)到夏天通風(fēng)好，冬季避風(fēng)好的目的。
　　3.外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。住宅采用外保溫體系，外墻墻體填充材料采用加氣混凝土砌塊。高層住宅屋頂采用倒置式屋面，保溫材料為50厚擠塑保溫板保溫，外墻采用70厚EPS保溫板保溫，采用單框雙玻(5+9A空氣+5)中空PA斷橋鋁合金玻璃窗，戶門采用防盜保溫門傳熱系數(shù)小的標(biāo)準(zhǔn)門。總的建筑耗熱量指標(biāo)小于14.13W/m2。
　　外墻外掛石材時(shí)做干掛受力系統(tǒng)于基層墻面的保溫處理，窗框選型上窗框面積占外窗的比例應(yīng)為20%～40%之間。外墻與屋面熱橋部分的內(nèi)表面溫度不應(yīng)低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度。首層主要入口處設(shè)置空氣幕，隔絕室內(nèi)外熱損失。外窗、外門與墻體的縫口處填塞一定厚度的輕質(zhì)保溫材料。
　　4.暖通空調(diào)系統(tǒng)。為了降低制冷系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)的能耗，冷水系統(tǒng)均采用一次泵變流量系統(tǒng)。為降低部分負(fù)荷下熱水水泵的能耗，采用控制熱水泵變頻調(diào)速的變流量系統(tǒng)。
　　采暖系統(tǒng)選用熱水作為熱媒，在散熱器上設(shè)置室溫調(diào)控裝置。集中采暖系統(tǒng)供水或回水管需要調(diào)節(jié)的分支管路上設(shè)置水力平衡裝置。選用符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的節(jié)能型采暖設(shè)備，散熱器表面刷非金屬涂料。
　　空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)使用時(shí)間、溫度、濕度等不同要求劃分為不同的空氣調(diào)節(jié)風(fēng)系統(tǒng)，房間面積或空間較大、人員較多或有必要集中進(jìn)行溫、濕度控制的空氣調(diào)節(jié)區(qū)，其空氣調(diào)節(jié)風(fēng)系統(tǒng)采用全空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如商業(yè)、公寓等大堂、大會議廳等，均采用低速全空氣空調(diào)系統(tǒng)。小店鋪、健身房、小會議室、辦公室等等小空間的房間均采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)型空氣—水空調(diào)系統(tǒng)。
　　全空氣空調(diào)系統(tǒng)過度季均按全新風(fēng)工況運(yùn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“免費(fèi)冷卻”節(jié)省能耗，同時(shí)能很好地應(yīng)對突發(fā)事件的發(fā)生，如傳染病流行期間實(shí)現(xiàn)全面換氣，保持室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)，不影響正常使用。
　　5.電氣系統(tǒng)的節(jié)能措施。配電采用二路35kv電源供電，供電中心設(shè)置在負(fù)荷中心，減少低壓側(cè)線路長度，降低線路損耗。選用高效低耗節(jié)能變壓器，利用最佳負(fù)載系數(shù)法確定變壓器容量，對季節(jié)性負(fù)荷（如制冷機(jī)房用電負(fù)荷）設(shè)置專用變壓器，過度季節(jié)停機(jī)，以降低變壓器損耗。
　　照明系統(tǒng)的節(jié)能，首先，從光源的選擇方面考慮。可采用節(jié)能型光源，比如以節(jié)能燈替代白熾燈，以三基色TS細(xì)管熒光燈替代傳統(tǒng)粗管熒光燈，以金鹵燈替代高壓汞燈等等。其次，是燈具的選擇。在滿足眩光限制的條件下，優(yōu)先選用燈具效率高的燈具以及開啟式直接照明燈具，燈具效率高，在滿足燈具最低允許安裝高度及美觀要求的前提下盡可能降低燈具的安裝高度，合理選擇照明方式，對照度要求高的場所，采用混合照明的方式。
　　照明配電系統(tǒng)選用電阻率較小的線纜（如優(yōu)質(zhì)銅制線），減小配電半徑，適當(dāng)加大線纜的截面積，以降低線路阻抗，主照明電源采用三相供電，保持基本平衡，采用節(jié)能自熄開關(guān)等等。
　　6.給排水系統(tǒng)。充分利用市政供水壓力，根據(jù)目前本地市政給水管道的壓力及各樓座建筑標(biāo)高，市政供水壓力滿足用水點(diǎn)水壓要求的樓層由市政自來水直供，超出市政自來水直供樓層采用恒壓變頻調(diào)速供水。
　　為使水泵在高效區(qū)運(yùn)行，選擇適當(dāng)?shù)墓┧O(shè)備，在確保供水安全前提下，優(yōu)先采用無負(fù)無吸程自動(dòng)恒壓變頻調(diào)速設(shè)備。采用鋼塑復(fù)合管材及PPR管，減少供水管的水頭損失，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。
　　采用節(jié)水器具、儀表，節(jié)水器材、器具既節(jié)水又節(jié)能。潔具采用節(jié)水型產(chǎn)品，如坐便器水箱采用雙檔位水箱。另外，對于水、電、氣、熱的計(jì)量，設(shè)計(jì)成分戶計(jì)量，以利節(jié)約。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　1.建筑經(jīng)濟(jì)專業(yè)知識與實(shí)務(wù).中國建筑工業(yè)出版社出版
　　2.工程造價(jià)計(jì)價(jià)與控制.中國計(jì)劃出版社出版
　　3.公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（J10786—2006）
　　4.居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).（J10320—2006）
　　5.建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50034-2004）
　　（作者單位：大同煤礦集團(tuán)企劃部 山西大同 037000）
　　（責(zé)編：若佳）