碳中与理念下建筑一体化设计

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1、碳中与理念下建筑一体化设计　　摘要：2009年12月的哥本哈根世界气候大会对如何发展低碳经济，减少二氧化碳排放达成了初步认识，全球经济向低碳经济转型的大趋势逐渐明晰，同时，碳中和理念应运而生。本文本着理论与实际相结合的原则，从开发利用新能源和减少能源利用，提高建筑舒适度两个方面分析了碳中和理念在建筑中的应用，最后结合国内外的具体案例探讨了基于碳中和理念的建筑一体化设计，为进行碳中和理念下的建筑设计提供理论和技术支撑。关键字：碳中和理念开发新能源节约能源中图分类号：P754.1文献标识码：A文章编号：一、前言6二氧化碳排放量的猛增，导致全球气候变暖，对整个

2、人类的生存和发展产生严重威胁，减少二氧化碳的排放量引起了全球重视，低碳经济理念应运而生，低碳社会、低碳城市等新概念如潮而至。减少二氧化碳排放，节约能源不仅涉及工业行业，而且更涉及到建筑行业。统计数据显示，我国每建成1平方米的房屋，约释放出0.8吨碳。建筑中的能耗主要来自于采暖、通风、空调和照明等设施，这些设施运转的能量在产生过程中产生了大量的二氧化碳，从而使建筑成为二氧化碳的排放大户。因此，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，注重建设过程每一个环节，以有效控制和降低建筑的碳排放，并形成可循环持续发展模式，使建筑物有效节能减排

3、并达到相应标准，是中国建筑健康发展的必由之路。二、碳中和理论及在建筑中的应用碳中和也叫碳补偿，是现代人为减缓全球变暖所作的努力之一。利用这种环保方式，人们计算自己日常活动直接或间接制造的二氧化碳排放量，并计算抵消这些二氧化碳所需的经济成本，然后个人付款给专门企业或机构，由他们通过植树或其他环保项目抵消大气中相应的二氧化碳量。与传统的建筑设计理念不同，碳中和理念下的建筑设计强调在最初的设计阶段即对包括方案设计、建材选择、建筑施工、建筑使用、建筑维护及维修、建筑解体、废弃物处置的建筑全生命周期进行整体设计，从而实现建筑全生命周期过程中的碳排放量及能源消耗的最

4、小化。由于篇幅限制，本文只针对碳中和理念在建筑使用阶段中的应用进行讨论研究。减少建筑使用阶段的二氧化碳排放量及对环境的影响，可以从开发利用新能源如风能、太阳能、生物能、地热潮汐能在内的可再生能源[1]和减少能源利用，提高建筑舒适度两个方面采取措施。以下案例分别从“开源”和“节流”[2]这两方面进行讨论。三、案例分析与比较6碳中和理念在建筑中的应用越来越广泛，国内外建成了许多这方面的优秀的建筑项目，下面介绍两个典型的按照碳中和理念设计的建筑。1、丹麦碳中和生态住宅——生命之家生命之家是丹麦第一个按照碳中和理念设计的住宅建筑，见图1。该项目充分考虑自然采光和

5、太阳能的利用，产生的能源不仅可以满足一家四口的使用，还能产生多余的能源提供给公共电网[3]。图1“生命之家”节能示范住宅（一）新能源的运用生命之家使用的新能源有：1）太阳能集热板，在两个屋顶窗之间，安装了6个同样规格的太阳能集热板，这些集热板能够满足建筑整体65%的能源需求，包括取暖和热水供应，并且同时为建筑热力泵提供动力，此6块集热板每年产生的电能约为2000千瓦时，预计该项目投入使用30年以后所生产的剩余能量累计总额，将与生产所使用的所有建材所耗费的能量相等。2）太阳能电池，屋顶窗配备了太阳能电池驱动的电控室外防护遮阳卷帘，它可以降低90%的太阳照射

6、热量，提高窗体的隔热性能。（二）节约能源的措施在满6足建筑功能要求的前提下，尽量减少体型系数，尽量提高外墙、门窗等维护结构的保温系数，设置活动的木质幕墙，来提高大面积玻璃的保温能力。整座建筑使用了极具保温隔热性能的节能窗、智能电控窗、电控遮阳产品，以及太阳能动力系统，使建筑整体热量损失降低到最小程度。2、宁波诺丁汉大学可持续能源技术研究中心该建筑综合了世界先进的建筑节能设计理念和绿色建筑技术研究成果使得楼宇能耗最小化，基本实现整个大楼能源的自给自足[4]。（一）新能源的运用该建筑充分利用太阳能、风能及浅层地热等可再生能源资源，通过可再生能源的集成实现建筑

7、的能源需求不依赖或基本不依赖于电网，实现能源的自给自足。（二）节约能源的措施被动式节能设计通过建筑体型、覆土设计、围护结构设计、热质材料设置、自然采光、自然通风组织等措施，减少建筑采暖、制冷、通风和照明的电力消耗，达到建筑节能大于65%的设计目标。四、启示6综上所述，碳中和理念运用于建筑设计后，建筑的节能途径更加广泛，在开源方面，新能源的类型由之前的太阳能扩展到了风能和地热能等，新能源的模式由之前的太阳能集热器扩展到了太阳能空调，太阳能光伏发电，太阳能沼气技术，风能发电技术，地源热泵技术等。在节流方面，也由之前的节约使用不可再生能源扩展到了节约能源与高效

8、使用能源并重。碳中和理念在建筑中的应用是缓解能源危机、减轻环境污染、改善生活工作