建筑节能与低碳建筑
王娟+杨平
摘要：中国针对节能减排做了很多的努力，本文综合分析了中国面临的温室气体减排的形势，提出了建筑节能是碳减排的重点，因此建筑领域需要发展绿色建筑理念，实现低碳建筑的普及。低碳建筑需要有效地节能措施，针对这一目标，本文列举了几项低碳节能的技术措施，比如使用可再生能源和未利用能源、使用被动式节能技术、倡导低碳生活方式、进行园区能源规划等等，将最大化提升建筑节能效果，同时还对低碳建筑具体的建筑形态和特点进行了分析。
关键词：建筑节能；低碳建筑；二氧化碳减排
中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）04-0253-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.123
Abstract：China for energy-saving emission reduction efforts， this paper analyzed the greenhouse gas emission reduction China facing the situation， put forward the construction energy conservation is the key to reducing carbon emissions， therefore the construction sector requires the development of the concept of green building， realize the popularity of low-carbon buildings. Low carbon buildings require effective energy-saving measures to achieve this goal， this paper enumerates several low carbon energy-saving technical measures， such as the use of renewable energy and unused energy， encourage the use of passive energy saving technology， low carbon lifestyle， energy park planning and so on， will maximize the effect of building energy saving， building form and characteristics at the same time， low carbon building concrete are analyzed.
Keywords：Building energy efficiency； Low carbon building； Carbon dioxide emission reduction
2009年12月19日，世界各国代表聚集在丹麦哥本哈根，探讨了面对气候变化应采取的策略和各国温室气体减排量的分配量，尽管在具体措施的讨论上存在着巨大的分歧，但是各国的目标是一致的，即控制全球气候变暖，将全球气候变暖的“安全底线”规定为2℃。在会议上，中国政府承诺到2020年，中国GDP的二氧化碳排放量和2005年相比，下降幅度为40%～45%。面对这一挑战，中国政府需要付出艰苦的努力，那么在建筑领域方面，我们又将如何应对这一新的挑战呢？那就是低碳建筑。在经过了建筑节能、生态建筑和绿色建筑之后，什么是低碳建筑呢？低碳建筑的技術措施又在哪些地方有所创新呢？本文将针对这些问题做阐述。
1 二氧化碳减排和建筑节能
根据推算，要完成到2050年全球气温上升不超过2℃的目标，大气中的二氧化碳浓度不能超过450ppm，但是需要注意的是，即使2050年大气中的二氧化碳浓度没有超过450ppm，全球气温的升高幅度也有可能超过2℃，根据世界气象组织的监测，2008年大气二氧化碳的浓度已经达到地球有历史以来的最高值，为385.2ppm，气候问题的解决迫在眉睫。
我国在节能减排问题中已经意识到，产业能源消费产生的碳排放量最多，其次是交通，再次是建筑。在这三个领域中，根据麦肯锡公司的分析，建筑领域通过建筑节能技术最容易实现负成本。根据麦肯锡公司对温室气体减排成本的分析，减碳措施负成本从大到小排列依次是：半导体照明、家用电子设备、商住建筑隔热保温、家用电器、提升电机能效、住宅空调和采暖通风、农田管理养分、残留物和耕地管理、住宅保温隔热、全混合动力汽车、粉煤灰代替炉渣熟料、废弃物的回收利用、填埋垃圾沼气发电、提高其它工业能效、水稻管理、第一代生物燃料、小型水利发电。从上述技术手段看，其中半数以上都与建筑和建筑技术密切相关。可见建筑节能在碳减排方便非常具有收益，因此在碳减排工作中应充分发展建筑节能技术。
2 建筑节能和低碳建筑
2.1 建筑的实质性减排
建筑节能和低碳建筑的区别是：是否具有实质性减排。建筑节能具有前瞻性，是一种增量节能，而低碳建筑具有历史性，是一种存量减排[1]。
关于建筑节能所谓的“节能40%”或者节能“节能45%”就是通过对建筑能耗进行模拟分析，与不采取节能措施进行对比，将两者的差值作为建筑节能量，都是一种关于建筑节能设计的依据，即把少增加的增量作为节能量。
关于低碳建筑所指的节能量是指相比历史上某一时间节点的实际排放量，未来的排放量必须低于这一排放量，因此这一减排量是在存在量基础上的实质减少，这个量也必须是实际的可测量、可报告和可核查的量[2]。
2.2 建筑的低碳政策措施
建筑领域光依靠之前增量减排的控制是不够的，2005年是低碳建筑减排的基准年，许多建筑节能标准都已经颁布实施，因此需要提出新的低碳节能政策，实现建筑领域的存量减排。这些政策包括有（1）实行更高标准的耗能设备能效等级；（2）实行更为严格的新建建筑节能标准；（3）在园区开发中实施低碳规划和能源规划；（4）加强建筑节能运行管理，实施收购制度和节能量绩效评估；（5）对既有建筑进行节能改造和节能量后评估，并对旧设备实行强制淘汰更新；（6）使用替代能源和可再生能源；（7）提倡低碳生活方式；（8）更广泛的应用被动式节能措施[3]。
2.3 城市能源供应
在我国的城市中，城市能源供应首先要实现低碳化，因为想要依靠建筑本身实现能源的低碳非常困难。这就需要通过国家的调节，降低煤炭在城市能源供应结构上的占比，提升低碳和无碳能源的应用比例。
2.4 权衡节能和低碳
需要注意的是，节能与低碳不是等价的关系，节能技术一定低碳，但是低碳技术不一定节能。比如被视为建筑节能手段之一的地源热泵技术，在用普通燃煤发电供应能源的条件下，其供热的间接排碳量要高于用天然气为燃料的锅炉供热的直接排碳量。因为根据热力学第二定律，天然气直接燃烧属于不尽合理的用能，因此在选用建筑能源系统时，需要结合具体情况和当地资源条件，采取最合适的技术[1]。
3 低碳建筑技术措施
3.1 实质性节能实现低碳
降低建筑能耗，需要提高需求侧的能源利用率，将节约的资源作为零碳排放的一种虚拟资源。这种逆向思维方式也可以解决日益增长的能源需求问题。
具体措施有：
明确建筑耗能设备的最低能耗等级标准，比如上海将房间空调能效从原来的5级提高到1级，按全年700小时计算，可以减少碳排放约146kg。
实行更为严格的建筑节能标准，比如提高窗的热工性能和夏热地区的遮阳要求等。
考虑将太阳能更好的与建筑结合。除了一般的光伏电池和光热热水器等应用外，还可以考虑其他的应用，比如薄膜光伏遮阳设施、太阳能制冷、光热发电、太阳能除湿、相变蓄热墙等。需要提高太阳能装置的能量转换效率和能量密度。从这两方面切入，一方面可以提高光电光热转化效率，另一方面可以提高用能设备效率。
3.2 实行低碳管理
随着公共建筑的碳管理提上日程，各行各业将分摊我国巨大的减碳量，因此国家必须要对企业、地区、甚至建筑开展碳审计，并且进行减碳量的核查。英国和中国香港已经在开始培养碳审计师，接下来也必然会出现碳服务公司，为企业、地区和建筑物业主提供碳咨询的机会，擔保减碳量，为低碳改造融资，进行减碳改造工程和提供碳交易的中介服务等[2]。
3.3 可再生能源和未利用资源的利用
在使用可再生能源和未利用资源方面需要考虑节能的结果，不能只重视技术的有无，只顾形式而不管实质性的节能思维方式需要改变。比如认为使用了地源热泵技术就是节能，然而事实上并非如此。由于一些绿色建筑评价体系的引导，某些业主为了获取财政补贴和评价称号，往往不顾现实条件，一味地追求地源热泵技术，没有认真研究当地的资源条件和用能系统的优化匹配等问题，导致能源的浪费。
3.4 使用被动式节能技术
被动式节能技术包括昼光照明和自然通风。欧洲许多所谓零碳建筑都是通过被动式技术和可再生能源实现的。比如昼光照明就可以做到白天不用开灯，从而节约照明能耗；自然通风可以在夏天和过渡季节降低室内气温，做到无需人工供冷，同时又改善了室内空气品质。但是在具体应用被动式节能技术时需要注意结合我国城市的气候和环境[3]。
3.5 园区能源规划
这里园区是指综合性的社区、街区和开发区，占地面积在数平方公里以下、建筑面积在百万平方米以下。园区需要建筑供热、供冷、供生活热水、供生物质燃气、供部分低压用电。过去园区能源规划没有得到重视，甚至认为将这些能源供应归入为“家电”范畴，造成能源利用和资金的浪费。低碳建筑要求能源利用做到低碳、低集中度和低负荷强度，因此在园区规模上必须加以协调。
3.6 倡导低碳生活方式
首先应该适度合理消费化石能源，但也不是说为了低碳目标就要求不顾人们的生活质量。政府需要保证低收入人群和弱势群体最基本的、维持健康的生活环境。另外还需要保证商品房的环境与价格相符。从宣传教育的角度，媒体也应多宣传一下低碳生活方式，比如单车出行、应季休闲等。
4 结语
发展低碳建筑需要重视节能的实质性和建筑能效。在我国的城市化进程中，需保证建筑形态的紧凑性，提高建筑密度和容积率，从而实现建筑低碳，减少土地利用的碳排放。在大规模的旧城改造项目中，另外还可通过建筑材料的回收和利用，发展装配式建筑，减少废弃物和固体垃圾达到节能减排的目的。总而言之，我们一方面可以利用可再生能源降低碳排放量，另一方面可将节能视为一种无碳替代资源。另外还需重视能源规划和碳排放管理。
参考文献
[1]潘家华，满足基本需求的碳预算及其国际公平和可持续含义[J].世界经济与政治，2008（1）：35-42.
[2]龙惟定，白玮，梁浩，范蕊.低碳城市的能源系统[J].暖通空调，2009，39（8）：79-84.
[3]龙惟定，白玮，范蕊.低碳经济与建筑节能发展[J].建设科技，2008，（24）.
[4]高源，刘丛红. 我国传统建筑业低碳转型升级的创新研究[J]. 科学管理研究，2014，（04）：72-75.
作者简介：王娟（1982-），女，硕士研究生，科员，工程师，从事建筑节能与住宅产业化相关工作。
摘要：中国针对节能减排做了很多的努力，本文综合分析了中国面临的温室气体减排的形势，提出了建筑节能是碳减排的重点，因此建筑领域需要发展绿色建筑理念，实现低碳建筑的普及。低碳建筑需要有效地节能措施，针对这一目标，本文列举了几项低碳节能的技术措施，比如使用可再生能源和未利用能源、使用被动式节能技术、倡导低碳生活方式、进行园区能源规划等等，将最大化提升建筑节能效果，同时还对低碳建筑具体的建筑形态和特点进行了分析。
关键词：建筑节能；低碳建筑；二氧化碳减排
中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）04-0253-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.123
Abstract：China for energy-saving emission reduction efforts， this paper analyzed the greenhouse gas emission reduction China facing the situation， put forward the construction energy conservation is the key to reducing carbon emissions， therefore the construction sector requires the development of the concept of green building， realize the popularity of low-carbon buildings. Low carbon buildings require effective energy-saving measures to achieve this goal， this paper enumerates several low carbon energy-saving technical measures， such as the use of renewable energy and unused energy， encourage the use of passive energy saving technology， low carbon lifestyle， energy park planning and so on， will maximize the effect of building energy saving， building form and characteristics at the same time， low carbon building concrete are analyzed.
Keywords：Building energy efficiency； Low carbon building； Carbon dioxide emission reduction
2009年12月19日，世界各国代表聚集在丹麦哥本哈根，探讨了面对气候变化应采取的策略和各国温室气体减排量的分配量，尽管在具体措施的讨论上存在着巨大的分歧，但是各国的目标是一致的，即控制全球气候变暖，将全球气候变暖的“安全底线”规定为2℃。在会议上，中国政府承诺到2020年，中国GDP的二氧化碳排放量和2005年相比，下降幅度为40%～45%。面对这一挑战，中国政府需要付出艰苦的努力，那么在建筑领域方面，我们又将如何应对这一新的挑战呢？那就是低碳建筑。在经过了建筑节能、生态建筑和绿色建筑之后，什么是低碳建筑呢？低碳建筑的技術措施又在哪些地方有所创新呢？本文将针对这些问题做阐述。
1 二氧化碳减排和建筑节能
根据推算，要完成到2050年全球气温上升不超过2℃的目标，大气中的二氧化碳浓度不能超过450ppm，但是需要注意的是，即使2050年大气中的二氧化碳浓度没有超过450ppm，全球气温的升高幅度也有可能超过2℃，根据世界气象组织的监测，2008年大气二氧化碳的浓度已经达到地球有历史以来的最高值，为385.2ppm，气候问题的解决迫在眉睫。
我国在节能减排问题中已经意识到，产业能源消费产生的碳排放量最多，其次是交通，再次是建筑。在这三个领域中，根据麦肯锡公司的分析，建筑领域通过建筑节能技术最容易实现负成本。根据麦肯锡公司对温室气体减排成本的分析，减碳措施负成本从大到小排列依次是：半导体照明、家用电子设备、商住建筑隔热保温、家用电器、提升电机能效、住宅空调和采暖通风、农田管理养分、残留物和耕地管理、住宅保温隔热、全混合动力汽车、粉煤灰代替炉渣熟料、废弃物的回收利用、填埋垃圾沼气发电、提高其它工业能效、水稻管理、第一代生物燃料、小型水利发电。从上述技术手段看，其中半数以上都与建筑和建筑技术密切相关。可见建筑节能在碳减排方便非常具有收益，因此在碳减排工作中应充分发展建筑节能技术。
2 建筑节能和低碳建筑
2.1 建筑的实质性减排
建筑节能和低碳建筑的区别是：是否具有实质性减排。建筑节能具有前瞻性，是一种增量节能，而低碳建筑具有历史性，是一种存量减排[1]。
关于建筑节能所谓的“节能40%”或者节能“节能45%”就是通过对建筑能耗进行模拟分析，与不采取节能措施进行对比，将两者的差值作为建筑节能量，都是一种关于建筑节能设计的依据，即把少增加的增量作为节能量。
关于低碳建筑所指的节能量是指相比历史上某一时间节点的实际排放量，未来的排放量必须低于这一排放量，因此这一减排量是在存在量基础上的实质减少，这个量也必须是实际的可测量、可报告和可核查的量[2]。
2.2 建筑的低碳政策措施
建筑领域光依靠之前增量减排的控制是不够的，2005年是低碳建筑减排的基准年，许多建筑节能标准都已经颁布实施，因此需要提出新的低碳节能政策，实现建筑领域的存量减排。这些政策包括有（1）实行更高标准的耗能设备能效等级；（2）实行更为严格的新建建筑节能标准；（3）在园区开发中实施低碳规划和能源规划；（4）加强建筑节能运行管理，实施收购制度和节能量绩效评估；（5）对既有建筑进行节能改造和节能量后评估，并对旧设备实行强制淘汰更新；（6）使用替代能源和可再生能源；（7）提倡低碳生活方式；（8）更广泛的应用被动式节能措施[3]。
2.3 城市能源供应
在我国的城市中，城市能源供应首先要实现低碳化，因为想要依靠建筑本身实现能源的低碳非常困难。这就需要通过国家的调节，降低煤炭在城市能源供应结构上的占比，提升低碳和无碳能源的应用比例。
2.4 权衡节能和低碳
需要注意的是，节能与低碳不是等价的关系，节能技术一定低碳，但是低碳技术不一定节能。比如被视为建筑节能手段之一的地源热泵技术，在用普通燃煤发电供应能源的条件下，其供热的间接排碳量要高于用天然气为燃料的锅炉供热的直接排碳量。因为根据热力学第二定律，天然气直接燃烧属于不尽合理的用能，因此在选用建筑能源系统时，需要结合具体情况和当地资源条件，采取最合适的技术[1]。
3 低碳建筑技术措施
3.1 实质性节能实现低碳
降低建筑能耗，需要提高需求侧的能源利用率，将节约的资源作为零碳排放的一种虚拟资源。这种逆向思维方式也可以解决日益增长的能源需求问题。
具体措施有：
明确建筑耗能设备的最低能耗等级标准，比如上海将房间空调能效从原来的5级提高到1级，按全年700小时计算，可以减少碳排放约146kg。
实行更为严格的建筑节能标准，比如提高窗的热工性能和夏热地区的遮阳要求等。
考虑将太阳能更好的与建筑结合。除了一般的光伏电池和光热热水器等应用外，还可以考虑其他的应用，比如薄膜光伏遮阳设施、太阳能制冷、光热发电、太阳能除湿、相变蓄热墙等。需要提高太阳能装置的能量转换效率和能量密度。从这两方面切入，一方面可以提高光电光热转化效率，另一方面可以提高用能设备效率。
3.2 实行低碳管理
随着公共建筑的碳管理提上日程，各行各业将分摊我国巨大的减碳量，因此国家必须要对企业、地区、甚至建筑开展碳审计，并且进行减碳量的核查。英国和中国香港已经在开始培养碳审计师，接下来也必然会出现碳服务公司，为企业、地区和建筑物业主提供碳咨询的机会，擔保减碳量，为低碳改造融资，进行减碳改造工程和提供碳交易的中介服务等[2]。
3.3 可再生能源和未利用资源的利用
在使用可再生能源和未利用资源方面需要考虑节能的结果，不能只重视技术的有无，只顾形式而不管实质性的节能思维方式需要改变。比如认为使用了地源热泵技术就是节能，然而事实上并非如此。由于一些绿色建筑评价体系的引导，某些业主为了获取财政补贴和评价称号，往往不顾现实条件，一味地追求地源热泵技术，没有认真研究当地的资源条件和用能系统的优化匹配等问题，导致能源的浪费。
3.4 使用被动式节能技术
被动式节能技术包括昼光照明和自然通风。欧洲许多所谓零碳建筑都是通过被动式技术和可再生能源实现的。比如昼光照明就可以做到白天不用开灯，从而节约照明能耗；自然通风可以在夏天和过渡季节降低室内气温，做到无需人工供冷，同时又改善了室内空气品质。但是在具体应用被动式节能技术时需要注意结合我国城市的气候和环境[3]。
3.5 园区能源规划
这里园区是指综合性的社区、街区和开发区，占地面积在数平方公里以下、建筑面积在百万平方米以下。园区需要建筑供热、供冷、供生活热水、供生物质燃气、供部分低压用电。过去园区能源规划没有得到重视，甚至认为将这些能源供应归入为“家电”范畴，造成能源利用和资金的浪费。低碳建筑要求能源利用做到低碳、低集中度和低负荷强度，因此在园区规模上必须加以协调。
3.6 倡导低碳生活方式
首先应该适度合理消费化石能源，但也不是说为了低碳目标就要求不顾人们的生活质量。政府需要保证低收入人群和弱势群体最基本的、维持健康的生活环境。另外还需要保证商品房的环境与价格相符。从宣传教育的角度，媒体也应多宣传一下低碳生活方式，比如单车出行、应季休闲等。
4 结语
发展低碳建筑需要重视节能的实质性和建筑能效。在我国的城市化进程中，需保证建筑形态的紧凑性，提高建筑密度和容积率，从而实现建筑低碳，减少土地利用的碳排放。在大规模的旧城改造项目中，另外还可通过建筑材料的回收和利用，发展装配式建筑，减少废弃物和固体垃圾达到节能减排的目的。总而言之，我们一方面可以利用可再生能源降低碳排放量，另一方面可将节能视为一种无碳替代资源。另外还需重视能源规划和碳排放管理。
参考文献
[1]潘家华，满足基本需求的碳预算及其国际公平和可持续含义[J].世界经济与政治，2008（1）：35-42.
[2]龙惟定，白玮，梁浩，范蕊.低碳城市的能源系统[J].暖通空调，2009，39（8）：79-84.
[3]龙惟定，白玮，范蕊.低碳经济与建筑节能发展[J].建设科技，2008，（24）.
[4]高源，刘丛红. 我国传统建筑业低碳转型升级的创新研究[J]. 科学管理研究，2014，（04）：72-75.
作者简介：王娟（1982-），女，硕士研究生，科员，工程师，从事建筑节能与住宅产业化相关工作。
