低碳世博建筑论文：低碳之路与建筑节能

文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168低碳世博建筑论文：低碳之路与建筑节能摘要：本文就低碳建筑探索几个方面的问题，包括存在的不足、政府应做的工作、开发相关建筑技术、重视建筑节能，以及说明上海世博会的“低碳”理念、国外先进的设计经验等，旨在强调推广低碳建筑的必要性和可行性。关键词：低碳建筑；建筑技术；节能；世博会；成功经验1前言随着哥本哈根世界气候大会的召开，“低碳”成了一个流行词。以“节能、环保、绿色、低排放”等为特点的“低碳建筑”，也以一种全新的姿态高调登场。低碳建筑是指在建筑材料和设备制造、施工建筑和建筑物使用的整个生命周期内，减少石化能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量。目前，低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。一个容易被忽略的事实是，建筑在二氧化碳排放总量中几乎占了50%，这一比例远远高于运输和工业领域。因此，在发展低碳经济的道路上，建筑的“节能”和“低碳”注定成为绕不开的话题。2推广低碳建筑的“短板”研究表明，全球建筑行业及相关领域造成了70%的温室效应，从建材生产到建筑施工，再到建筑的使用，整个过程都是温室气体的主要排放源。据统计，中国每建成1m2的房文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168屋，约释放出0.8t的碳。另外，建筑中采暖、空调、通风和照明等方面的能源都参与其中，碳排放量很大。在引领世界新潮流的低碳世博映照下的中国城市节能，却是一块“大短板”。目前，在中国城乡430多亿平方米的既有建筑中，达到节能标准的仅占5%左右，而新建筑有90%以上属于高能耗。许多强制性的建筑节能设计标准虽然制定出来，但是这些标准的执行率还比较低。不少地方追求奢华成风，大量使用远距离的高档原料（包括进口原料），造成建筑能源和建筑材料的浪费。我国交叉学科研究的风气不盛，很多关键问题往往无人问津，造成了从事建筑科研的人员虽然不少，可是空白的研究领域却依然很多。一些建筑在设计时盲目推崇国外不同气候区那些“能耗杀手式”的建筑模式，导致了建筑能耗的成倍增长。另外，有些开发商对建设低碳建筑不太感兴趣，主要是担心成本过高。事实上，只需增加一点点成本，甚至完全不增加成本，就可以在大多数类型的建筑中融入可持续设计的理念。事实上，低碳建筑的终极目标是节能和低排放，这里的“节”与“低”，不一定要使用很多高科技，它不仅仅是环境绿化那么简单，也不等同于造价昂贵，更不是简陋难看。因此，应尽快建设绿色低碳建筑项目，实现节能技术创新，建立建筑低碳排放体系，注重建设过程的每个环节，有效控制和降低建筑的碳排放，使建筑物有效地节能减排并达到相应的标准。毫无疑问，建筑行业必须加快文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168发展低碳模式，直接或间接地降低能源消耗，达到节能减排的效果，成为低碳经济时代的中流砥柱。3法规执行与政策扶持2009年8月12日，国务院首次把培育低碳经济作为我国经济新的增长点，要大力发展绿色经济，加快建设以低碳排放为特征的工业、建筑和交通体系。我国政府也宣布了控制温室气体排放的行动目标，即到2020年实现单位国内生产总值（GDP）的二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。然而，建设领域涵盖的范围广泛，涉及的领域众多，其中建筑的建造和使用是刚性碳排放的主要来源。我国正在推行建筑节能强制标准和绿色建筑能效标准，对公共建筑的节能要求将实行节能65%的更高级别的强制性标准，实现节能目标和节能模式的双跨越，特别要强制性地执行现有的法规和节能标准。可通过建立新闻披露制度和市场清除制度，对不执行国家建筑节能设计标准的设计单位和建筑单位进行披露，并给予一定的处罚直到清除出市场。天津市今年采取了四项举措发展低碳建筑：一是建立低碳绿色建筑标准体系；二是加强节能设计标准执行情况检查。对使用不节能墙体材料、门窗、卫生洁具和配电产品的项目不准质量备案，住宅工程达不到节能设计标准的不准发放入住许可证，并责令返工；三是抓好示范项目建设；四是推进既有建筑改造和供热计量试点。文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168低碳建筑发展既要有一套符合实际的可操作的标准，也应辅以相应的政策支持。在这个方面，建设部将联合相关部委，制定出市政配套费减免、公积金和信贷优惠等方面的激励政策。笔者认为，可以建立一整套经济激励制度，唤起全民的节能意识。比如，应对绿色建筑与节能建筑的税收和收费给予优惠制度，经济手段和提高主动意识双管齐下，全民动员，使大家意识到推行低碳建筑不仅惠及当代，而且惠及下一代。也可以开展低碳建筑关键技术的研究，设立“全国低碳建设创新奖”，在办公建筑、高等院校图书馆、城市住宅小区和农村住宅等建筑类型中进行低碳建筑的实践。要多措并举促进民用住宅节能改造，如采取国家与居民合理分摊改造资金、实行政府贴息贷款等，推进市民居住低碳化。据了解，一些国家对居民应承担的住宅节能改造费用实行政府先行垫付，免收利息，然后由个人从水电受益中逐年偿还政府的资金，10年还清。这样做，既可减轻老百姓负担，又可让群众从节能改造中看到好处[1]。4重视低碳建筑技术的开发简单地说，打造低碳建筑首先是建设者拥有低碳的概念，再通过具体的建筑科技来实现。这些科技包括外墙、门窗和屋顶等节能技术，地（水）源热泵系统、置换式新风系统、地面辐射采暖和太阳能等新能源的开发利用。其中，新能源的开发利用包括太阳能热水器、光电屋面板、光电外墙文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168板、光电遮阳板、光电窗间墙、光电天窗和光电玻璃幕墙等。也就是说，建筑层面的低碳设计主要体现在太阳能利用装置、风能利用装置、地热利用装置和能量循环利用装置等。据统计，人类每年所消耗的能量中建筑能耗最大。建筑能耗也包括人们日常生活用能，如采暖、空调、照明、烹饪和洗衣等耗能，其中又以日常生活用能最大，材料及设备生产用能次之，施工用能仅居第三。相比理念转变和结构调整，科技创新对于施工企业低碳发展作用则更加直接。具体来说，企业实施低碳施工过程，一是要通过科学的施工组织设计，实现机械使用效能的最大化，以此降低机械使用带来的能耗和二氧化碳排放；二是要通过优化设计，促成绿色、环保、生态建筑材料和低耗能设备在建筑上的使用，以及低碳、零碳建筑产品的最终实现；三是要通过技术创新、工艺创新，在科学可行的范围内有效地节约建筑原材料尤其是钢材、混凝土和周转材料的使用；四要广泛推行工程项目的标准化管理，进而达到安全优质的目标，避免低品质的建筑产品带来更大的浪费。低碳住宅将逐渐成为市场新宠。在今年3月召开的“两会”期间，低碳经济成为最受关注的关键词之一，与低碳有关的话题层出不穷，其中就包括低碳住宅。低碳住宅除了实现降低碳排放的社会责任之外，最关键的因素是在建设过程中采用各项节能技术，让业主在使用过程中降低能耗，节约文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168使用成本。低碳住宅技术体系分为八个部分：低碳设计、低碳用能、低碳构造、低碳运营、低碳排放、低碳营造、低碳用材和增加碳汇等。人们对开发商已经在做的“节能、环保、绿色、科技”等已经耳熟能详的，最大的卖点就是“低碳”。比如墙体没添加有污染的防冻剂，保温材料是环保的，内装修材料是绿色的，甚至水是再生的，光是天然光，风是自然风，热量是从地下通过热源泵交换来的等等，有些建在远郊的房屋直接做成木结构[2]。5建筑节能是低碳化的关键发展低碳经济，建筑节能是重要环节之一。节能建筑是指按节能设计标准进行设计和建造、使其在使用过程中降低能耗的建筑。节能建筑中最关注的就是外墙保温技术，它是通过在外墙体上增加导热系数低的材料，使墙体达到保温隔热的效果，使室内冬暖夏凉，从而降低能源的损耗。从最初的绿色到生态，到可持续发展，到现在的低碳，是一脉相承的。节能低碳要有应用新技术的系统观。在我国，几乎可以看到全世界的所有节能新技术，可惜的是我们没有把它们用好。比如，在门窗节能技术中的中空玻璃、镀膜玻璃（包括反射玻璃、吸热玻璃）、高强度Low-E玻璃（低辐射镀膜防火玻璃），还有采用磁控真空溅射方法镀制含金属银层的玻璃以及智能玻璃等。又比如，在屋顶节能技术中可以利用智能技术、生态技术来实现建筑节能的愿望，如太阳能集热屋文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168顶和可控的通风屋顶等。再比如，在节能建筑系统设计中的空调系统、热水系统等，是在装机功率不变的情况下，通过提高能源使用效率实现节能目标。空调热泵比一般的空调机节能，冷凝锅炉比一般锅炉节能。另外，低碳不是一个点问题，而是要通过全过程去实现。建筑与人一样，有一个完整的生命过程。从项目定位到后续的运营维护，具体包含十个过程：项目立项、方案制定、初步设计、做施工图、工程及产品招投标、施工、系统调试、工程验收、试运行、运行维护。参与主体涉及到业主方、设计单位、施工单位、物业部门，还有租户和用户。然而，在这十个过程中可能存在参与主体脱节的现象。比如，设计方设计好了，施工方却没有建好，而设计方在房屋运行中并没有参与其中，最后体现出来的问题就是大量消耗能源。节能的判断应有科学数据，行业的进步和科学技术的发展（特别是IT技术手段）可以作为节能的判断依据。定量化的重要意义在于，它可以减少重复投入和资源浪费，有效地利用项目现有的资源条件。系统的节能设计要求整体协调平衡，从分析多方面的影响因素出发，以最低的投资、最简化的手段完成并达到节能设计目标，这就是建筑节能设计定量化的思路，并通过低碳、节能来实现经济收益，进而推动产业进步[3]。要发展低碳建筑，科技创新有着举足轻重的地位。一直以来，建材产业都被认为是高能耗、高污染的产业。它的高文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168能耗有三大原因，即结构不合理、单位耗能高和总量增长快。因此，节能可以从调整产业结构、降低单位能耗、控制总量增长过快等几个方面进行，而结构调整又是降低行业综合能耗的最重要途径。低碳建材就是低能耗、低排放、低污染、追求绿色GDP的建材产业发展模式。国际上公认的低碳经济产业体系包括低碳产品、低碳技术、建筑节能、工业节能和循环经济、资源回收、环保设备和节能材料等。其中不仅大到包括了所有建筑材料的就地取材、无铅化设计、太阳能和日光利用、防噪声和振动对策，而且小到电梯的节能、低辐射玻璃、既能蓄热又能散热的天窗，甚至是能根据二氧化碳浓度控制新风量等技术。可见，建筑节能的一个关键环节就是新型节能建材的使用。新材料产业包括新材料及其相关产品和技术装备，具体涵盖了新材料本身形成的产业、新材料技术及其装备制造业、传统材料技术提升的产业等。与传统材料相比，新材料产业具有技术高度密集、研究与开发投入高、产品的附加值高、生产与市场的国际性强，以及应用范围广、发展前景好等特点，其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济、社会发展、科技进步和国防实力的重要标志，世界各国特别是发达国家都十分重视新材料产业的发展。6“低碳世博”的设计理念历史上的每一届世博会，都会给人类带来生活方式和观文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168念的重大转变。“低碳世博”是2010年上海世博会的核心理念，园区内诞生了200多栋时尚的绿色建筑，它集中展示了各国的屋顶、墙体和立体绿化的新技术，展示了新能源应用、节能减排的低碳生态新理念，成为一个精美绝伦的低碳建筑和环境保护的博览会。上海世博会的主题是“城市让生活更美好”，各主题馆非常注重场馆建设的环保性，低碳则是始终坚持的原则。不少展馆在节能、环保、低碳这几方面做得尤为精彩，现举两例。第一，零碳馆的一大亮点就是墙体表面附着的特殊荧光涂料，建筑在白天储存的太阳能将在夜间释放荧光，减少照明能耗，使展馆成为会发光的建筑，真是奇妙无比！零碳馆表面上无特别之处，似乎就是两座连体小别墅，但实际上里面蕴含着多种先进的低碳技术和理念。零碳馆的屋顶上有22个五颜六色的风帽，这些风帽可以随着风向灵活