低碳建筑研究進(jìn)展與工程應(yīng)用思考

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摘要:簡(jiǎn)述了低碳建筑的內(nèi)涵及工作機(jī)理，分析了低碳技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展與應(yīng)用情況，探討了低碳建筑在設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)，指出低碳建筑具有節(jié)能、環(huán)保、綠色、低排放等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)能源高效利用和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

關(guān)鍵詞:低碳建筑，節(jié)能減排，能耗，研究進(jìn)展

1概述

隨著可持續(xù)發(fā)展的呼聲高漲，全世界各國(guó)政府、相關(guān)機(jī)構(gòu)和組織正積極開(kāi)展低碳研究［1-4］。在這種大環(huán)境下，低碳建筑是近10年來(lái)提出的一種新概念，通常認(rèn)為低碳建筑是在滿足人類居住要求的同時(shí)，通過(guò)減少傳統(tǒng)能源的使用，提高能源利用效率，降低CO2排放量的建筑。低碳建筑在設(shè)計(jì)階段以及全壽命期內(nèi)對(duì)減少溫室氣體排放有著明確要求，其目標(biāo)是在建筑全壽命期內(nèi)節(jié)能減排，減少對(duì)氣候變化的影響。本文擬通過(guò)回顧總結(jié)低碳建筑的設(shè)計(jì)原理、研究進(jìn)展及在國(guó)內(nèi)外的工程應(yīng)用，探討了該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展前景。

2技術(shù)背景

2．1低碳建筑的內(nèi)涵

其目標(biāo)是在建筑全生命周期內(nèi)盡量節(jié)能減排，減少對(duì)氣候變化的影響。低碳建筑的內(nèi)涵要求建筑具備可持續(xù)發(fā)展特性，即在實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的同時(shí)，盡可能降低碳排放，以減少建筑對(duì)周圍環(huán)境的影響;此外，低碳建筑還要求與自然環(huán)境和諧共處，實(shí)現(xiàn)人類、自然和建筑的可持續(xù)發(fā)展。綜上，低碳建筑會(huì)在設(shè)計(jì)階段制定詳細(xì)的減排方案，而在建筑的各使用期內(nèi)會(huì)通過(guò)采用節(jié)能技術(shù)、回收再利用等手段減少碳排放，其能耗與排放均小于常規(guī)建筑。

2．2低碳建筑的特點(diǎn)

總體來(lái)說(shuō)，低碳建筑主要有4個(gè)特點(diǎn):節(jié)能、環(huán)保、綠色、低排放。與節(jié)能建筑和綠色建筑不同，低碳建筑的概念更廣，它考慮了建筑對(duì)環(huán)境的影響，也將低碳技術(shù)作為考量標(biāo)準(zhǔn)之一，盡可能使兩者在一定條件下達(dá)到最優(yōu)。由于低碳建筑不僅包括建筑自身，還與交通和市政配套等相關(guān)，因此，可認(rèn)為其包含了節(jié)能建筑與綠色建筑，相當(dāng)于它們的進(jìn)一步延伸。從設(shè)計(jì)理念上看，除了達(dá)到節(jié)能的目的，低碳建筑還將提高空氣質(zhì)量、增加居住的舒適性和安全性作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，最終使建筑與自然和諧共處，盡可能降低建筑對(duì)環(huán)境的影響。隨著低碳建筑研究的深入，其與節(jié)能建筑、綠色建筑的最終目標(biāo)反而更接近。由此可見(jiàn)，低碳建筑相當(dāng)于建筑領(lǐng)域的一次新革命，其意義已經(jīng)遠(yuǎn)超節(jié)能、綠色等目的，最終形成可持續(xù)發(fā)展要求的設(shè)計(jì)理念。

3低碳建筑在國(guó)外的研究進(jìn)展與工程應(yīng)用

近幾十年來(lái)，英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家在節(jié)能減排相關(guān)方面的工作一直處于領(lǐng)先地位。從政策和法規(guī)上看，英國(guó)在2007年公布了《氣候變化法案》草案，承諾了2020年以及2050年的溫室氣體減排目標(biāo)，2年后，英國(guó)又了《英國(guó)低碳轉(zhuǎn)換計(jì)劃》，該計(jì)劃涵蓋全國(guó)土木、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，表明該國(guó)開(kāi)始向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型;在美國(guó)，政府在2003年的政府文件《能源部能源戰(zhàn)略計(jì)劃》中提出未來(lái)要進(jìn)一步提升能源利用率，此外，美國(guó)還在各個(gè)州采用減稅的形式支持低碳建筑的發(fā)展;德國(guó)在2002年制定了建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)《能源節(jié)約法》，對(duì)國(guó)內(nèi)所有節(jié)能材料和設(shè)施均作出統(tǒng)一規(guī)定和節(jié)能要求，新法規(guī)可使能耗較之前的規(guī)定進(jìn)一步降低約30%;在日本，節(jié)能減排已經(jīng)形成了完善的體系，降低能耗甚至覆蓋到節(jié)能管理工作中，且政府會(huì)對(duì)節(jié)能減排效果進(jìn)行跟蹤。除上述國(guó)家外，其他歐美國(guó)家也有使用一些節(jié)能減排手段來(lái)建造低碳建筑并與節(jié)能減排經(jīng)驗(yàn)豐富的國(guó)家合作。從節(jié)能技術(shù)上看，英國(guó)主要運(yùn)用常規(guī)節(jié)能技術(shù)和創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，前者從外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和新能源利用出發(fā)，主要利用節(jié)能材料、設(shè)施、清潔能源等實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，后者從智能角度對(duì)傳統(tǒng)電器進(jìn)行改造，制造出智能空調(diào)、綠色洗衣機(jī)、節(jié)能燈等;美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家則將節(jié)能技術(shù)劃分為建筑本體的節(jié)能、建筑設(shè)備的節(jié)能和建筑熱環(huán)境的節(jié)能，其實(shí)質(zhì)和英國(guó)的節(jié)能技術(shù)劃分基本相同。

4低碳建筑在中國(guó)的研究進(jìn)展與工程應(yīng)用

在哥本哈根世界氣候大會(huì)上，中國(guó)向世界承諾2020年的能耗減排量將比2005年的進(jìn)一步減少約40%。在政策上，我國(guó)當(dāng)前有兩部關(guān)于節(jié)能減排的法律:《節(jié)約能源法》和《可再生能源法》。此外，國(guó)家和地方均頒布了許多法規(guī)和鼓勵(lì)性政策，對(duì)部分建筑進(jìn)行了強(qiáng)制規(guī)定和采取了相應(yīng)的懲處措施。隨著科技發(fā)展與深化合作，我國(guó)在建筑節(jié)能領(lǐng)域有了長(zhǎng)足的發(fā)展?？萍己扛叩募夹g(shù)主要有以下方面:1)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與智能控制技術(shù)相結(jié)合。這項(xiàng)技術(shù)從控制角度出發(fā)，能極大提高能源的利用率從而減少能源的消耗;2)熱泵應(yīng)用技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)質(zhì)在于采用少量電能來(lái)完成熱量的轉(zhuǎn)移，其利用對(duì)象為水熱源和空氣源。如能量樁技術(shù)，通過(guò)在樁身布置一定數(shù)量和長(zhǎng)度的地埋管，利用電能循環(huán)液從地表流向深層并返回地面，由于地表以下一定深度的土層溫度較穩(wěn)定，基于換熱條件，夏天可降低循環(huán)液的溫度，冬天可提高循環(huán)液的溫度，再輔以空氣壓縮技術(shù)，則可完全實(shí)現(xiàn)建筑的制冷和供熱，同時(shí)保證環(huán)境的清潔;3)變頻空調(diào)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)實(shí)質(zhì)在于根據(jù)電量負(fù)荷變化智能調(diào)節(jié)送風(fēng)量，該技術(shù)可大幅降低風(fēng)機(jī)動(dòng)力以達(dá)到降低能耗的目的;此外，空調(diào)余熱回收技術(shù)、熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、太陽(yáng)能熱利用技術(shù)等也已經(jīng)在建筑中使用［5-8］。

5結(jié)語(yǔ)

本文介紹了低碳建筑的研究背景、設(shè)計(jì)原理以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和工程應(yīng)用。低碳建筑是一種新興產(chǎn)業(yè)，盡管相關(guān)法規(guī)和政策還有待進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，但隨著科技進(jìn)步以及國(guó)家、政府的推動(dòng)，低碳建筑未來(lái)必定會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

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作者：王杰妮1 史曉冬2 單位：1.江蘇省江南建筑技術(shù)發(fā)展總公司 2.江蘇建科建設(shè)監(jiān)理有限公司