低碳经济与建筑设计
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作者: 于秀芳
摘 要：低碳经济是21世纪全世界关注的问题，越来越多越来越高的工业与民用建筑，成为全世界消耗水、电、光、燃油的重要载体，所以，如何实现建筑领域的低碳经济，如何在建筑设计过程中，运用科学手段，采取科学措施，实现低碳、节能环保的建筑物功能，是一个非常值得研究的课题。
关键词：低碳经济 建筑低碳 节能措施
中图分类号：F205 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2011）07-088-02
一、什么是低碳经济
低碳经济是指温室气体排放量尽可能低的经济发展方式，尤其是要有效控制CO2这一主要温室气体的排放量。发展低碳经济是一场涉及生产模式、生活方式、价值观念和国家权益的全球性革命。2009年在哥本哈根会议上低碳经济第一次在全世界会议上被提出，面向未来的绿色产业革命，成为全世界各国政府和人民都在关注和必须关注的问题。
“低碳经济”一词最早出现在2003年英国发表的《能源白皮书》中，是指通过提高能源利用率、开发清洁能源来实现以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式。它是一种比循环经济要求更高、对资源环境更为有利的经济发展模式，是实现经济、环境、社会和谐统一的必由之路。它通过低碳技术研发、能源高效利用以及低碳清洁能源开发，实现经济发展方式、能源消费方式和人类生活方式的新变革，加速推动人类由现代工业文明向生态文明的重大转变。
我国现在正处于快速工业化和城市化阶段，在当前以及今后相当长的一段时期内，我国能源消费量都将呈现增长趋势，中国较高的碳排放量也必将引起国际社会越来越多的关注。面对目前全球减排压力和工业化发展的能源、资源等多重约束，中国加快经济发展方式转变刻不容缓。可持续发展理论是低碳经济发展的理论渊源，生态经济学、清洁生产、绿色经济、循环经济等理论为低碳经济理论形成提供了重要支撑和理论素材。
欧盟是低碳经济发展的先行者，其最典型特征是建立起了较为完善合理的低碳经济政策制度体系。
在低碳技术上，要以低碳环保技术、低碳节能技术、低碳减排技术和低碳能源技术为发展重点，顺应全球低碳技术发展的新趋势，注重低碳技术的研发、应用、推广和普及。在低碳能源上，发展太阳能、核能、风能、水能以及生物质能等低碳能源发展重点领域。
另外，碳排放量高速增长和化石能源即煤炭和石油的开采有直接的关系，超量开采，乱采滥挖，大量CO2排放到大气中，造成全球变暖。发展低碳经济已经成为全球经济社会发展的必然趋势，成为全世界每一个人关注的问题。
二、建筑领域里的低碳经济
简单地说，建筑领域要实现低碳经济，就是要实现环保、节能、低噪；就是通过专项设计，达到降低噪音、减少能源消耗的目的。在工程设计和建筑物使用中，有哪些方面涉及到低碳经济呢？主要有以下几个方面：
1.电能。采用高压深入负荷中心，减少投资，降低今后运营成本。变压器选用高效节能型，实行低压补偿，采用节能型灯具等。
2.噪音。噪音主要来自通风空调设备。空调和水泵采用低噪音设备，采用吸声材料，外墙采用中空玻璃幕墙，控制水的流速不超过1m/s，空调器和通风机进出风采取消声处理、采用防火布柔性连接隔振。设备中所有的设备均作消声、减震、隔震处理，机房墙面建筑作吸声隔声处理。进出风管均设软接、风机底座设橡胶减震垫、金属减振器或减震支座。优先选用代噪音设备。门设为防火隔声门，密闭隔声。这些因素周密考虑都会起到降噪节能作用。
3.节能。在建筑设计中，太阳能就是一种新兴低碳能源产业，增加外墙、外窗的气密性，采用玻璃幕，充分利用天然光。采用保温措施保证内外表面传热阻，增加窗墙面积比，充分利用太阳能和空气导热，使房间冬暖夏凉，更具人性化，从而更好地利用自然资源，节省能耗。如果有地下室的话，与土壤接触的墙可用保温材料，达到内外表面传热阻指标。
建筑物的体形要保持一定比例，也就是建筑物的外围面积（侧面积与屋顶面积之和）除以体积（楼层建筑面积与层高的乘积之和）的比值要限定范围，达到节能的效果。
4.给排水。与市政管道的连接，管材材质、是否分户等都会影响水能的消耗。
5.采暖。可采用分户设置，地面层采用对地板辐射散热量影响小的材料作面层，既降低工程造价，又能提高热效率，节约能源。
在我国目前商业建筑的全年能耗中，大约50%～60%消耗于空调制冷与采暖系统，20%～30%用于照明；而在空调采暖这部分能耗中，寒冷地区大约40%由外围护结构传热所消耗。从目前情况分析，在围护结构、采暖空调系统以及照明方面，与20世纪80年代改革开放初期建造的同类建筑相比，采用现有的节能措施和技术，共有节约能源消耗50%的潜力。按照国家有关公共建筑节能设计标准的要求，工程建筑围护结构、暖通空调和照明等方面都要严格控制指标，并明确注明节能措施。
三、建筑设计实现低碳、节能、环保的具体措施
既然运用各项综合节能方案设计，预计可实现未采取节能措施约50%的效果，这是非常了不起的数字，如果一个地区，一个国家，乃至全世界，所有的建筑物都运用低碳环保节能设计，每年将会给地球节约多少能源，必将非常可观。到底在设计中如何实现低碳、节能、环保呢？主要有以下几项具体措施：
1.日照环境设计。总平面布局上除公建外建筑主立面均朝向南或南偏东或南偏西，有利于充分利用日照，以节省能源的利用。依据住宅设计规范（GB50096-1999）（2003年版）规定，每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照，当一套住宅中居住空间总数超过四个时，其中宜有两个获得日照，窗地比满足住宅设计规范要求。有地方规定在“大寒”日当日日照时间不得低于2小时。这个由于地区纬度经度的差异，时间不同，但必须满足规定要求。
2.自然通风。在布局上高层建筑主体尽量错开，塔楼间距高于最低楼距，增加建筑物整体的采光通风面积，多层部分的住宅楼采用长短结合，错落布局的方式，加大空气内循环，达到夏天通风好，冬季避风好的目的。
3.外围护结构。住宅采用外保温体系，外墙墙体填充材料采用加气混凝土砌块。高层住宅屋顶采用倒置式屋面，保温材料为50厚挤塑保温板保温，外墙采用70厚EPS保温板保温，采用单框双玻(5+9A空气+5)中空PA断桥铝合金玻璃窗，户门采用防盗保温门传热系数小的标准门。总的建筑耗热量指标小于14.13W/m2。
外墙外挂石材时做干挂受力系统于基层墙面的保温处理，窗框选型上窗框面积占外窗的比例应为20%～40%之间。外墙与屋面热桥部分的内表面温度不应低于室内空气露点温度。首层主要入口处设置空气幕，隔绝室内外热损失。外窗、外门与墙体的缝口处填塞一定厚度的轻质保温材料。
4.暖通空调系统。为了降低制冷系统在部分负荷时的能耗，冷水系统均采用一次泵变流量系统。为降低部分负荷下热水水泵的能耗，采用控制热水泵变频调速的变流量系统。
采暖系统选用热水作为热媒，在散热器上设置室温调控装置。集中采暖系统供水或回水管需要调节的分支管路上设置水力平衡装置。选用符合现行标准规定的节能型采暖设备，散热器表面刷非金属涂料。
空调系统根据使用时间、温度、湿度等不同要求划分为不同的空气调节风系统，房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温、湿度控制的空气调节区，其空气调节风系统采用全空气调节系统。如商业、公寓等大堂、大会议厅等，均采用低速全空气空调系统。小店铺、健身房、小会议室、办公室等等小空间的房间均采用风机盘管加新风型空气―水空调系统。
全空气空调系统过度季均按全新风工况运行设计，实现“免费冷却”节省能耗，同时能很好地应对突发事件的发生，如传染病流行期间实现全面换气，保持室内良好的空气品质，不影响正常使用。
5.电气系统的节能措施。配电采用二路35kv电源供电，供电中心设置在负荷中心，减少低压侧线路长度，降低线路损耗。选用高效低耗节能变压器，利用最佳负载系数法确定变压器容量，对季节性负荷（如制冷机房用电负荷）设置专用变压器，过度季节停机，以降低变压器损耗。
照明系统的节能，首先，从光源的选择方面考虑。可采用节能型光源，比如以节能灯替代白炽灯，以三基色TS细管荧光灯替代传统粗管荧光灯，以金卤灯替代高压汞灯等等。其次，是灯具的选择。在满足眩光限制的条件下，优先选用灯具效率高的灯具以及开启式直接照明灯具，灯具效率高，在满足灯具最低允许安装高度及美观要求的前提下尽可能降低灯具的安装高度，合理选择照明方式，对照度要求高的场所，采用混合照明的方式。
照明配电系统选用电阻率较小的线缆（如优质铜制线），减小配电半径，适当加大线缆的截面积，以降低线路阻抗，主照明电源采用三相供电，保持基本平衡，采用节能自熄开关等等。
6.给排水系统。充分利用市政供水压力，根据目前本地市政给水管道的压力及各楼座建筑标高，市政供水压力满足用水点水压要求的楼层由市政自来水直供，超出市政自来水直供楼层采用恒压变频调速供水。
为使水泵在高效区运行，选择适当的供水设备，在确保供水安全前提下，优先采用无负无吸程自动恒压变频调速设备。采用钢塑复合管材及PPR管，减少供水管的水头损失，实现节能目标。
采用节水器具、仪表，节水器材、器具既节水又节能。洁具采用节水型产品，如坐便器水箱采用双档位水箱。另外，对于水、电、气、热的计量，设计成分户计量，以利节约。
参考文献：
1.建筑经济专业知识与实务.中国建筑工业出版社出版
2.工程造价计价与控制.中国计划出版社出版
3.公共建筑节能设计标准（J10786―2006）
4.居住建筑节能设计标准.（J10320―2006）
5.建筑照明设计标准（GB50034-2004）
（作者单位：大同煤矿集团企划部 山西大同 037000）
（责编：若佳）
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