大型公共建筑區域性低碳規劃的創新研究

劉旭峰

（四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院，四川 成都 610000）

低碳，意指較低（更低）的溫室氣體（二氧化碳為主）排放，低碳規劃即是以降低碳排放為目標進行了一系列的規劃活動，包括一次規劃、長期規劃等。大型公共建筑(large-scale_public_building)是指單棟建筑面積20000m2以上且采用中央空調的公共建筑。包括辦公建筑、商業建筑、旅游建筑、科教文衛建筑、通信建筑以及交通運輸用房等，這類建筑能耗大，應在現有基礎上通過區域性低碳規劃來降低碳排放，提升公共價值。

1 當前大型公共建筑區域性低碳規劃的問題

1.1 規劃方式滯后

我國大型公共建筑的數目較多，但相關部門將其納入區域性低碳規劃的時間并不長，規劃方式也不夠科學，人員往往將規劃重點放在土地使用率以及建設階段的節能等方面，對建筑長期使用產生能耗的重視程度不足。如建設辦公大樓，考慮到冬季保暖的問題，大量應用復合材料作為墻體夾層，雖然有效避免了熱量散失，但在夏季通風條件并不理想，空調制冷的能耗依然較大，本質上看，體現的仍然是規劃方式滯后的問題。

1.2 能耗較大

我國是二氧化碳的排放大國之一，2017年度統計資料表明，我國碳排放量雖有所降低，但仍然處于全球前5之列，而且我國每創造100美元財富，排放的二氧化碳高居全球第一，其中相當一部分與建筑行業有關。對我國大型公共建筑的建設進行分析可見，大部分的碳排放并非不可控制，缺乏有效的規劃是導致能耗較大的主要原因，如施工方不愿意投入資金來更新低碳設備、技術，規劃也就無從談起。

1.3 缺乏長期價值

我國大型公共建筑的規劃往往不具備長期價值。一方面部分地區存在重復建設的問題，大型公共建筑的使用壽命有限，長期規劃似乎并無價值；另一方面相當一部分地區缺少規劃意識，習慣于按部就班進行建設工作，革新精神不足。如中部、西部地區，經濟水平欠發達，管理意識和規劃意識也不足，進行規劃時缺乏經驗和參考，只能根據現有的資料進行大致處理，長期價值也就難以保證了。

2 創新視角下大型公共建筑區域性低碳規劃的對象

2.1 建筑建設階段的規劃

大型公共建筑區域性低碳規劃可分為3個對象，建設階段規劃是3個對象的基礎。通常來說，建設階段的能耗占據建筑總能耗的10～15%（默認建筑使用壽命為30年），在該階段，需要進行低碳規劃的內容包括施工技術、施工材料、施工周期、資源利用、資源管理5個主要方面以及其他附加內容。以施工材料為例，現代技術條件下，很多新式低碳材料進入市場，如預裝配剪力墻，該材料可以反復使用，降低二次裝修造成的能耗，在使用之初，也無需使用水泥、砂漿，能耗得到了有效控制。創新視角下，建筑建設階段的規劃需要做到細致、全面，杜絕浪費和大量的二氧化碳排放。

2.2 建筑使用階段的規劃

建筑使用階段的碳排放較建設階段要大許多，但可控性也更強，具備長期價值。目前，我國大型公共建筑包括辦公建筑、商業建筑、旅游建筑、科教文衛建筑等多種類型，這些建筑的共同特點是在生命周期內會產生大量能耗，包括照明、供暖以及制冷等，以低碳理念為指導，要求在規劃階段，針對建筑能耗做好工作，將其使用階段的能耗控制在較低的水平。如建筑制冷方面的能耗，近年來我國南方地區應用閉路水循環系統輔助降溫，起到了一定的作用。在大型公共建筑區域性低碳規劃中，應用該技術，可以起到長期的低碳作用。

2.3 建筑的回用價值

建筑回用價值是近年來得到重視的低碳理念之一，大部分建筑在使用超過15年后，會出現老化的情況，如果使用年限超過20、30年，也可能存在安全方面的問題，通常會進行拆毀、重建。目前，部分發達國家對建筑材料的二次回用給出了一些規劃，我國在該方面還沒有進行系統工作。以低碳理念為出發點，在大型公共建筑區域性規劃中，也應重視回用材料的價值，比如木料、金屬材料，我國具備制作人工板材的能力，在規劃大型公共建筑時，應計算所用木料的數目，并預算可以回用的部分，將廢舊木料制作為人造板材，繼續用于其他領域。金屬材料同樣具備二次回用價值，也應給予系統的規劃，通過節約材料的方式來實現低碳規劃。

3 大型公共建筑區域性低碳規劃的創新方式

3.1 計算機的建模模擬

大型公共建筑區域性低碳規劃帶有一定的復雜性，如果采用傳統的人工計算方式，整個規劃過程必然耗工耗時，而且難以避免誤差，甚至出現錯誤，計算機技術的出現為大型公共建筑區域性低碳規劃提供了支持。以上文所說的閉路水循環降溫系統為例，規劃過程中，應收集建筑參數，建立1個立體模型，借助水熱容量大于空氣的特點，在樓層之間、房屋頂部去設置閉路水管，當夏季的溫度較高時，提供少量動力使水管中的水持續流動，吸收室內熱量，輔助室內降溫。通過模型了解單位面積內最佳的用水量、水管內徑、重量等，避免建筑負重大量增加的同時，也將起到降溫的輔助作用。實測表明，以22℃室溫為標準，應用閉路水循環系統輔助降溫，單位時間內，能耗僅相當于常規空調（2p）的89%左右。

此外，計算機還可以模擬預裝配剪力墻、整體預裝配建筑的建成情況，為控制建筑長期排放二氧化碳提供支持，將創新規劃落到實處。

3.2 大數據的收集加工

數據的收集和加工，可以為大型公共建筑區域性低碳規劃提供更科學的數據信息，保證決策工作的正確性。如針對樓道內照明光源的選取，應用聲控燈和傳統手控燈各有優劣勢，聲控燈可以保證在非工作狀態下處于休眠狀態，不會浪費電能，但無法甄別“聲音”的來源，如果建筑位于公路兩側，公路上的汽車鳴笛、行人大聲交談也可能觸發“聲控燈”的開關。手控燈的優勢在于人員可以通過有效的管理來控制其明滅，但即便建筑內夜間的工作不繁忙，照明系統也處于工作狀態，同樣會導致電能浪費。通過大數據收集，規劃部門能夠了解應用聲控燈和手控燈在不同建筑單位時間內的電能消耗，結合自身需求選取合適的照明方式。

又比如大型公共建筑的中央空調溫度參數，部分建筑在進行規劃時，重視美觀度，應用玻璃幕墻，導致夏季的熱島效應明顯，不得不長時間應用空調進行降溫，能耗較大。后續規劃中，可以應用大數據技術收集不同材料圍護結構的散熱水平，選取保溫、散熱能力適中的材料，避免產生不必要的能耗，實現低碳的創新規劃。

3.3 物聯網的應用

物理網是互聯網的線下延伸，該技術的應用能夠保證大型公共建筑區域內能源的平衡利用。在德國慕尼黑，技術人員建立了涵蓋若干建筑的物聯網網絡，將太陽能發電系統、變配電站、風力發電系統和用電單位連接為一個整體，并設置了能量存儲器（蓄電池），物聯網內存在剩余電能時，通過人工控制將剩余電能存入存儲器，當其他區域存在用電需求時，調用該電能進行補充。該方式在我國同樣擁有實現的空間，如果當地資金條件較為理想，相關部門可以在制定大型公共建筑區域性低碳規劃時，同步對能源物聯網的建設進行規劃，將二者融合在一起，提升大型公共建筑的能源利用效率，實現規劃創新和低碳設計。

4 結語

通過分析大型公共建筑區域性低碳規劃的創新，了解了相關的理論內容。當前大型公共建筑區域性規劃的問題較為突出，規劃方式落后、能耗未能得到控制，長期性也略顯不足，以創新視角來看，應做好建筑建設、使用、回用3個方面的規劃工作。具體而言，各地可以利用計算機進行建模模擬，通過大數據的收集加工來獲取數據支持，并在物聯網應用于規劃工作中，有效提升低碳規劃的科學性。