大型公共建筑区域性低碳规划的创新研究

刘旭峰

（四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院，四川 成都 610000）

低碳，意指较低（更低）的温室气体（二氧化碳为主）排放，低碳规划即是以降低碳排放为目标进行了一系列的规划活动，包括一次规划、长期规划等。大型公共建筑(large-scale_public_building)是指单栋建筑面积20000m2以上且采用中央空调的公共建筑。包括办公建筑、商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑以及交通运输用房等，这类建筑能耗大，应在现有基础上通过区域性低碳规划来降低碳排放，提升公共价值。

1 当前大型公共建筑区域性低碳规划的问题

1.1 规划方式滞后

我国大型公共建筑的数目较多，但相关部门将其纳入区域性低碳规划的时间并不长，规划方式也不够科学，人员往往将规划重点放在土地使用率以及建设阶段的节能等方面，对建筑长期使用产生能耗的重视程度不足。如建设办公大楼，考虑到冬季保暖的问题，大量应用复合材料作为墙体夹层，虽然有效避免了热量散失，但在夏季通风条件并不理想，空调制冷的能耗依然较大，本质上看，体现的仍然是规划方式滞后的问题。

1.2 能耗较大

我国是二氧化碳的排放大国之一，2017年度统计资料表明，我国碳排放量虽有所降低，但仍然处于全球前5之列，而且我国每创造100美元财富，排放的二氧化碳高居全球第一，其中相当一部分与建筑行业有关。对我国大型公共建筑的建设进行分析可见，大部分的碳排放并非不可控制，缺乏有效的规划是导致能耗较大的主要原因，如施工方不愿意投入资金来更新低碳设备、技术，规划也就无从谈起。

1.3 缺乏长期价值

我国大型公共建筑的规划往往不具备长期价值。一方面部分地区存在重复建设的问题，大型公共建筑的使用寿命有限，长期规划似乎并无价值；另一方面相当一部分地区缺少规划意识，习惯于按部就班进行建设工作，革新精神不足。如中部、西部地区，经济水平欠发达，管理意识和规划意识也不足，进行规划时缺乏经验和参考，只能根据现有的资料进行大致处理，长期价值也就难以保证了。

2 创新视角下大型公共建筑区域性低碳规划的对象

2.1 建筑建设阶段的规划

大型公共建筑区域性低碳规划可分为3个对象，建设阶段规划是3个对象的基础。通常来说，建设阶段的能耗占据建筑总能耗的10～15%（默认建筑使用寿命为30年），在该阶段，需要进行低碳规划的内容包括施工技术、施工材料、施工周期、资源利用、资源管理5个主要方面以及其他附加内容。以施工材料为例，现代技术条件下，很多新式低碳材料进入市场，如预装配剪力墙，该材料可以反复使用，降低二次装修造成的能耗，在使用之初，也无需使用水泥、砂浆，能耗得到了有效控制。创新视角下，建筑建设阶段的规划需要做到细致、全面，杜绝浪费和大量的二氧化碳排放。

2.2 建筑使用阶段的规划

建筑使用阶段的碳排放较建设阶段要大许多，但可控性也更强，具备长期价值。目前，我国大型公共建筑包括办公建筑、商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑等多种类型，这些建筑的共同特点是在生命周期内会产生大量能耗，包括照明、供暖以及制冷等，以低碳理念为指导，要求在规划阶段，针对建筑能耗做好工作，将其使用阶段的能耗控制在较低的水平。如建筑制冷方面的能耗，近年来我国南方地区应用闭路水循环系统辅助降温，起到了一定的作用。在大型公共建筑区域性低碳规划中，应用该技术，可以起到长期的低碳作用。

2.3 建筑的回用价值

建筑回用价值是近年来得到重视的低碳理念之一，大部分建筑在使用超过15年后，会出现老化的情况，如果使用年限超过20、30年，也可能存在安全方面的问题，通常会进行拆毁、重建。目前，部分发达国家对建筑材料的二次回用给出了一些规划，我国在该方面还没有进行系统工作。以低碳理念为出发点，在大型公共建筑区域性规划中，也应重视回用材料的价值，比如木料、金属材料，我国具备制作人工板材的能力，在规划大型公共建筑时，应计算所用木料的数目，并预算可以回用的部分，将废旧木料制作为人造板材，继续用于其他领域。金属材料同样具备二次回用价值，也应给予系统的规划，通过节约材料的方式来实现低碳规划。

3 大型公共建筑区域性低碳规划的创新方式

3.1 计算机的建模模拟

大型公共建筑区域性低碳规划带有一定的复杂性，如果采用传统的人工计算方式，整个规划过程必然耗工耗时，而且难以避免误差，甚至出现错误，计算机技术的出现为大型公共建筑区域性低碳规划提供了支持。以上文所说的闭路水循环降温系统为例，规划过程中，应收集建筑参数，建立1个立体模型，借助水热容量大于空气的特点，在楼层之间、房屋顶部去设置闭路水管，当夏季的温度较高时，提供少量动力使水管中的水持续流动，吸收室内热量，辅助室内降温。通过模型了解单位面积内最佳的用水量、水管内径、重量等，避免建筑负重大量增加的同时，也将起到降温的辅助作用。实测表明，以22℃室温为标准，应用闭路水循环系统辅助降温，单位时间内，能耗仅相当于常规空调（2p）的89%左右。

此外，计算机还可以模拟预装配剪力墙、整体预装配建筑的建成情况，为控制建筑长期排放二氧化碳提供支持，将创新规划落到实处。

3.2 大数据的收集加工

数据的收集和加工，可以为大型公共建筑区域性低碳规划提供更科学的数据信息，保证决策工作的正确性。如针对楼道内照明光源的选取，应用声控灯和传统手控灯各有优劣势，声控灯可以保证在非工作状态下处于休眠状态，不会浪费电能，但无法甄别“声音”的来源，如果建筑位于公路两侧，公路上的汽车鸣笛、行人大声交谈也可能触发“声控灯”的开关。手控灯的优势在于人员可以通过有效的管理来控制其明灭，但即便建筑内夜间的工作不繁忙，照明系统也处于工作状态，同样会导致电能浪费。通过大数据收集，规划部门能够了解应用声控灯和手控灯在不同建筑单位时间内的电能消耗，结合自身需求选取合适的照明方式。

又比如大型公共建筑的中央空调温度参数，部分建筑在进行规划时，重视美观度，应用玻璃幕墙，导致夏季的热岛效应明显，不得不长时间应用空调进行降温，能耗较大。后续规划中，可以应用大数据技术收集不同材料围护结构的散热水平，选取保温、散热能力适中的材料，避免产生不必要的能耗，实现低碳的创新规划。

3.3 物联网的应用

物理网是互联网的线下延伸，该技术的应用能够保证大型公共建筑区域内能源的平衡利用。在德国慕尼黑，技术人员建立了涵盖若干建筑的物联网网络，将太阳能发电系统、变配电站、风力发电系统和用电单位连接为一个整体，并设置了能量存储器（蓄电池），物联网内存在剩余电能时，通过人工控制将剩余电能存入存储器，当其他区域存在用电需求时，调用该电能进行补充。该方式在我国同样拥有实现的空间，如果当地资金条件较为理想，相关部门可以在制定大型公共建筑区域性低碳规划时，同步对能源物联网的建设进行规划，将二者融合在一起，提升大型公共建筑的能源利用效率，实现规划创新和低碳设计。

4 结语

通过分析大型公共建筑区域性低碳规划的创新，了解了相关的理论内容。当前大型公共建筑区域性规划的问题较为突出，规划方式落后、能耗未能得到控制，长期性也略显不足，以创新视角来看，应做好建筑建设、使用、回用3个方面的规划工作。具体而言，各地可以利用计算机进行建模模拟，通过大数据的收集加工来获取数据支持，并在物联网应用于规划工作中，有效提升低碳规划的科学性。