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【摘要】对低碳背景下建筑节能改造适用技术进行了研究。提出了低碳建筑的内涵及模型，探讨了低碳城市背景下既有建筑节能改造适用技术和选择策略，分析了建筑领域适用技术的实施途径及节能潜力。
【关键词】低碳城市；建筑节能；适用技术
气候变暖的危机严重影响着人类的生存与发展，已成为亟需面对的重要挑战。哥本哈根气候大会的举行，旨在寻求减少碳排放以解决全球气候变暖问题的途径。
低碳背景下开展城市建筑节能改造不仅需要政策引导与经济激励，最根本的是提升低碳建筑节能适用技术的意识和能力。本文以低碳城市和建筑节能为研究背景，分析低碳建筑的内涵及评价模型，探索低碳城市建筑节能改造技术理论与选择策略。
1 低碳城市建筑节能
城市是CO2的高排放地区。与发达国家相同的是，中国的城市化进程具有明显的高能源消费、高排放的特征；不相同的是，发达国家城市化已享受了廉价的能源和温室气体历史排放成果，经历了先污染后治理的过程。中国过去的粗放型和高能耗的城市化模式使赖以生存的江河湖海、空气土壤等环境质量日益恶化，有限的环境容量已无法承受旧模式的无限扩张。此外，能源的高消耗也使得中国能源对外依存度越来越高，面临着更多的外部制约。
1.1 低碳建筑内涵
低碳城市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，实现可持续发展的城市模式。实质是清洁能源开发、能源高效利用、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发展观念的根本性转变。低碳建筑指在建材制造、施工建造和建筑物使用的全生命周期内，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调的建筑模式。
1.2 低碳建筑模型
低碳建筑模型的制定应首先确定制约建筑碳排放的影响因素。单位居住建筑面积能耗变化幅度很小，单位公共建筑碳排放量逐年下降，但建筑规模增长造成的反弹效应使碳排放总量不断上升。因此，制约建筑碳排放的因素为建筑规模、单位建筑面积的能耗及建筑使用中单位能耗的CO2排放量指标，同时还取决于建筑使用中可再生能源对传统能源的替代率。
2 城市建筑节能适用技术策略
中国应该坚持科学发展观，探索一条有中国特色的建筑节能新途径，扭转过去过度强调人自身的舒适要求，忽略能源消耗和环境影响的观念，坚持两者并重，实现可持续发展。
2.1 结合建筑使用功能
建筑物类型、功能以及规模的不同对能源需求有显著影响，不同建筑的能耗降低途径也有所区别。建筑节能技术的选择具有针对性，是保证节能效果的前提。民用建筑应注意围护结构的节能，而大型公共建筑除了注重围护结构的节能外，还应注重暖通空调设备及输配系统的节能。提倡建设低能耗建筑来降低不合理的能源消耗，建筑节能技术的选择要考虑其适用的对象特征。
2.2 重视环境区域特点
不同地区的自然环境的差别和经济、文化、习性等不平衡性，使得节能技术具有浓厚的区域特色。为了更好的建筑节能，在规划建筑布局和形态时要根据所在区域来合理规划，考虑区域与节能技术的最佳结合。在技术适用过程中要因地制宜，发挥地区的特点和优势，对引进的技术进行修整，使之真正成为该区域的适用技术。
2.3 具有良好经济效益
节能改造会使投资增加，增加的幅度与节能技术密切相关。建筑节能适用技术要处理好经济合理性与技术先进性之间的关系，努力寻求技术与经济的最佳结合点。在建筑节能领域，存在投资者对建筑节能改造或投入的投资收益预期小于节能所增加的投入，不仅会增加经济负担，而且会增大技术应用的风险，甚至会直接影响建筑节能的效果。
2.4 有利资源环境保护
应用建筑节能技术的目的是降低建筑物的能源消耗，解决不合理的建筑节能技术所引起的能源危機。充分利用可再生能源、新能源等能源，从而为改善环境做出相应的贡献，实现与自然界的良性循环和持续协调发展。因此，建筑节能技术的选择不能仅仅关注其带来的节能效果，还应评估其对环境的影响。
3 低碳建筑关键技术与发展模式
低碳城市的关键在低碳建筑，低碳建筑的关键在于保持良好的生态。充分利用建筑风水，合理设计建筑形态和围护结构，利用自然能源减少建筑能源需求。当前，建筑节能的主要矛盾是公共建筑节能，其次是住宅、工业建筑。
低碳建筑不能以牺牲人的舒适和健康为代价，否则节能减排便失去了意义。解决途径有：通过开发利用可再生能源及节能建材等途径降低建筑能耗的需求；提高能耗系统的效率，降低终端能源使用量。低碳建筑领域的主要发展趋势如下：
3.1 优化建筑设计
建筑造型及形式对建筑物能源消耗性能有决定性的影响，直接决定了建筑本体与室外环境的换热量、通风状况以及自然采光程度，不同的建筑设计会造成碳排放的巨大差别。建筑物是复杂系统，各方面因素相互影响，需开展建筑节能优化设计。
3.2 应用新型墙材
夏热冬冷地区既有保证夏季隔热，又要兼顾冬天保温的要求。南方湿热地区在春末夏初季节易产生地面泛潮现象，夏热冬暖地区主要考虑夏季的隔热，要求围护结构白天隔热效果好，晚上内表面温度下降快。因此要求及时地通风除湿等。开发出新的围护结构部件，兼顾不同气候区保温隔热、通风等复合需求，同时降低能源消耗，是实现建筑节能的基础技术。
3.3 开发绿色能源
减少建筑能源总需求量的同时，低碳城市建设过程中应该大力开发利用可再生能源与新能源，实现规模化集成化，从而减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。在节能能源、保护环境方面，新能源的利用，包括太阳能、地热能、风能、生物质能等，均起至关重要的作用。
3.4 利用高效热泵
通过热泵技术提升低品位热能的温度是低密度建筑能源供应系统降低能耗的重要途径，是低碳建筑节能技术发展的重点之一。由于热泵在夏季可以制冷，在既有夏季制冷、又有冬季采暖需求的地方，利用热泵作为建筑的冷热源系统，并不一定增加投资。通过高效热泵技术如能解决三分之一建筑的采暖，将大大缓解目前采暖与能源消耗、采暖与环境保护之间的现实矛盾，实现高效的电驱动采暖。
3.5 降低输配能耗
在大型公共建筑能耗中60%-75%被输送和分配冷热量的风机水泵所消耗，系统普遍处于“大流量、小温差”的运行状态，这是导致建筑能耗过高的主要原因之一。这部分能耗可降低50%-70%，降低输配能耗是低碳建筑节能尤其是公共建筑节能潜力最大部分。通过调节风机水泵工况，使其与现有管网相匹配，实现高效工作，是对风机水泵和管网技术的挑战。
3.6 联供热电冷
热电冷联供是通过燃气或燃油同时解决建筑物内供电、供热和供冷的需求，可实现大型建筑自行发电，提高了局域用电的可靠性，还降低了输配电负荷，减少了输电损失，但存在发电效率低和氮氧化物排放等问题。
3.7 发展绿色照明
由于照明用电为建筑物用电量的30%-60%，节约照明用电对建筑节能有重大意义。降低照明用电的途径包括：发展高效光源，采用高效灯具和改进照明控制等。目前荧光灯高效节能灯已广泛普及，国外普遍看好的发展方式是LED光源。它比目前节能灯效率更高，发光光谱可在大范围选择，使用寿命大大延长。
参考文献
[1] 江亿. 我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J]. 暖通空调, 2005, 35(5): 30-40
[2] 蔡伟，张丽娜，巩学梅，等. 典型采暖地区农村住宅太阳能采暖的可行性分析[J]. 宁波工程学院学报, 2008, 20(4): 34-37
【关键词】低碳城市；建筑节能；适用技术
气候变暖的危机严重影响着人类的生存与发展，已成为亟需面对的重要挑战。哥本哈根气候大会的举行，旨在寻求减少碳排放以解决全球气候变暖问题的途径。
低碳背景下开展城市建筑节能改造不仅需要政策引导与经济激励，最根本的是提升低碳建筑节能适用技术的意识和能力。本文以低碳城市和建筑节能为研究背景，分析低碳建筑的内涵及评价模型，探索低碳城市建筑节能改造技术理论与选择策略。
1 低碳城市建筑节能
城市是CO2的高排放地区。与发达国家相同的是，中国的城市化进程具有明显的高能源消费、高排放的特征；不相同的是，发达国家城市化已享受了廉价的能源和温室气体历史排放成果，经历了先污染后治理的过程。中国过去的粗放型和高能耗的城市化模式使赖以生存的江河湖海、空气土壤等环境质量日益恶化，有限的环境容量已无法承受旧模式的无限扩张。此外，能源的高消耗也使得中国能源对外依存度越来越高，面临着更多的外部制约。
1.1 低碳建筑内涵
低碳城市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，实现可持续发展的城市模式。实质是清洁能源开发、能源高效利用、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发展观念的根本性转变。低碳建筑指在建材制造、施工建造和建筑物使用的全生命周期内，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调的建筑模式。
1.2 低碳建筑模型
低碳建筑模型的制定应首先确定制约建筑碳排放的影响因素。单位居住建筑面积能耗变化幅度很小，单位公共建筑碳排放量逐年下降，但建筑规模增长造成的反弹效应使碳排放总量不断上升。因此，制约建筑碳排放的因素为建筑规模、单位建筑面积的能耗及建筑使用中单位能耗的CO2排放量指标，同时还取决于建筑使用中可再生能源对传统能源的替代率。
2 城市建筑节能适用技术策略
中国应该坚持科学发展观，探索一条有中国特色的建筑节能新途径，扭转过去过度强调人自身的舒适要求，忽略能源消耗和环境影响的观念，坚持两者并重，实现可持续发展。
2.1 结合建筑使用功能
建筑物类型、功能以及规模的不同对能源需求有显著影响，不同建筑的能耗降低途径也有所区别。建筑节能技术的选择具有针对性，是保证节能效果的前提。民用建筑应注意围护结构的节能，而大型公共建筑除了注重围护结构的节能外，还应注重暖通空调设备及输配系统的节能。提倡建设低能耗建筑来降低不合理的能源消耗，建筑节能技术的选择要考虑其适用的对象特征。
2.2 重视环境区域特点
不同地区的自然环境的差别和经济、文化、习性等不平衡性，使得节能技术具有浓厚的区域特色。为了更好的建筑节能，在规划建筑布局和形态时要根据所在区域来合理规划，考虑区域与节能技术的最佳结合。在技术适用过程中要因地制宜，发挥地区的特点和优势，对引进的技术进行修整，使之真正成为该区域的适用技术。
2.3 具有良好经济效益
节能改造会使投资增加，增加的幅度与节能技术密切相关。建筑节能适用技术要处理好经济合理性与技术先进性之间的关系，努力寻求技术与经济的最佳结合点。在建筑节能领域，存在投资者对建筑节能改造或投入的投资收益预期小于节能所增加的投入，不仅会增加经济负担，而且会增大技术应用的风险，甚至会直接影响建筑节能的效果。
2.4 有利资源环境保护
应用建筑节能技术的目的是降低建筑物的能源消耗，解决不合理的建筑节能技术所引起的能源危機。充分利用可再生能源、新能源等能源，从而为改善环境做出相应的贡献，实现与自然界的良性循环和持续协调发展。因此，建筑节能技术的选择不能仅仅关注其带来的节能效果，还应评估其对环境的影响。
3 低碳建筑关键技术与发展模式
低碳城市的关键在低碳建筑，低碳建筑的关键在于保持良好的生态。充分利用建筑风水，合理设计建筑形态和围护结构，利用自然能源减少建筑能源需求。当前，建筑节能的主要矛盾是公共建筑节能，其次是住宅、工业建筑。
低碳建筑不能以牺牲人的舒适和健康为代价，否则节能减排便失去了意义。解决途径有：通过开发利用可再生能源及节能建材等途径降低建筑能耗的需求；提高能耗系统的效率，降低终端能源使用量。低碳建筑领域的主要发展趋势如下：
3.1 优化建筑设计
建筑造型及形式对建筑物能源消耗性能有决定性的影响，直接决定了建筑本体与室外环境的换热量、通风状况以及自然采光程度，不同的建筑设计会造成碳排放的巨大差别。建筑物是复杂系统，各方面因素相互影响，需开展建筑节能优化设计。
3.2 应用新型墙材
夏热冬冷地区既有保证夏季隔热，又要兼顾冬天保温的要求。南方湿热地区在春末夏初季节易产生地面泛潮现象，夏热冬暖地区主要考虑夏季的隔热，要求围护结构白天隔热效果好，晚上内表面温度下降快。因此要求及时地通风除湿等。开发出新的围护结构部件，兼顾不同气候区保温隔热、通风等复合需求，同时降低能源消耗，是实现建筑节能的基础技术。
3.3 开发绿色能源
减少建筑能源总需求量的同时，低碳城市建设过程中应该大力开发利用可再生能源与新能源，实现规模化集成化，从而减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。在节能能源、保护环境方面，新能源的利用，包括太阳能、地热能、风能、生物质能等，均起至关重要的作用。
3.4 利用高效热泵
通过热泵技术提升低品位热能的温度是低密度建筑能源供应系统降低能耗的重要途径，是低碳建筑节能技术发展的重点之一。由于热泵在夏季可以制冷，在既有夏季制冷、又有冬季采暖需求的地方，利用热泵作为建筑的冷热源系统，并不一定增加投资。通过高效热泵技术如能解决三分之一建筑的采暖，将大大缓解目前采暖与能源消耗、采暖与环境保护之间的现实矛盾，实现高效的电驱动采暖。
3.5 降低输配能耗
在大型公共建筑能耗中60%-75%被输送和分配冷热量的风机水泵所消耗，系统普遍处于“大流量、小温差”的运行状态，这是导致建筑能耗过高的主要原因之一。这部分能耗可降低50%-70%，降低输配能耗是低碳建筑节能尤其是公共建筑节能潜力最大部分。通过调节风机水泵工况，使其与现有管网相匹配，实现高效工作，是对风机水泵和管网技术的挑战。
3.6 联供热电冷
热电冷联供是通过燃气或燃油同时解决建筑物内供电、供热和供冷的需求，可实现大型建筑自行发电，提高了局域用电的可靠性，还降低了输配电负荷，减少了输电损失，但存在发电效率低和氮氧化物排放等问题。
3.7 发展绿色照明
由于照明用电为建筑物用电量的30%-60%，节约照明用电对建筑节能有重大意义。降低照明用电的途径包括：发展高效光源，采用高效灯具和改进照明控制等。目前荧光灯高效节能灯已广泛普及，国外普遍看好的发展方式是LED光源。它比目前节能灯效率更高，发光光谱可在大范围选择，使用寿命大大延长。
参考文献
[1] 江亿. 我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J]. 暖通空调, 2005, 35(5): 30-40
[2] 蔡伟，张丽娜，巩学梅，等. 典型采暖地区农村住宅太阳能采暖的可行性分析[J]. 宁波工程学院学报, 2008, 20(4): 34-37