摘 要: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
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。
1、推广低碳建筑势在必行
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l耐的房屋，约释放出o.st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多亿口的既有建筑中，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，可是研究的空白领域却依然很多。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人可持续设计的理念。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砒柱。
2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人住许可证，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。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。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。要多举措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[l].
3重视低碳建筑技术的开发
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].
4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小的材料，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一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10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ro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(特别是仃技术手段)可以作为节能的判断依据。定量化的重要意义在于，它可以减少重叠投人和资源浪费，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l3]。
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、研究与开发投人高、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。
5“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!零碳馆表面上似乎无特别之处，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转动。这些风帽可利用温压和风压将新鲜空气源源不断地输人每个房间，并将室内污浊的空气排出。阳光和水的利用也成为零碳馆中节能减排的一部分，屋顶上的太阳能热水板可将太阳能转化为热能。通过屋顶收集雨水，净化后用于冲洗卫生间、车辆或灌溉植物等，减少了零碳馆对自来水的需求l4]。第二，观看中国馆的外观，我们还能发现一些可能忽略的低碳设计。其中外墙材料均为无放射、无污染的绿色产品，所有的门窗都采取LOW一E玻璃，不仅可通过反射热量降低能耗，还能通过特殊涂料将阳光转化为电能并储存起来，为建筑外墙照明提供能量。中国馆采用一系列节能技术措施和环保材料，除了上面介绍的自遮阳技术和屋顶太阳能系统外，顶层也有雨水收集系统。4根立柱下面的大厅是东西南北皆可通风的空间，在四季分明的上海，在展会举办期间无论是什么气候，都能让观众感到阵阵与人体相宜的气流。伴随着上海世博会的举办，低碳建筑的概念必将成为世界建筑发展的总趋势。
6借鉴国外成功的经验
目前，欧盟、美国、日本都将建筑业列人低碳经济、促进节能和克服金融危机的重点领域。欧洲近年流行的被动节能建筑，它可以在几乎不利用人工能源的基础上，依然能够使室内能源供应达到人类正常生活需要。美国实验室主要研究领域之一就涉及到建筑的节能低碳，德国的建筑研究所把建筑热工学、建筑声学与室内设计有机结合起来。在日本建筑师看来，低碳建筑并不是一个新名词，他们早在年前就开始在建筑界践行。对于一个没有资源的国来说，能源就意味着生命，而低碳就成为大多数本建筑师当时考虑的出路之一。
荷兰阿姆斯福特著名的太阳能居住社区是以筑节能为中心的、装机容量名列世界前茅的太阳发电居住区，是当今荷兰住宅建设的示范项目。西牙毕尔巴鄂市的Atika住宅是一座将未来的居住念、绿色建筑设计和可持续发展的城市等设计理相结合，运用斜屋顶技术、低能耗策略、全方位的阳能系统(不仅是取暖、还包括降温)、楼宇智能化管理体系以及模数化技术而建造一座欧洲最新的节型住宅试点项目。英国伦敦的BedZED是未来居住的雏形，它创造了一种全新的生活方式，设计了一个高生活品质、低能耗、零碳排放、再生能源、零废弃物和生物多样性的未来。BedZED低能耗的一个主要原因是其组合热力发电站发挥了巨大作用，即通过燃烧木材废弃物发电为社区居民提供生活用电，而且用这一过程中产生的热能来生产热水，而燃料主要是附近地区的树木修剪废料。另外，家家户户都装上了太阳能光电板，可为40辆汽车提供电力。BedZE没有任何中央暖气系统，但在其屋顶、墙体及地面均采用高质量的绝缘材料，保证冬天住房的舒适。德国巴斯夫的“3升房”项目是世界上最大的化学公司在一幢已有70多年历史的老建筑基础上改造而成，因其每年每口使用面积消耗的采暖耗油量不超出3而被称为“三升房”。与改造前相比，采暖耗油量从20L降到了3L。如按100口的公寓测算，每年取暖费可从5400元人民币降至770元，二氧化碳的排放量也降至原来的In。屋顶的太阳能板群吸收了太阳能用于发电，电能随之进人市政电网，用发电所得的收人来填补建筑取暖所需费用;在屋顶墙壁上悬挂的太阳能电池板可提供热水。2009年1月25日，在美国白宫发布的《经济振兴计划进度报告》中强调，近年内要对200万所美国住宅和75%的联邦建筑物进行翻新，提高其节能水平。比如，纽约帝国大厦的绿色改造就成为公众关注的焦点，工程完工后可为该地标性建筑节能近40%，每年节省440万美元能源费。在阿联酋首都阿布扎比机场皇室专用航站楼的地面，一座占地6k口的马斯达城正在沙漠中崛起，目标是成为世界上首座不使用一滴石油、碳排放为零的绿色城市。马斯达城于2008年初开始兴建，总投资约为220亿美元。还有被形象地誉为“榴莲头”的新加坡滨海艺术中心，屋顶窗户巧妙地使用遮阳部件，并根据光线角度设置于不同方向，在遮阳的同时保证了室内最大限度地利用自然光……。从诸多成功的实例中不难发现，发展低碳经济，建筑节能是关键一环。我国应该吸取世界上所有国家在绿色节能建筑上的最新技术，少走弯路，采取成本最低的可靠办法推行建筑节能，为低碳生活作贡献。
7结语
一切迹象显示，低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势，一个全新的建筑变革时代正在快步向我们走来。低碳代表一种态度，更代表一种责任。低碳建筑是一个系统工程，需要全社会方方面面的参与，让建筑在全生命周期中都低排放。我们应该立足现实，确立符合中国国情的节能理念和设计体系，努力实现建筑的低碳化。
参考文献：
[1]中国建筑学会建筑师分会建筑技术专业委员会，华中科技大学建筑与城市规划学院.绿色建筑与建筑新技术.北京:中国建筑工业出版社，2008
[2]聂梅生，秦佑国等.中国生态住区技术评估手册.北京:中国建筑工业出版社，2007
[3]刘加平，谭良斌，何泉.建筑创作中的节能设计.池京:中国建筑工业出版社，2009
[4]刘中伟.“馆藏"未来.万汇筑业，2009(11)