“雙碳”目標下公共建筑低碳發展技術路徑分析

李 薇

（中鋼設備有限公司，北京 100080）

2021年10月24 日國務院印發了《2030年前碳達峰行動方案的通知》（簡稱《通知》）?！锻ㄖ分性俅螐娬{了提升建筑能效水平，做好建筑“碳達峰、碳中和”工作。這提示黨中央國務院將建筑行業的節能減排放在了低碳社會建設的重要位置[1]。隨著“雙碳”目標的提出，綠色、低碳、節能、高效已成為建筑業發展的新風向，建筑業也在全社會低碳目標任務中扮演著重要角色，大力發展綠色建筑、探索和推廣低能耗建筑、應用和普及新型節能建筑技術設計將是未來建筑業探索與發展的共識。公共建筑作為城市建筑群典型代表，優化公共建筑設計、降低公共建筑碳排放，在建筑行業實現“雙碳”目標中有著重要意義，這不僅僅是因為公共建筑數量較多[2]，更是因為公共建筑是傳統的能耗大戶、碳排放大戶，城市建筑中90%的碳排放來自于公共建筑，因此，建設和發展低碳公共建筑是建筑業實現轉型、助力全社會“雙碳”目標的有效思路。

1 公共建筑低碳發展的重要性與必要性

公共建筑是城市中的重要能源消耗源。建筑物的能源使用和排放直接影響城市的碳排放水平。低碳發展可以通過使用高效能源設備、采用可再生能源和有效利用能源等措施來減少溫室氣體的排放，有助于應對氣候變化和減緩全球變暖的趨勢。公共建筑低碳發展可以推動節能技術的廣泛應用和推廣，提高能源利用效率。通過采用節能設備和技術，優化建筑朝向和布局，減少能源的浪費，從而節約能源資源，降低能源成本。低碳發展注重建筑的生態環境和人居舒適性，通過合理的設計和使用環保材料，改善室內空氣質量，提升建筑品質。這不僅有利于保護生態環境，也能提高公眾生活質量，為人們提供更健康、更舒適的生活和工作環境。此外，低碳建筑的發展需要借助科技與創新，推動新型建筑材料、節能設備、可再生能源等產業的發展。這不僅有利于提升國家在相關領域的競爭力，還有助于創造就業機會和推動可持續經濟發展。

2 “雙碳”目標下公共建筑低碳發展技術路徑

2.1 優化建筑用能結構

公共建筑的用能結構直接影響建筑的碳排放[3]。根據行業的一般理念，凡是為公共活動提供活動空間的建筑都屬于公共建筑的范疇，城市建筑群中的辦公建筑、商業建筑、旅游建筑、科教文衛建筑、通信建筑、交通運輸建筑都屬于這一范疇。這些建筑往往承擔著多種功能，因此搭配著多種能耗設施，在開放使用期間就存在著各種各樣的能耗，這些能耗構成了公共建筑的用能結構[4]。但從實際情況來看，大部分公共建筑的能耗結構并不合理，這一問題直接導致公共建筑碳排放較高的現象。

以公共建筑中的一般商業建筑為例，不難發現其用能結構的不合理之處。一般商場都配有通風、空調、照明等基本系統，這三大系統也是商業建筑的主要能耗，但其配置中存在明顯問題，如商場中有明顯的功能區劃分和客流行進路徑，不同區域的照明、通風、空調需求不同，但很多商業建筑在設計上并未展現這一差異性，在投入使用后必然產生額外的能耗，導致碳排放的增加[5]。

優化建筑用能結構，是降低公共建筑碳排放、助力“雙碳”目標的重要內容。首先，加強公共建筑的布局規劃，根據建筑本身的功能服務整合內部空間，以功能分區確定服務群體；根據服務群體的需求配置能耗設備，集約化供應、集約化使用，以差異化的供給來降低整體能耗，實現建筑用能結構的改善[6]。其次，在考慮整體建設成本的前提下，引入新型綠色建筑技術，將現代物聯網、大數據等技術與公共建筑能源供給與管理結合起來，如通過大數據監測評定建筑內各區域、各時段人流情況，以人流為用能供給的依據，實現差異化用能、節約能源使用。如人流較大時采用高用能標準；人流較低時采用低用能標準。同時結合信息技術與計算機管理技術構建智能控制與可視化的建筑內用能協調系統，滿足建筑使用功能需求和舒適度要求的同時以低碳為目標優化建筑整體的資源統籌管理，實現建筑用能結構的優化。最后，對公共建筑供能機構進行改造與升級。參考《綠色建筑評價標準（2019版）》相關規定，充分考慮建筑的便利性、功能性、舒適度對原有建筑進行節能改造，如通過調整建筑整體布局和開窗位置引入自然光源進行照明，節約電能照明消耗；或引入自然通風替代中央空調通風等，以此來降低建筑整體的用能水平，助力低碳目標的實現。

2.2 推進建筑綠色低碳改造

綠色低碳化改造是降低公共建筑能耗與碳排放的有效途徑，也是綠色生態理念在建筑領域的轉化，通過對建筑整體的改造、新型能源技術的融入、高排放設施的更新升級，從而實現公共建筑低排放、零碳化改造。

首先，從建筑的全壽命周期出發，對建筑整體進行綠色低碳改造，其中老舊公共建筑的綠色低碳改造是整個工程的重點所在。建筑整體的綠色低碳改造可分為3 部分。一是使用先進建筑材料替代傳統建材，如使用新型隔熱材料重鑄建筑墻體等，通過建材上的一次性投入降低建筑投入使用后的長期碳排放；二是對既有建筑的設計不合理之處進行整改，如不合理管線、不合理建筑結構等，通過整改不合理的建筑設計，消除建筑使用過程中不必要的能量損耗，以此來達到節能的目的；三是對老舊建筑的結構進行翻修或加固，在全壽命周期視角下，建筑的使用年限也是影響建筑能耗指標的重要數據，翻修和加固老舊建筑結構來延長建筑的壽命周期，提升建筑整體的環保指標。

其次，將現代新型能源技術、綠色技術引入公共建筑，提升公共建筑的功能性，為公共建筑綠色低碳化發展賦能。一是要加強新型能源技術的引入，在條件允許的公用建筑設施上就地裝配光伏電池技術，配合國家分布式發電計劃的同時以光伏電池技術供應建筑自身用能損耗，實現能源上的自給自足，從而降低對傳統能源供給的依賴性，在公共建筑中實現清潔能源供給替代傳統能源供給，提升建筑的生態性；二是普及和推廣屋頂花園技術，實現屋頂花園的全覆蓋，發揮屋頂花園隔熱、降溫、美化環境、凈化空氣、改善局部氣候、豐富城市景觀和補償建筑綠化等功能，以此來降低公共建筑碳排放產生的生態壓力，以碳中和的方式實現公共建筑的低碳化（見表1）。

表1 屋頂花園的常見形式及其特點

2.3 實現能源使用與排放的精細化管理

在保證建筑整體功能性和使用舒適度的基礎上，能源使用與排放的精細化管理是公共建筑實現低碳發展的必然選擇。

以大型商場為例，傳統管理模式下多采用人工抄表的方式進行整體評估，但難以評估單個設備的用能情況，這種用能監控過于粗獷，難以發現用能不合理之處，因此，需要引入更先進的、智慧化的監控機制來做好建筑的用能監控?？梢愿鶕鞣N用能設備的特點建立分區域、分類型和分時段的實時監控模式，結合現代媒體技術、物聯網技術打造統一的用能數據管理平臺，以此來確認不同區域、不同時段和不同類型用能設備的能耗情況，及時發現能耗問題并做出相應整改，逐步實現公共建筑用能與排放的精細化管理。同時，將自動化技術與用能設備管理相結合，實現智能化的用能管理，通過自動化設備的引入實現建筑內遮陽、通風、空調、照明等設施的智慧化使用，通過大數據和AI 運算，針對每一個重點用能設備進行實時在線監測，清晰地了解到今日能耗數據和剩余能源額度，從而優化能源使用架構，實現節能減排，助力實現建筑整體的低碳化目標的實現（圖1）。

圖1 智能技術在建筑用能管理中的工作機制

3 結語

總之，“雙碳”目標下公共建筑低碳發展技術路徑的選擇與實施對于推動城市低碳發展具有重要意義。在政府、企業和公眾的共同努力下，通過合理利用現有技術和制定有效政策措施，公共建筑低碳發展的目標將得以實現。