摘要：本文著重闡述了可持續建筑的低碳設計倡議，包括5個獨立的策略，其中以高效能源管理系統為核心，同時包括針對暖通空調系統與照明系統的節能技術手段、可再生能源技術與建筑一體化設計手段，同時強調了非技術層面的意識提升與行為轉變的作用，以及碳抵償措施的實施建議。

　　關鍵詞：可持續建筑,能源管理系統,意識提升,碳抵償措施

　　0引言

　　2011年，十一屆全國人大四次會議審議通過“十二五”規劃綱要，把資源節約和環境保護工作放在更加突出的位置，將“綠色發展，建設資源節約型、環境友好型社會”單獨列作一篇，明確了“十二五”時期要實現能耗強度下降16%、二氧化碳排放強度下降17%等約束性目標。推之于建筑領域，目前我國建筑能耗約占社會總能耗的30%左右，在經濟增長、人口增長的大背景下，商業建筑、民用住宅的能源需求持續增長，與之相關的能源消耗、碳排放都將顯著增加，除非能有一個大改變以遏制此趨勢，否則將無法實現節能、減排的約束性目標。

　　1建筑節能的法律法規和設計標準

　　近年來，我國的建筑節能立法與標準逐漸在完善，現行的主要法律法規、國家標準主要有：

　　(1)《中華人民共和國節約能源法》，1997年11月1日通過，2007年10月28日修訂;(2)《中華人民共和國建筑法》，1997年11月1日通過，自1998年3月1日起施行;

　　(3)GB T50378—2006《綠色建筑評價標準》;

　　(4)GB 50189—2005《公共建筑節能設計標準》;

　　(5)GB 50411—2007《建筑節能工程施工質量驗收規范》;

　　(6)GB 50034—2004《建筑照明設計標準》;

　　(7)《民用建筑節能條例》。

　　2005年7月，GB 50189—2005《公共建筑節能設計標準》開始實施，要求所有的新建、改建類公共和商業建筑，與20世紀80年代的同類建筑的能耗基準相比，必須達到50%的能耗減少量。2008年3月，中華人民共和國建設部正式更名為中華人民共和國住房和城鄉建設部(簡稱住建部)。同年10月1日，與建筑能源使用相關的《民用建筑節能條例》開始實施，但條目為概括形式。

　　2可持續建筑的定義發展

　　可持續建筑沒有統一的定義，環保、生態、節能、綠色、生物和氣候適應性建筑，都被認為是可持續建筑的實現途徑。所有可持續建筑的實現途徑都關注兩大方面：一即“建筑設計需從根本上考慮與自然環境的關系，及對自然環境的影響”，二即“需減少建筑運行過程對石油燃料的依賴性”。

　　3可持續建筑的低碳設計倡議

　　為了實現節能和減排的雙重目標，一種綜合性的可持續建筑發展倡議呼之欲出。此種倡議并不僅僅聚焦于技術層面，同時強調了高效能源管理和行為轉變在建筑節能領域中的作用，而這兩點通常在中國的建筑行業被忽略。在國家法律、條例和標準之外，可采用5個獨立的策略，以實現建筑的低碳可持續發展。

　　3.1高效能源管理系統

　　高效能源管理系統是整個低碳設計倡議的核心，應該包括技術層面和非技術層面。技術層面涉及能源管理網絡、能源運行數據的收集和分析等;非技術層面需要解決能源管理與建筑用戶之間的關系。使用能源管理系統，通過對能耗數據的分析，有效監管建筑運行過程，對節能設備安裝的推動，建筑用戶意識的提升，以及可再生能源的利用都有積極的影響。

　　3.1.1能源管理網絡

　　建筑能源管理系統由一系列的技術組成。從相對簡單呆板的閉環控制，到專門為建筑單體或建筑群體設計的復雜數據檢測、儲存和交換系統等。比如CISCO研發的新興智能互聯建筑解決方案CiscoNetwork Building Mediator系列，可以對所有耗能設備分配IP地址，通過一個中央系統遠程遙控供熱、通風和制冷系統(HVAC)、照明系統、供電系統、安保系統等，將整幢建筑連接成一個智能網絡[3]。通過將能源測量裝置、溫度和照明傳感器與建筑能源管理系統相連，即時監測能耗信息，并利用自動糾錯軟件修正誤操作。

　　3.1.2能源運行數據的收集和分析

　　單純依賴于國家統一安裝的電表讀數是不夠的，因為普通電表并不記錄測量日期和測量時間點，僅為估計讀數。所以我們需要一個完備的能源計量系統，進行實際能耗的定期記錄。記錄時，所有能耗數據需固定在同一個標準的讀數時間，即為同一周、同一天的相同時刻。根據收集的能源數據，進一步進行數據分析。如果建筑內部有良好的控制系統，建筑的供熱、制冷系統能耗應與外部環境溫度成比例。比如在供熱日內，隨著外部溫度升高，能耗應下降。如果供暖、制冷控制到位，則數據應分布在能耗趨勢線附近;若數據離散，則說明控制差;若能耗偏離趨勢基線很多，說明供熱設備存在故障。

　　如果將能源數據的使用情況和分析結果通過網絡在電腦顯示器或者電視的終端方式顯示出來，告知使用者他們的使用方式與使用情況，能夠對人們的行為產生影響。

　　3.1.3能源管理組織機構

　　一個完備的能源管理機構，應該明確機構中從高級經理，到能源管理人員，到核心能源團隊，再到低層職員的各級別人員，并在整個建筑運行過程中，為如何實現更好的能源運行目標，提供明確、綜合的指導與培訓。

　　3.2低碳節能技術手段

　　建筑供暖、通風、制冷、空調系統(即HVAC系統)和照明系統，占了建筑總能耗的絕大比例。低碳節能技術手段也聚焦于此，在維持建筑的熱平衡、保證照明舒適度的同時，采用現代先進科技和創新型產品，降低建筑能耗。

　　3.2.1維持建筑熱平衡

　　在建筑設計過程早期，應將當地氣候條件、太陽高度角、采光條件等考慮入設計概要中。建筑從屋頂、外墻到窗戶可應用智能玻璃立面、建筑遮陽設備、創新型隔熱產品等先進技術與材料，降低整個建筑的屋頂、外墻、窗洞等傳熱系數，從而減少住戶用于取暖和消暑的電費支出。

　　3.2.2照明設備與控制系統

　　照明設計應符合建筑照明標準的相關規定，使用高效節能的光源與燈具，并根據使用者的實際需求，設置適當的環境照明和任務照明。采用時控、光控或者智能控制器進行調光，在一個空間內依據用戶的需求與喜好，創造不同的場景，適應多功能的用途。智能調光系統在保證光環境舒適宜人的同時，也能提高用戶的工作效率，同時，最大限度地節省使用燈光，節省電力消耗，充分展示在照明運行環節最大限度挖掘節能減排的潛力。

　　3.3可再生能源技術與建筑一體化設計

　　可再生能源技術與建筑一體化設計，即將建筑的使用功能與可再生能源的利用有機地結合在一起，形成多功能的建筑構件，使得建筑各部分的功能協調統一，達到令人滿意的節能和使用效果。如今，光熱建筑一體化、光伏建筑一體化、風能建筑一體化等技術，在建筑中的應用也越來越廣泛。但從目前來看，這些技術大多更適于整合于新建建筑中，而用于已建建筑的改造，還亟須技術改進。

　　3.3.1光熱建筑一體化

　　太陽能熱水器是目前我國太陽能熱利用的主要形式。除此之外，還可以將太陽能轉化后的熱能利用于制冷與空調，包括太陽能吸收式制冷、太陽能除濕式制冷、太陽能吸附式制冷等。但由于太陽能集熱器占地較多，在推廣中難免受到一些限制。

　　太陽能集熱器是太陽能轉化為熱能系統的重要組成部分，也是一體化設計中的重點內容。建筑設計需將太陽能集熱器作為建筑的組成元素，與建筑有機結合，保持建筑統一和諧的外觀，并與周圍環境相協調。在保證集熱效果的前提下，太陽能集熱器的設計安裝有著多種方式，包括在建筑屋面(平、坡屋面)、陽臺攔板、建筑立面等。其中，太陽能集熱器設置在平面屋頂上是最為簡單易行的設計方法，其優點是安裝簡單，可放置的集熱器面積相對較大，且可以調整集熱器的朝向，對于東西朝向的建筑極為便利。而太陽能集熱器設置在建筑外立面上會使建筑有一個新穎的外觀，能彌補屋面(尤其是坡屋面)上集熱器面積及安裝角度受限的缺陷。

　　3.3.2光伏建筑一體化

　　新建建筑采用光伏建筑一體化，可以達到更好的節能和碳減排效果。通過太陽能電池板將太陽能轉化為直流電能，再通過逆變器將直流電能轉換成交流電能，就能成為絕大多數家用電器的電能來源。但在實際應用上，將太陽能轉化為電能的太陽能電池片轉換效率目前僅為15%左右，即使采用聚光技術的電池片，最高轉換效率也只能達到35%左右。而許多辦公設備(比如筆記本電腦、打印機等)，又要將交流電源轉換成直流電源，能量損失最高可達50%[6]。事實上，大多數電氣設備，包括照明設備，都能依靠直流電有效工作而不需要交流電源。鑒于此，更多地使用直流分配網絡(DC distribution networks)，可減小不必要的能量轉換，提高可再生技術的經濟效益。

　　3.3.3風能建筑一體化

　　風能建筑一體化發電效率高、成本較低。小程機器，其應用價值還有爭議，而中程機器(5～50 kW)，若裝置適當(如成為新型建筑或高層建筑的一部分)，則貢獻巨大。比較典型的例子如2007年6月竣工的巴林世貿中心(WTC)，3個巨大的風力渦輪螺旋槳按照獨特的空氣動力學安裝到建筑中，每個直徑長達29m，每次工作，這3個巨大的螺旋槳大約能給大樓提供11%～15%的電力，足夠給300個家庭用戶提供1年的照明用電。

　　3.4意識提升與行為轉變

　　在很多情況下，意識提升對于實現節能和碳減排的目標，有著極大的促進作用，既節約成本，又行之有效。日本政府曾發起知名的“Cool Biz”運動，倡導上班族在夏季改掉正裝裝束，穿短袖襯衫上班，來節省空調費用，幫助改善環境，帶來了一定的節能效益。

　　可持續建筑的擴展，需要利用政府立法和企業政策的影響力，提升建筑用戶的意識，促使行為轉變以實現節能。比如鼓勵建筑用戶，當離開房間的時候，關閉不必要的照明和電器設備，可以有效地減少電能消耗。又比如，在中國很多的商業建筑中，有近50%的能量用于供熱和制冷需求。如果在任何一座建筑中調整1℃的室內溫度變化，可在建筑年度能耗中，帶來非常可觀的節能效果。

　　3.5碳抵償措施

　　碳抵償，即人們計算自己日常活動直接或間接制造的二氧化碳排放量，并計算抵消這些二氧化碳所需的經濟成本，然后付款給專門企業或機構，由他們通過植樹或其他環保專案、可再生能源工程等方式，抵消大氣中相應的二氧化碳量。

　　建筑節能領域可以考慮推動碳抵償措施的實現。建筑在采取了高效能源管理、節能技術應用以及可再生能源利用等措施后，可以針對建筑全壽命期間的碳排放量進行合理的評估，采取一定的碳抵償措施，以實現更為顯著的碳減排效果。但值得注意的是，碳抵償仍舊富有爭議，自愿減排項目不僅缺乏統一認證標準，客觀上造成認證、監測的難度，還無法保證其真正實現項目所在地社區的可持續發展。因而，應該在前述措施都已有效開展后再考慮碳抵償措施。

　　4結語

　　為了實現節能和減排的雙重目標，可持續建筑的低碳設計倡議不僅僅聚焦于高效能源管理系統，暖通空調系統與照明系統的節能技術手段，以及可再生能源技術與建筑一體化設計，同時強調了意識提升與行為轉變在建筑節能中的作用，鼓勵政府或企業框架下的政策激勵手段。鑒于碳抵償本身尚缺乏認證、監測透明度，應在前述4種措施完成后再求助于小量的碳抵償措施。

　　參考文獻：

　　[1]詹慶旋.低碳照明展望[J].低碳照明,2010,(14):8-11.

　　[2]李元普,王曄華.淺析可再生能源在建筑節能一體化中的應用探索.

　　[3]地暖月刊,2010,(1057):50-51.