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淺談建筑設(shè)計(jì)中的碳理念經(jīng)濟(jì)學(xué)論文
目前，我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)打響了建筑節(jié)能的攻堅(jiān)戰(zhàn)，太陽(yáng)能作為“低碳經(jīng)濟(jì)”發(fā)展中最優(yōu)質(zhì)的能源，其利用技術(shù)的發(fā)展直接關(guān)系到低碳經(jīng)濟(jì)的前進(jìn)步伐，特別是針對(duì)在建筑高耗能而生的太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)的進(jìn)步。這就需要行業(yè)領(lǐng)頭羊來(lái)引領(lǐng)或帶動(dòng)行業(yè)內(nèi)其他企業(yè)，為建筑的節(jié)能減排，為促進(jìn)“低碳經(jīng)濟(jì)”時(shí)代的快速發(fā)展，將建筑節(jié)能進(jìn)行到底。
一、建筑節(jié)能中的“碳”理念
2003年的英國(guó)能源白皮書(shū)《我們能源的未來(lái)：創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》首次提出了“低碳經(jīng)濟(jì)”的概念。所謂低碳經(jīng)濟(jì)，是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開(kāi)發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。
圖低碳建筑是指在建筑材料與設(shè)備制造、施工建造和建筑物使用的整個(gè)生命周期內(nèi)，減少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量（如圖1、圖2低碳建筑）。目前低碳建筑已逐漸成為國(guó)際建筑界的主流趨勢(shì)。一個(gè)經(jīng)常被忽略的事實(shí)是：建筑在二氧化碳排放總量中，幾乎占到了50%，這一比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于運(yùn)輸和工業(yè)領(lǐng)域。
二、建筑節(jié)能與低碳建筑
（一）低碳建筑減排在理念上，低碳建筑有別于建筑節(jié)能。建筑節(jié)能是前瞻情景性的增量節(jié)能，低碳建筑是歷史基準(zhǔn)線性質(zhì)的存量減排。這一減排量必須是實(shí)際量，必須是可測(cè)量、可報(bào)告和可核查的，是在存量基礎(chǔ)上的實(shí)質(zhì)性減少，不能僅僅用模擬值。
（二）實(shí)施低碳建筑的政策措施
建筑領(lǐng)域光靠增量減排即新建建筑減排是不夠的，因?yàn)樽鳛榛鶞?zhǔn)年的2005年，我國(guó)主要的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)都已實(shí)施。因此，要實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的低碳目標(biāo)，必須另外發(fā)掘節(jié)能減排的潛力，對(duì)新建建筑要有更嚴(yán)格的節(jié)能措施；對(duì)既有建筑要更加注重實(shí)質(zhì)性節(jié)能。這些政策措施包括：實(shí)行比現(xiàn)行新建建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的新標(biāo)準(zhǔn)；實(shí)行比現(xiàn)行耗能設(shè)備能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)更高的新標(biāo)準(zhǔn)；加強(qiáng)建筑節(jié)能運(yùn)行管理，實(shí)施節(jié)能量績(jī)效評(píng)估和收購(gòu)制度；使用可再生能源和替代能源；更多地應(yīng)用被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)；在園區(qū)開(kāi)發(fā)中實(shí)施能源規(guī)劃和低碳規(guī)劃；對(duì)既有建筑實(shí)行節(jié)能改造和嚴(yán)格的節(jié)能量后評(píng)估，對(duì)高能耗的舊設(shè)備實(shí)行強(qiáng)制性淘汰更新；倡導(dǎo)低碳生活方式。
（三）低碳建筑與城市能源供應(yīng)系統(tǒng)相關(guān)在我國(guó)高密度城市中，完全靠建筑一己之力實(shí)現(xiàn)能源的低碳甚至零碳是非常困難的。城市能源供應(yīng)要實(shí)現(xiàn)低碳化，需要通過(guò)國(guó)家的宏觀規(guī)劃和統(tǒng)籌，在城市能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)上降低煤炭比例、提高低碳和無(wú)碳能源的比例。
根據(jù)研究，消耗每噸標(biāo)準(zhǔn)煤的碳排放系數(shù)為：K=α×1.026＋β×0.3902＋γ×0.2486＋δ×0.0（噸碳當(dāng)量）式中，α、β、γ、δ分別是煤炭、石油、天然氣和無(wú)碳可再生能源占總能源消費(fèi)的比例。
α＋β＋γ＋δ=1
可以看出，要降低K值，必須降低α、β值，提高γ、δ值。
（四）權(quán)衡節(jié)能與低碳
節(jié)能技術(shù)一定減碳，但減碳技術(shù)不一定節(jié)能。以地源熱泵為例，在普通燃煤發(fā)電的能源供應(yīng)條件下，其供熱的間接碳排放量甚至要高于以天然氣為燃料的高效率鍋爐的直接碳排放量。而從熱力學(xué)第二定律的視角看，天然氣直接燃燒屬于“高能低用”，是不盡合理的用能。因此，在選用低碳建筑能源系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源條件，選取最適合的技術(shù)。
三、低碳建筑的技術(shù)措施
（一）實(shí)質(zhì)性節(jié)能作為無(wú)碳資源可以采取的措施是：（1）執(zhí)行更加嚴(yán)格的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，例如提高對(duì)窗的熱工性能要求；將“能耗分項(xiàng)計(jì)量”等推薦性標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)；增加對(duì)夏熱地區(qū)建筑遮陽(yáng)的要求等。（2）確定建筑耗能設(shè)備的最低能效等級(jí)門(mén)檻。以上海地區(qū)為例，將房間空調(diào)器從能效5級(jí)提高到能效1級(jí)，以全年平均使用700小時(shí)計(jì)算，年節(jié)電155kW?h，減少間接碳排放約146kg。（3）太陽(yáng)能與建筑一體化。除了一般的光伏電池和光熱熱水器等低效率應(yīng)用外，可以進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，例如薄膜光伏遮陽(yáng)設(shè)施、相變蓄熱墻、太陽(yáng)能制冷、太陽(yáng)能除濕、光熱發(fā)電等。現(xiàn)在的問(wèn)題是太陽(yáng)能裝置的能量轉(zhuǎn)換效率低、能量密度低。這要從兩個(gè)方面努力，一是提高光電光熱轉(zhuǎn)換效率，二是提高用能設(shè)備（例如吸收式制冷機(jī)）效率。
（二）輻射吊頂技術(shù)
輻射吊頂技術(shù)是水源輻射空調(diào)方式的代表。一般來(lái)說(shuō)，水在特制的吊頂板通道內(nèi)流通，使吊頂板降溫或升溫，吊頂板表面再通過(guò)對(duì)流輻射給室內(nèi)降溫或升溫，從而達(dá)到通過(guò)吊頂板的表面溫度控制室內(nèi)溫度的目的。它具有經(jīng)濟(jì)適用、簡(jiǎn)單易懂、操作方便、綠色健康、輕松舒適、節(jié)能效果好等特點(diǎn)。
（三）屋面節(jié)能技術(shù)
屋面節(jié)能技術(shù)是通過(guò)有效的技術(shù)方法使建筑的頂層具有節(jié)能功能，具體有兩種方法：第一是在頂層的結(jié)構(gòu)面與裝飾吊頂層之間作保溫層；第二是在建筑頂層結(jié)構(gòu)層上面進(jìn)行綠化或者安裝太陽(yáng)能板。另外還可以使用帶有通風(fēng)道的屋面，通過(guò)通風(fēng)道，使風(fēng)流動(dòng)帶走熱量，從而達(dá)到降溫的目的。
（四）使用被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)
歐洲近年流行的“被動(dòng)節(jié)能建筑”可以在幾乎不利用人工能源的基礎(chǔ)上，依然能夠使室內(nèi)能源供應(yīng)達(dá)到人類正常生活需要。這在奧地利、德國(guó)等國(guó)家，已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。
低碳建筑要實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性節(jié)能，就需要更多地利用無(wú)碳的被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，例如晝光照明和自然通風(fēng)。晝光照明可以降低照明能耗，做到白天不開(kāi)燈；自然通風(fēng)可以在夏季和過(guò)渡季實(shí)現(xiàn)免費(fèi)供冷，并改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。歐洲很多所謂零能耗和零碳建筑就是靠被動(dòng)式技術(shù)和可再生能源實(shí)現(xiàn)的。但是在應(yīng)用被動(dòng)式技術(shù)時(shí)，要充分考慮我國(guó)城市的氣候特點(diǎn)和環(huán)境特點(diǎn)。
（五）園區(qū)能源規(guī)劃
此處的“園區(qū)”是指綜合性的社區(qū)、街區(qū)、成片開(kāi)發(fā)區(qū)，其占地面積在數(shù)平方公里以下、建筑面積在百萬(wàn)平方米以下。在這一層面上，能源系統(tǒng)主要滿足“建成環(huán)境”的需要，即建筑供冷、供熱、供生物質(zhì)燃?xì)狻⒐┥顭崴筒糠值蛪汗╇姷男枰＿^(guò)去，園區(qū)能源規(guī)劃并不被重視，很多重大項(xiàng)目甚至把建筑用能設(shè)備歸入“家電”范疇，完全游離在規(guī)劃之外，造成能源利用和資金的浪費(fèi)。而要建設(shè)低碳建筑，能源利用的3“D”，即低碳（Decarburization）、低集中度（Decentralization）和低負(fù)荷強(qiáng)度（Demand reduction），是缺一不可的，必須在園區(qū)規(guī)模上協(xié)調(diào)。
四、結(jié)語(yǔ)
能源是社會(huì)前進(jìn)的動(dòng)力，建筑業(yè)又是消耗能源較大的領(lǐng)域，因此做好建筑節(jié)能是當(dāng)今社會(huì)更是長(zhǎng)遠(yuǎn)的一項(xiàng)重要工作，是社會(huì)中每個(gè)人應(yīng)盡的責(zé)任，實(shí)施建筑節(jié)能控制能源消耗必將推動(dòng)社會(huì)邁入一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，讓我們都行動(dòng)起來(lái)大力發(fā)展低能耗建筑為節(jié)能型建筑，更為社會(huì)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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