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低碳建筑概念及其发展分析

收录时间:2012-08-21 15:16 来源:东南大学建设与房地产研究所  作者:李启明,欧晓星  阅读:0次 评论:0我要评论

内容提示:从概念、内涵及理念等方面对低碳建筑进行了阐述,分析了建筑全生命周期碳排量构成,并剖析了实现低碳建筑的主要手法,最后提出了低碳建筑教育的控制与普及策略。

延伸阅读:低碳建筑 低碳经济 可持续发展 碳排量

        1 引言

        2009 年12 月,UNFCCC 第15 次缔约国会议在丹麦首都哥本哈根通过《哥本哈根协议》,指出应尽快减少碳排放总量,确保全球平均温度的升幅不超过两摄氏度。至此,应对气候变化、倡导低碳生活已经成为了全人类的共识,在这种共识下,低碳经济正得到迅速发展,低碳建筑也正成为建筑行业发展的一种不可逆转的趋势。(参考《建筑中文网

        2 低碳建筑的概念与内涵

        2.1 低碳经济与低碳建筑的概念

        学界目前并没有明确的低碳建筑的定义,至于碳排量降低到什么程度可以称为低碳建筑,目前也没有具体的数值。定义低碳建筑,可以参照低碳经济等相关概念。低碳经济是以减少温室气体排放为目标,以低能耗、低污染为基础的经济模式,其实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP,核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。低碳建筑可以被认为是实现尽可能少的温室气体排放的建筑。依据低碳经济的概念,我们可将低碳建筑定义为,在建筑的全生命周期内,以低能耗、低污染、低排放为基础,最大限度地减少温室气体排放,为人们提供具有合理舒适度的使用空间的建筑模式。

        2.2 低碳建筑碳排量构成

        根据广义建筑能耗的研究,可初步将建筑的碳排量分为建造碳排量、使用碳排量和拆除碳排量三部分,用图1 表示。按照图中所示,将各部分碳排量加以统计、计算,可以得到总的建筑碳排量。

       

        图1 中的有些数据具有一定可变性,需要考虑其变化范围,数据采集的方式还有待进一步研究。目前对于绿色建筑、节能建筑的认证,英国的BREEAM 及美国的LEED 是实践和应用得比较早的体系,低碳建筑的评价可以在此基础上发展。

        2.3 低碳建筑的内涵及实现手法

        低碳建筑的内涵,是指建筑具有可持续发展的特性:节能减排,最大限度地减少碳源(温室气体的排放),同时增加碳汇(吸收消耗空气中的二氧化碳),减少总的碳排量,从而减轻建筑对环境的负荷;与自然环境的融合和共生,做到人及建筑、自然的和谐、持续发展;提供安全、健康、舒适的生活空间。从低碳建筑的内涵上看,我们此前提出的绿色建筑、生态建筑也是低碳的,可以说,低碳建筑的建设和发展并不是一个全新的领域,只是在低碳经济时代,低碳的概念及碳交易市场促使了低碳建筑概念的形成,要求通过碳排量计算来评价建筑。低碳经济加速了低碳建筑的研究和发展。

        从图1 所列建筑碳排量组成的相关项目可以概括出建筑的低碳化应包括材料、能源形式、资源利用、建造形式、建筑设备等多方面的内容。要实现建筑的低碳化,可采用以下一些方法。

        (1)遵循就近、低碳的原则选择建筑材料。就近选择材料,减少材料的运输距离,从而减少运输过程中消耗燃料而形成的碳排量。材料的低碳应从两方面考虑,一方面选择低碳建筑材料,另一方面,采用钢结构、竹木材料、金属墙板、石膏砌块等可回收建筑材料,可提高建筑寿命期结束后资源回收利用率。

        (2)增加可再生能源的利用。建筑在使用过程中,可充分利用太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源(图2),应根据环境条件和建筑的使用特点,选择合理的可再生能源类型。例如太阳能的利用要考虑日照时间和强度;城市高层建筑和郊区风力资源较丰富时,可有效利用风力发电。

       

        (3)回收利用水资源。地球上可供人们利用的淡水资源紧缺,建筑应考虑水的回收利用,设计中水回用系统,将灌溉、冲厕等用水与饮用水系统分离,在节约水资源的同时,减少污水过度处理过程中的能源消耗,达到间接减排的目的。

        (4)合理利用建筑通风,增强建筑物门窗气密性。建筑设计对自然风的影响要从两个方面考虑:一方面合理设置建筑门窗,引入自然通风,以满足室内换气和夏季通风散热的要求;另一方面,又需要保证建筑物密闭性,避免空气渗透造成热损失。

        (5) 改善建筑物围护结构的热工性能。建筑物的屋顶、门窗和墙体是建筑室内外的热交换通道,减少围护结构的室内外传热,稳定室内温度,可以减少能量损失,进而减少采暖、空调等设备的能量消耗。

        (6)采用高效的建筑设备。随着人们生活条件的改善和经济的发展,暖通空调的应用越来越广泛。当前在暖通空调专业领域,也展开了节能减排的大量研究:通过提高设备运行效率减少能耗;采用智能中央控制系统,根据环境条件启动设备,避免过度负荷形成浪费;使用可再生能源空调系统;研究夏季利用冷凝热的热水供应等,显著提高了空调系统能源利用率。

        (7)增加碳汇,减少总排量。低碳要求"节源开流",通过上述方法,采用节能减排的方式可以减少温室气体的排放为"节源",而另一方面,还应当考虑对二氧化碳的吸收,即增加碳汇。自然界通过植物的呼吸作用、生物的分解产生二氧化碳,同时通过光合作用消耗二氧化碳,达到自然界的碳平衡。目前最实用的增加碳汇的方法是建筑结合绿化,加强建筑绿化的功能性设计,利用植物的光合作用减少建筑碳排放总量。

        (8) 使用者的低碳生活方式也是发展低碳建筑的一个重要方面,主要从节电节气和回收等方面改变生活细节,降低建筑能耗。低碳生活方式是日本低碳社会的一个核心内容,其中的一些生活方式直接影响建筑能耗。例如日本环境省从2005 年起提出民众夏天穿便装,秋冬两季加穿毛衣的倡议;夏天要求男士不打领带,将空调温度由原先的26℃调到28℃,秋冬可调到20℃。据统计,仅夏天空调温度调高2℃一项,即可节能17%;如果换算成石油,日本全国每年可节约原油155 万桶。

        3 低碳建筑的控制与理念普及

        3.1 低碳建筑的控制

        低碳建筑的控制应当从项目全生命周期管理的角度出发,在项目立项、设计、建造及使用等各个阶段的管理中,遵循节能减排的原则。(1)项目前期立项阶段,由专业人员对节能目标进行设计,根据项目所在的环境条件,选择可再生能源的利用方式,确定建筑围护结构的性能指标、绿化方式等主要措施和控制指标,作为建筑设计的依据。(2)设计阶段是对方案的深化,必须在项目目标的指导下,深入设计,确定建筑围护结构构造,对建筑设备进行系统设计。(3)施工阶段是对设计的实施,严格控制质量,并根据绿色施工要求,编制施工方案。(4)在建筑使用阶段,通过低碳建筑主体及设备的合理使用和定期检修以保证其正常性能的发挥,同时需要使用者具有低碳生活的理念,采用低碳生活方式,例如减少水电消耗,分类处理回收固体垃圾,控制合理的室内温度等。(5)在建筑物的最后拆除阶段,和施工阶段相似,也应当对建筑拆除方式、拆除后的建筑材料回收和垃圾处理等方式进行低碳设计。

        3.2 低碳建筑理念的普及教育与专业教育

        从上述低碳建筑全生命周期的控制过程来看,低碳建筑理念要得到更多人的认识,并在建设和使用中加以贯彻,应当从大众领域的普及教育和建筑领域的专业教育两方面入手。一方面,低碳建筑的建设,由于前期技术和设备的投入的存在,其建造成本高于传统建筑,要使低碳建筑在高成本下得到使用者的认同,必须通过政府制定政策、大众媒体宣传、义务教育等方式,普及低碳理念,使低碳生活方式得以推广,使低碳建筑具有存在的市场基础。另一方面,在建筑领域内需要加强专业教育。目前,节能服务正逐渐成为一个新的行业。应在高校建筑、土木、能源、管理等相关专业开设低碳建筑技术课程,为低碳建筑行业的发展培养具有低碳理念、掌握低碳技术的专业人才。

        4 结语

        低碳文明是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大文明进步。在政府、企业与个人的共同参与和努力下,低碳建筑将会伴着可持续发展的步伐进入每一个人的生活,并对建筑业可持续发展、建筑经济增长、建造技术、建造方式等带来革命性变革。相信通过积极建设新的低碳建筑、将既有建筑改造成为低碳建筑,人类可以实现真正的建筑低碳甚至是"零碳"目标。

        [参考文献]

原文网址:http://www.fourtwentydesign.com/research/201208/15153.htm

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