摘要：相關(guān)資料表明：我國建筑方面所消耗的能量約占社會(huì)總消耗能量的百分之三十，隨著我國經(jīng)濟(jì)、人口的持續(xù)快速增長，與商業(yè)建筑和民用住宅相關(guān)的能源消耗、碳排放都在明顯增加，在這種嚴(yán)峻形勢(shì)下，提出環(huán)保、生態(tài)、節(jié)能、綠色、生物和氣候適應(yīng)性建筑，都是可持續(xù)建筑的有效實(shí)現(xiàn)路徑。本文對(duì)可持續(xù)建筑的低碳設(shè)計(jì)的整體思路進(jìn)行了探討，并提出了碳抵償措施的實(shí)施建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)建筑；能源管理；低碳節(jié)能；建筑一體化

可持續(xù)發(fā)展的思想主要體現(xiàn)在既能滿足當(dāng)代人的需求，又不對(duì)后代人滿足其需求的能力構(gòu)成危害的原則。所謂可持續(xù)建筑，目前為止還沒有統(tǒng)一的地定義，其設(shè)計(jì)理念的實(shí)現(xiàn)途徑主要是從生態(tài)方面著手。即“建筑設(shè)計(jì)需從根本上考慮與自然環(huán)境的關(guān)系，及對(duì)自然環(huán)境的影響”，二即“需減少建筑運(yùn)行過程對(duì)石油燃料的依賴性”。此種理念并不只是局限于技術(shù)方面，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了高效能源管理和行為轉(zhuǎn)變?cè)诮ㄖ?jié)能領(lǐng)域中的作用，因此，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排的雙重目的，一種綜合性的可持續(xù)建筑建筑設(shè)計(jì)手法應(yīng)運(yùn)而生。

1 高效能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

高效能源管理系統(tǒng)在低碳建筑設(shè)計(jì)中占著最重要的位置，包括技術(shù)和非技術(shù)兩方面。技術(shù)方面主要包括能源管理網(wǎng)絡(luò)、能源運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集和分析等；非技術(shù)層面需要解決能源管理與建筑用戶之間的關(guān)系。運(yùn)用能源管理系統(tǒng)有效地對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并監(jiān)督管理建筑實(shí)施過程，對(duì)節(jié)能設(shè)備的安裝和建筑用戶意識(shí)的提高有著積極的作用，直接促進(jìn)了可再生能源的利用。

（1）能源管理網(wǎng)絡(luò)

建筑能源管理系統(tǒng)包括從相對(duì)簡單呆板的閉環(huán)控制，到特定為建筑單體或建筑群體設(shè)計(jì)的復(fù)雜數(shù)據(jù)檢測(cè)、儲(chǔ)存和交換系統(tǒng)等。經(jīng)過把能源測(cè)量裝置、溫度和照明傳感器與建筑能源管理系統(tǒng)相連接，按時(shí)監(jiān)測(cè)能量消耗信息，并利用自動(dòng)糾錯(cuò)軟件修正誤操作。

（2）能源運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析和采集

緊緊地只國家統(tǒng)一安裝的電表來讀數(shù)還有一定的局限性，原因是普通電表只局限于估計(jì)讀數(shù)沒有記錄測(cè)量日期和測(cè)量時(shí)間點(diǎn)的功能。這就要求我們需求一個(gè)多功能更加完善的能源計(jì)量系統(tǒng)來進(jìn)行能耗的按時(shí)記錄。在記錄時(shí)的同時(shí)所有能耗數(shù)據(jù)需設(shè)定同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的讀數(shù)時(shí)間，根據(jù)收集到的資料具體的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。假設(shè)建筑內(nèi)具備良好的控制系統(tǒng)，建筑的供熱和制冷系統(tǒng)能耗應(yīng)與外部環(huán)境溫度成比例。例如，在供熱的時(shí)候，能耗隨著外部溫度升高而下降。如果數(shù)據(jù)比較分散則表明控制差；如果能耗偏離趨勢(shì)基線比較多，則表明了供熱設(shè)備出現(xiàn)了問題。假如供暖和制冷控制合理到位，那么數(shù)據(jù)在能耗趨勢(shì)線周圍。

2 低碳節(jié)能技術(shù)手段

低碳節(jié)能技術(shù)方面主要體現(xiàn)在建筑供暖、通風(fēng)、制冷、空調(diào)系統(tǒng)(即HVAC系統(tǒng))和照明系統(tǒng)，在維持建筑的熱平衡等一些列情況下，運(yùn)用現(xiàn)代高科技手段和新型產(chǎn)品，降低建筑物的能量消耗，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）維持建筑熱平衡

在建筑設(shè)計(jì)前期，要把本地氣候因素、陽光照射角度、采光因素等考慮入設(shè)計(jì)中。從建筑物的屋頂、外墻到窗戶盡可能采用智能玻璃立面、高新技術(shù)隔熱產(chǎn)品等，從而以達(dá)到降低整個(gè)建筑物的外圍墻體的傳熱系數(shù)，以降低用戶取暖和消暑的電能消耗。

（2）照明設(shè)備與控制系統(tǒng)

照明設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照建筑照明標(biāo)準(zhǔn)的來執(zhí)行，使用高效節(jié)能用電設(shè)備和燈具，并從使用者的角度出發(fā)，合理安排環(huán)境照明和任務(wù)照明的設(shè)置。采用聲控或光控等智能控制設(shè)備進(jìn)行調(diào)光，智能調(diào)光系統(tǒng)在確保舒適宜人的光環(huán)境的同時(shí)，盡最大的限度減少電能浪費(fèi)，充分體現(xiàn)在照明運(yùn)行過程中，挖掘節(jié)能減排的最大潛力。

3 可再生能源技術(shù)與建筑一體化設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)意圖主要體現(xiàn)在將建筑的使用功能與可再生能源的利用兩方面，只有將兩方面有機(jī)地結(jié)合形成多功能的建筑構(gòu)件，使建筑物各部分的功能相協(xié)調(diào)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。但是，就現(xiàn)在的情況可發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)比較適合新建建筑中，而對(duì)已有建筑物的改造方面，技術(shù)還需進(jìn)一步提高。

（1）光熱建筑一體化

太陽能集熱器是太陽能轉(zhuǎn)化為熱能系統(tǒng)重要構(gòu)件，光熱建筑一體化設(shè)計(jì)則主要是將太陽能集熱器作為建筑的一部分，并考慮到周圍環(huán)境的因素與建筑和諧統(tǒng)一的結(jié)合在一起。在確保集熱效果的同時(shí)，有多種方式可對(duì)太陽能集熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)用，包括在建筑屋面和陽臺(tái)攔板等?？梢哉f，最基礎(chǔ)是太陽能集熱器在平面屋頂上的安裝，既簡單又安全，在安裝的過程中集熱器接觸面較大，并且方向也可以適當(dāng)調(diào)配，以東西方向最佳。相反如果太陽能集熱器是安裝在建筑外立面上就陷得較為困難但是這樣做的有點(diǎn)表現(xiàn)在其外觀上，給人一種視覺的美感，也間接解決屋面上集熱器面積及安裝角度受限的問題。

（2）光伏建筑一體化

新建建筑在操作時(shí)運(yùn)用的是光伏建筑合二為一，這樣不僅有利于節(jié)能而且還可以減少碳排放量。運(yùn)用太陽能電池板使太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔?，最終通過逆變器完成直流電能與交流電能的轉(zhuǎn)變，從而獲取日常生活中所使用的電能?？偠灾?，相當(dāng)數(shù)量的電氣設(shè)備，例如電燈，可以采用直流電來代替交流電完成工作。綜上所述，直流分配網(wǎng)絡(luò)的大量使用(DCdistributionnetworks)，不僅可以縮小能量配置，還可以加強(qiáng)可再生技術(shù)。試換種思維模式，當(dāng)今采用的太陽能電池板發(fā)電與傳統(tǒng)的煤炭發(fā)電相比較其價(jià)格還是相對(duì)較高的。試想如果可以使電能價(jià)格調(diào)低，就會(huì)使光伏產(chǎn)品在建筑發(fā)電方面的有點(diǎn)發(fā)揮的淋漓盡致。因?yàn)樘柲茈姵匕迳a(chǎn)量和生產(chǎn)技術(shù)的提高也就影響了光電轉(zhuǎn)換率最終導(dǎo)致太陽能電池板價(jià)格降低。當(dāng)下的最主要的研發(fā)對(duì)象是傳統(tǒng)晶硅電池片的替代品研究，運(yùn)用不同基質(zhì)材料(比如薄膜聚化物)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致CIGS等各類低成本電池片的使用率逐漸加強(qiáng)。同一時(shí)間，建筑集成所使用的特殊方法——光伏組件雙面玻璃的封裝盛行起來，為建筑商將光伏組件直接組成玻璃幕墻，擴(kuò)大電池片覆蓋建筑的面積，因而為提高電量輸出做出了新的構(gòu)想和展望。

（3）風(fēng)能建筑一體化

風(fēng)能建筑一體化發(fā)電的特點(diǎn)是低成本高效率。小程機(jī)器，在價(jià)格定位上仍有歧義，而中程機(jī)器(5～50kW)，如果能夠科學(xué)合理的配置，那么其貢獻(xiàn)不可忽視。其中最為突出的事例是2007年6月竣工的巴林世貿(mào)中心(WTC)，3個(gè)巨大的風(fēng)力渦輪螺旋槳按照獨(dú)特的空氣動(dòng)力學(xué)安裝到建筑中，每個(gè)直徑長達(dá)29m，每次工作，這3個(gè)巨大的螺旋槳大約能給大樓提供11%～15%的電力，足夠給300個(gè)家庭用戶提供1年的照明用電。

4 碳抵償措施

碳抵償，也就是所謂的日常生活中CO2的排放量，并對(duì)其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)成本相互協(xié)調(diào)，最后支付給專業(yè)部門，運(yùn)用植樹、環(huán)保專案、可再生能源工程等方法，減少空氣中CO2的排放量。日常建筑施工中因?yàn)槭褂昧烁咝茉垂芾砑肮?jié)能技術(shù)等方法，能夠有效的分析和檢測(cè)建筑全壽命期間的碳排放量，運(yùn)用適當(dāng)?shù)奶嫉謨敶胧固紲p排能夠更好的進(jìn)展。需要考慮的是，對(duì)碳抵償策略意見不一，自愿減排項(xiàng)目沒有明確的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，從而使認(rèn)證、監(jiān)測(cè)等的實(shí)施在間接上受到阻礙，而不能從根本上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)建筑的低碳設(shè)計(jì)。綜上所述，我們必須使上述措施都得到完善后再對(duì)碳抵償措施進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究。

5 結(jié)語

基于對(duì)節(jié)能和減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可持續(xù)建筑的低碳設(shè)計(jì)一方面要做到高效能源管理另一方面還要做到暖通空調(diào)管理和照明管理等，最重要的是要處理好可再生能源技術(shù)和建筑一體化之間的關(guān)系，總之，在做到以上方案的同時(shí)還要加強(qiáng)社會(huì)成員的個(gè)人意識(shí)及個(gè)人行為，政府和企業(yè)應(yīng)該采取獎(jiǎng)懲分明的方式進(jìn)行監(jiān)督管理，更好的為可持續(xù)建筑的低碳設(shè)計(jì)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]武德俊。將低碳理念融入建筑創(chuàng)意——全國大學(xué)生綠色建筑創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽落幕[J]。節(jié)能與環(huán)保，2011，(12)

[2]王帥。中國北方太陽能宜居住宅設(shè)計(jì)探索——2011臺(tái)達(dá)杯國際太陽能建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品《光波》解析[J]。建筑技藝，2011，(Z5)

3]梁恩樹，郭強(qiáng)力。我國建筑業(yè)的現(xiàn)狀及低碳建筑設(shè)計(jì)探討[J]。漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，(5)