低碳節能建筑設計和綠色建筑生態節能設計研究

鄭 明 大連海洋大學海洋與土木學院

1 前言

在國民收入顯著增加，人民生活水平提升之后，人們的消費能力也出現了顯著提高。在此基礎上，人們開始追求溫飽之外的高品質生活，因此對居住環境的要求也不再僅僅局限于遮風擋雨和保溫取暖。為了滿足人民群眾對美好生活的向往，綠色健康的生活方式就成了改善人民居住環境的重要手段，順理成章的，各種綠色建筑設計理念在很多建筑工程中得到應用和體現。

2 低碳節能及綠色建筑的發展背景

2.1 節能減排的全球大環境

目前，由于地球生態環境破壞的速度大大超過了人類之前的預估，急劇惡化的生存環境已經嚴重威脅到了各國的自身利益。在此情形下，各國政府不得不對環境問題加以重視，因此，出于人類命運的總體考慮，各國都在根據自身國情積極推行節能環保政策。1999年簽訂的《京都議定書》是世界各國控制碳排放的一個重要里程碑，當時一共有183個國家通過了該條約。該條約旨在通過限制各國的碳排放增長率降低環境污染壓力，最終達到節能減排的目的。

《京都議定書》規定：以“凈排放量”計算溫室氣體排放量，即從本國實際排放量中扣除森林所吸收的二氧化碳的數量。鼓勵各國采用綠色開發機制，促使發達國家和發展中國家共同減排溫室氣體。該條約要求作為《聯合國氣候變化框架公約》的締約方，具有強制效率，對于控制全球節能減排具有重大意義。特別是《京都議定書》第11次締約方大會（又稱第21屆聯合國氣候變化大會、巴黎氣候大會），更是促使196個締約方（195個國家+歐盟）形成統一意見，達成一項普遍適用的協議，并于2020年開始付諸實施。由此可見，綠色環保與節能減排已深入人心。

2.2 低碳節能設計的技術背景

低碳節能的概念源自氣候學說，主要指大氣中溫室氣體的排放情況和石化能源的消耗情況。因為大氣中二氧化碳的含量會影響太陽能的反射，令更多的熱量滯留在大氣層中，導致地球環境溫度升高，從而產生溫室效應，不利于人類的生存。隨著二氧化碳排放量的增多以及環境的大量污染，導致全球氣候變暖，人們對環境保護的意識也逐漸增強，低碳節能建筑已慢慢走近人們的生活中，所以降低碳排放就與綠色環保概念相吻合并形成關聯，逐漸成為建筑行業的主流趨勢。

采用低碳節能技術和設計理念的建筑項目在建設過程中，會要求建筑材料、設備制造、施工建造等流程其成分不含有毒有害成分，同時在建筑物所使用的整個生命周期內，降低能源的消耗，提高能源能效，減少二氧化碳、一氧化碳等污染物的排放量，從而達到保護生態環境的目的。在此種市場需求的促使下，逐漸衍生出了各種應用于建筑市場的材料及設備。

3 節能建筑發展對建筑行業的重要意義

3.1 綠色建筑設計對建筑領域改革的重要意義

傳統的建筑施工過程中，建筑工地總是會產生并積累各種建筑垃圾和廢氣、廢水，這些廢棄物處理不當就會給當地的自然環境造成危害。小到室內裝修，大到各種路橋、建筑工程等，施工作業過程中都會產生各種形式的危害。因此，長久以來，建筑行業作為環保領域的“差等生”，經常受到周邊居民的反感和詬病，在各地出臺了相關環保政策之后，各建筑施工單位也經常受到各級環保部門的“重點照顧”。

直到綠色建筑和低碳節能建筑設計的橫空出世，這種施工污染的現象才得以改觀；可以認為，綠色建筑設計將會是建筑設計行業未來發展的主要方向，因為它將帶動整個建筑行業上下游企業自發性的改革。以建筑材料的環?；镄聻槔?，很多建筑施工新興的高分子復合陶?？招拇u代替傳統紅方磚堆砌墻體，這種復合陶粒材料不僅質量更輕，還可以為施工提供方便，它采用的高分子材料和新穎的空心化設計，還能有效吸收噪聲，避免過多噪聲給他人造成干擾。

3.2 節能建筑設計理念對于環境保護的重要意義

在環境保護方面，我國過去有著相當慘重的教訓。由于解放初期相當長一段時間，我國的環保意識欠缺，且過于片面地強調經濟發展，忽視了對自然環境的保護，導致全國各地都存在對資源無節制開采利用，“國在山河破”的環境現狀比比皆是。因此，大力發展綠色建筑和低碳節能建筑產業符合我國的基本國情。

但是，盡管政府層面已經通過立法的形式抵制“靠山吃山，靠水吃水”的發展模式，但既有的消耗型發展模式很大程度上根深蒂固于很多人的意識形態當中。所以往往出現環?？谔柡暗谜鹛祉?，“說一套，做一套”更多的成為一些人的常態。直到綠色建筑行業相關技術的不斷發展和完善，低碳節能與綠色建筑設計凸顯出過去發展模式無法比擬的產業優勢后，人們意識到了過去生產模式已經不符合時代潮流，影響了人們的環保觀念，自下而上地改善了環保政策落實的群眾基礎，從而間接地對我國可持續發展的過程產生積極意義。

4 綠色建筑生態節能設計在發展過程中暴露的問題

4.1 綠色建筑生態工程的人才梯隊缺乏厚度

得益于我國整體經濟大環境的繁榮昌盛和巨大的市場潛力，綠色建筑和低碳節能建筑設計理念也隨著建筑行業的發展而發揚光大。但是，由于有經驗的施工和相關技術人才短缺，導致很多非綠色建筑專業的施工技術人員“半路出家挑大梁”。這種拔苗助長情況的出現，反映出綠色建筑工程方面發展迅猛，但也反映出對于專業性人才的需求非常迫切。然而在事實上，綠色建筑領域的發展相較于歐美等西方發達國家，不論技術、人才方面的儲備還是相關環保施工項目的經驗累積，都遠遠不及。和其他很多行業一樣，綠色建筑行業技術和施工人才隊伍素質的良莠不齊，也造成很多不必要的麻煩。

例如，某項目中，由于給水排水系統的設計人員經驗不足，過度追求對水資源的循環利用，大量使用技術還不十分成熟、可靠性還未得到充分認證的變頻供水設備。這一設計缺陷不僅導致整體項目成本超標嚴重，而且由于故障頻發，使得后期的維護成本激增。不僅如此，低碳節能相關專業人才儲備不足，也限制了綠色建筑的生態節能設計創新能力。因為不論是綠色建筑的低碳節能的設計，還是綠色建筑材料的研發，都依賴于市場對研發產品的認可，而缺乏產品創新力就意味著缺乏市場競爭力，這會對綠色建筑市場的造血能力產生極大影響。

4.2 綠色節能建筑行業內部缺乏統一行業標準

目前，綠色節能低碳生態建筑體系發展，整體上尚且處于正常軌道，但這主要是因為其發展尚不充分，仍處于有限的競爭狀態。但隨著綠色建筑設計理念和相關建筑材料的不斷推陳出新，其行業內部惡性競爭的問題也隨之暴露。特別是其中不乏濫竽充數、魚目混珠者，通過不正當手段排擠其他競爭者，搶占正常從業者的市場份額，造成了極其惡劣的影響。這種“劣幣驅逐良幣”的現象極大地損害了從業者和廣大消費者的正當權益。

除此之外，對于綠色建筑施工及環保材料的認定方面也缺乏統一的評估標準，導致不同品牌各說各話，存在較大爭議。比如，在建筑裝飾材料市場，曾有調查顯示，在各類乳膠漆的廣告宣傳中，都或多或少強調其產品的天然原料、無異味、易降解、易揮發等環保屬性，但經過抽樣調查，大部分乳膠漆都含有甲醛、苯、烴聚合物等有毒物質。由于苦于沒有統一的環保評估標準，對這些建材產品有多少環保屬性，無法做到量化。無獨有偶，不僅在材料方面，在施工工藝方面也存在類似問題，例如，很多建筑采用新能源作為電能的替代品。然而這些太陽能、地熱能源供電效能如何，設計壽命如何，蓄電池存儲能力等都缺乏統一標準予以衡量。

4.3 綠色建筑相關技術的市場競爭力有待加強

綠色建筑相關技術的市場競爭力還未完全形成，短時間內仍然難以撼動傳統建筑施工技術的市場地位。這也是事物發展過程中所必然面臨的科學規律。但是，這本身也存在一些建筑行業所獨有的特殊原因。

一方面，是建筑本身所攜帶的文化特性，令其具有一定的保守色彩，所以綠色建筑產業的發展在地域上存在的不均衡、不充分，是當地居住族群的文化差異導致。而面對這種地域性質的文化差異，急躁的強行移植綠色建筑技術只會事半功倍。只有根據當地的氣候、土壤成分甚至風土民情因地制宜，將新興技術與當地特點緩緩結合，才能做到充分發展。

另一方面，綠色建筑的很多技術發展還不完善，在許多環節還無法完全取代傳統建筑的施工流程，因此二者之間存在明顯的互不兼容現象。導致這一現象的根本原因是對建筑的施工理念不同，畢竟綠色建筑相關技術還未發展到可以兼顧環境保護和傳統工藝流程。這使得很多綠色建筑技術方案難以操作，從而缺乏協調性，導致整體施工進度的延誤。

此外，在建筑材料的選擇方面，很多建筑開發商相比于高昂的綠色建筑材料，更青睞于價格低廉的傳統材料。這種基于成本的考量也從市場的角度提醒人們：綠色建筑技術的發展除了建筑施工環保效果方面，還應從降低成本上下功夫，只有這樣才能得到更加全面的發展。

5 低碳節能建筑設計和綠色建筑生態節能設計發展前景策略分析

5.1 依托城市建設規劃組織設計格局

綠色建筑生態節能設計的初衷是改善人類整體生存環境，這不是僅僅靠某個建筑、某個小區就能完成。所以低碳節能建筑技術的應用與發展，不能脫離城市建設規劃而單獨存在。綠色建筑的普及必須依托于城市建設規劃組織的設計格局來實現，而城市格局的規劃需要對整個城市面貌的特殊性做出綜合考量決定。

首先是城市中低碳節能建筑群的空間規劃，城市空間格局及土地利用是城市規劃的重要內容，將低碳減排的目標融入城市的用地布局中，是綠色建筑城市層面中的重要策略。其中多中心模式是“低碳建筑群”城市發展的主要模式，這種模式在空間結構上，可根據各城市的歷史及定位靈活確定密集區或疏散區。在環境和生態方面，在網格中可以有村莊、農田等大片空間，在城市群的結構搭建細節上，充分利用自然風的流通方向進行布局，天然采光與可調節外遮陽，圍護結構優化，地道通風技術、雨水回收與生態景觀相結合、可循環材料利用，本土材料利用等，通過宏觀與微觀相呼應，對局部氣候起到良好的調節作用，也可以一定程度上緩解熱島效應。

其次是低碳生態建筑群的交通規劃。眾所周知，城市交通需求一直以來都是城市碳排放的主力軍，所以結合城市規劃的分中心式空間布局，用高速公路、軌道交通將各個分中心相連接，建立區域性公共交通，優化低碳城市生態結構，從而實現了城市的可持續發展。

5.2 出臺綠色產業的扶持政策，規范行業競爭標準

早在2005年3月的兩會期間，建筑行業代表就曾經向能源部門提出過相關議案，并對低碳節能建筑設計和綠色建筑生態節能設計理念進行了可行性研究報告。后來國家住房和城鄉建設部就綠色建筑設計具體發展策略給出了指導意見，明確了節約能源、水源、土地等資源和建筑施工排放廢水、廢氣、建筑垃圾的要求，形成了一個相對完善的框架。隨著近些年綠色建筑設計理念的進步和新能源的興起，也需要對相關政策條文進行合理的增減改動。

首先，在全球范圍限制碳排放的大環境下，應加大對綠色建筑設計方面技術的研發力度，對于優秀的環保材料研發企業，應根據項目的進展和市場的反應情況，在資金貸款方面予以政策扶持。還應通過政策傾斜的方式，增加綠色建筑工藝和綠色建筑材料的市場競爭力。例如鼓勵建筑單位和開發單位使用環保材料和環保工藝完成施工，采用新能源代替傳統能源施工的單位給予一定數額的補貼，使用環保材料施工的項目，運用后可根據其環保材料及環保施工工藝的規模，進行稅費減免。

其次，要規范行業標準，優化產業結構。為保證整個綠色建筑行業向著健康穩定的方向發展，還要有一把統一且科學的“刻度尺”衡量整個綠色建筑施工工藝指標和綠色材料的技術是否達到要求。這就需要整個行業和政府有關部門密切配合溝通，推動整個建筑行業在環保節能方面的標準化，為綠色建筑技術的發展提供內在動力。通過規定合理的碳排放量和提高能源利用效率，敦促其他建筑施工向綠色建筑方面轉型，進而進一步促進整個綠色建筑產業的發展。

6 結束語

低碳節能的綠色建筑設計理念作為二十一世紀建筑行業新興的代表性思潮，是未來建筑行業的主要發展方向，更帶著塑造新體系的使命和任務。不僅如此，綠色建筑設計相關項目作為我國“經濟與環境協調發展”國策在建筑行業的先驅者，也必將在建筑行業發展的里程碑上留下濃墨重彩的一筆。