困境中的變革-低碳生態(tài)城市背景下的建筑能源規劃

  １ 建筑能源規劃與低碳生態(tài)城市

 

  基于可持續發(fā)展思想的基礎上，人類(lèi)目前提出了“低碳生態(tài)城市”的概念，而城市是一個(gè)由經(jīng)濟運行系統、社會(huì )生活系統、基礎設施服務(wù)系統和生態(tài)環(huán)境平衡系統所組成的有機整體。能源就是這個(gè)有機整體的“血液”和“命脈”物質(zhì)承載體。

 

  而能源又在低碳生態(tài)城市的建設中起著(zhù)決定性的作用。所以城市生態(tài)文明的發(fā)展離不開(kāi)合理的城市能源規劃，“它是在確保充足和穩定的能源供應基礎上，優(yōu)化調整能源結構，制定能源發(fā)展目標，落實(shí)節能技術(shù)措施，以期建立社會(huì )經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境效益雙贏(yíng)的能源供需系統”。

 

  此外，相關(guān)研究成果表明：到２０２０年，建筑物用能將以高于全國能源平均增長(cháng)速度１．６～１．８倍的速度增長(cháng)，是社會(huì )能源消費的主要增長(cháng)點(diǎn)。并且由于建筑物能源需求與生活需求之間的關(guān)系，這種趨勢將延續相當長(cháng)的一段時(shí)間。因此，建筑能源規劃是解決低碳生態(tài)城市建設與能源短缺、環(huán)境污染矛盾的關(guān)鍵。

 

  不難看出，低碳生態(tài)城市的發(fā)展需要有合理而完善的城市能源規劃支撐，而建筑能源規劃又為城市能源規劃的順利進(jìn)行提供了巨大支持。所以建筑能源規劃是重中之重，起著(zhù)相當大的作用。

 

  ２ 建筑能源規劃的現狀

 

  建筑能源規劃是以可持續發(fā)展思想為指導，在建筑能源生產(chǎn)和消費歷史與現狀調研和分析研究的基礎上，保障建筑能源供需的平衡，對建筑的各項能源供應系統及可再生能源資源利用系統綜合規劃，構建安全、穩定、經(jīng)濟、清潔、高效、可持續的建筑能源供應系統。所以不難看出，建筑能源規劃需要有調查收集和研究的第一手數據，并以此為依據，制定相應計劃以保證能源的供需平衡，構建生態(tài)可持續的能源供應體系。雖然能源規劃的意義重大，但是我國的建筑能源規劃現狀卻是令人擔憂(yōu)的。

 

  ２．１ 現有的能源規劃中缺乏建筑能源規劃

 

  目前我國的城市規劃中尚無(wú)建筑能源規劃，現有的能源規劃主要還是宏觀(guān)的城市或區域能源規劃、基礎設施專(zhuān)項規劃，未能解決建筑的能源供需平衡問(wèn)題。而建筑的能源需求又占有很大的比重，所以能否處理好建筑用能問(wèn)題，是能源規劃的重要內容。同時(shí)，建筑的能源規劃又是建筑節能的基礎，它為建筑節能提供了建筑能耗目標和環(huán)境目標；

 

  ２．２ 建筑能源供需無(wú)法實(shí)現時(shí)空動(dòng)態(tài)的平衡目前我國的城市建筑能源規劃主要還是在能源供需總量的平衡層面，無(wú)法實(shí)現能源供應和需求的時(shí)空動(dòng)態(tài)平衡往往會(huì )導致建筑能源供應區域不平衡和無(wú)法滿(mǎn)足高峰負荷需求的現象。之所以會(huì )這樣，關(guān)鍵在于只重視能源生產(chǎn)，而忽視了建筑能源管理。我國現有的城市規劃體系設計城市能源的主要是城市供電、供冷供熱和供氣三個(gè)方面，而且是各自孤立的考慮，往往造成負荷的重復計算。所以能源的無(wú)序管理是造成能源供需諸多問(wèn)題的重要原因；

 

  ２．３ 各相關(guān)部門(mén)“各自為戰”

 

  使得建筑能源規劃與各種專(zhuān)項規劃之間缺乏系統性和協(xié)調性，進(jìn)而導致基礎設施重復建設，能源利用效率不高；２．４ 建筑能源規劃中缺乏有效的數據基礎

 

  各部門(mén)、各行業(yè)缺乏分用能渠道、分能源品種的能源活動(dòng)數據，大多數情況下，進(jìn)行建筑能源情景分析預測的各項能源指標和技術(shù)參數主要還是依靠相關(guān)專(zhuān)家的經(jīng)驗估計，這就導致可建筑能源負荷存在較大的不確定性和動(dòng)態(tài)變化性，進(jìn)而使得預測結果的可靠性大打折扣。

 

  正是以上四個(gè)突出問(wèn)題的存在，為建筑能源規劃的可靠性和持久性方面埋下了隱患。

 

 

  ３ 我國建筑能源規劃的發(fā)展策略

 

  針對建筑能源規劃中存在的諸多問(wèn)題，表面上看似乎是發(fā)展與保護之間的矛盾，實(shí)際是建筑內部組織運行無(wú)序的外在表現。這體現在：一是結構不合理，主要是規劃設計思維單一，只一味線(xiàn)性的思考，而非網(wǎng)式的全面整體考慮；二是功能不順暢，致使資源低效利用，自我管理調節能力低下。

 

  為了我國建筑能源規劃達到有序發(fā)展的目的，需要在能源規劃思路上進(jìn)行調整。一來(lái)需要“整體有序”，即從整體上、宏觀(guān)上來(lái)對人居環(huán)境進(jìn)行系統設計，更要與其它專(zhuān)項規劃統籌協(xié)調，整齊劃一，因為城市能源規劃是個(gè)多層次，專(zhuān)項規劃之間又相互聯(lián)系的整體，任一層次的變化都會(huì )波及和影響其他層次的發(fā)展。而現實(shí)中能源規劃設計者常常被單一的慣性化的思維所束縛，要么只關(guān)注某一規劃，要么就是考慮經(jīng)濟效益等一系列不完整、片面的東西，進(jìn)而忽視了整體環(huán)境。所以盡量將眼光放長(cháng)遠些，將近期遠期，整體和局部的利益相統一，協(xié)調各項規劃和相關(guān)的職能部門(mén)，從而達到自然、經(jīng)濟、社會(huì )效益的綜合統一；二來(lái)需要“微觀(guān)上有序”，即立足于城市最基本的元素———人與人及人與物微觀(guān)行為分析，充分發(fā)揮人的主觀(guān)能動(dòng)性，進(jìn)而通過(guò)能源的合理規劃，來(lái)推動(dòng)和重建生態(tài)系統中的微循環(huán)，以達到建設低碳生態(tài)文明的目地。對于我國的建筑能源規劃，既要與國際接軌，吸收先進(jìn)的經(jīng)驗，更要結合的實(shí)際情況，提出符合自身發(fā)展的規劃策略，具體措施包括：

 

  ３．１ 綜合利用能源

 

  即用較少的物質(zhì)和能量追求最大的效益，也就是對有限的物質(zhì)資源進(jìn)行最充分和最適宜的設計與利用。應用在建筑能源規劃中，主要包括三個(gè)方面：一是能源的相互替代性，這樣就可以大大增加建筑能源供應系統的穩定性和靈活性，保證了正常的使用需要；二是能源供應的多元性。因為供能安全十分重要，要盡量在一個(gè)能源系統中選擇２種以上的能源；三是能源供應的低碳性，這既包括了能源生產(chǎn)過(guò)程中的低碳化，還要在能源的使用過(guò)程中多次利用，提高能源的利用率。這些能源利用措施需要貫穿于整個(gè)建筑的全生命周期內，需要詳細的監控建筑內各種能源的流向，使其效益最大化。

 

  ３．２ 保證建筑能源總量和時(shí)空上的動(dòng)態(tài)平衡一是保障建筑各類(lèi)能源負荷需求及能源總量的平衡；二是保障建筑能源供需的時(shí)空動(dòng)態(tài)平衡。在時(shí)間上要保障全年動(dòng)態(tài)符合需求，尤其是滿(mǎn)足建筑在特定時(shí)期內和特定空間上能源需求，保障不同區域、不同類(lèi)型建筑的能源供需平衡。一味追求總量上的平衡并不能滿(mǎn)足瞬息萬(wàn)變的用能情況，這需要動(dòng)態(tài)平衡的支持，才能在不同情況下合理滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，實(shí)現可持續的發(fā)展；

 

  ３．３ 優(yōu)化能源生產(chǎn)和管理結構

 

  我國現有能源結構往往重視能源的生產(chǎn)，而忽略了對能源系統的管理，例如在許多小區開(kāi)發(fā)之初，由于入住率低等諸多原因，能源需求量不高。而能源供應商為了利益的最大化而鼓勵能源消費，等到了小區比較成熟之時(shí)，供小于求時(shí)，能源供應商又趕緊擴容和擴建，造成供大于求，新的一輪鼓勵消費再次出現了。如此往復形成一種惡性循環(huán)。造成資源不合理利用和能源浪費。而這一切正是源于能源領(lǐng)域重視生產(chǎn)，忽視管理的錯誤思想。所以對各種能源利用方案，不僅要從經(jīng)濟效益、社會(huì )效益等相關(guān)方面出發(fā)，進(jìn)行綜合評價(jià)，從而對能源結構進(jìn)行優(yōu)化配置，確定最佳的能源供應系統方案。更需要參考基礎的能耗數據，以此為根本，展開(kāi)切實(shí)有效的能源管理。而目前僅僅依靠一些專(zhuān)家的經(jīng)驗分析，顯然是不夠的，也是不準確的。

 

  這就需要建立相應的建筑能源管理系統，通過(guò)人工和自動(dòng)兩種采集方式，來(lái)收集建筑物內各類(lèi)能耗參數，再運用科學(xué)的方法分析、處理，進(jìn)行合理的能源預測。所以，能源的生產(chǎn)和管理都非常重要，兩手都要抓，兩手都要硬；

 

  ３．４ “立足現在”和“放眼未來(lái)”

 

  其中“放眼未來(lái)”是指進(jìn)行規劃時(shí)需考慮經(jīng)濟、社會(huì )和技術(shù)等因素，提出具有未來(lái)眼光的指導性能源規劃。因為世界上沒(méi)有絕對靜止的物體，所有的事物都是在不斷運動(dòng)變化中的，建筑亦不例外。所以建筑能源規劃應是一個(gè)開(kāi)放的體系，以動(dòng)態(tài)的思維來(lái)考慮設計，使能源規劃方案具有足夠的彈性，才能既滿(mǎn)足現實(shí)需求，又能為未來(lái)的進(jìn)一步改善發(fā)展留有余地。只有提高建筑的靈活可變性，才能為人類(lèi)提供更長(cháng)久的服務(wù)，同時(shí)也是可持續發(fā)展的內在要求。相反，如果建筑能源規劃出現所謂的“十全十美”的方案，未必是件好事。這會(huì )將能源規劃和利用的方案限定在某一范圍之內，毫無(wú)與時(shí)俱進(jìn)之意。久而久之，還能為以后的創(chuàng )新留有一定的余地嗎？

 

  另外，“立足現在”是指結合當前國情和地區實(shí)際，制定符合地區實(shí)際、可操作實(shí)施的建筑能源規劃方案。既然能源規劃方案不能“無(wú)所不包”，當然也不能“不著(zhù)邊際”的閉門(mén)空想或者拿出所謂的“國際式”來(lái)照葫蘆畫(huà)瓢，千篇一律。這需要有著(zhù)一定的調研實(shí)踐，因地制宜的找出符合本地區，本類(lèi)型建筑的能源規劃方案。其中“因地”可以理解為“天時(shí)、地利、人和”三個(gè)方面。

 

  “天時(shí)”是指適應建筑所處的時(shí)代環(huán)境。例如我國大多數決策者目前人迷戀于巨大的構筑物和“大變”的政績(jì)觀(guān)，這在我國城鎮化初期有一定的合理性，但是到了城鎮化中后期仍然這樣做就明顯不合適了，這是與“以人為本”和諧自然觀(guān)相對立的；“地利”可以解釋為適應地方城市的功能、類(lèi)別和其它發(fā)展特點(diǎn)。目前，我國大多數城市處于快速發(fā)展的階段，城市類(lèi)別繁多，特點(diǎn)各異。由于各種類(lèi)型城市發(fā)展道路的迥異，進(jìn)行低碳化建設的方法和途徑也各不相同，如果都采用一種或者某幾種模式，必然與地區實(shí)際不符，其發(fā)展結果可想而知；“人和”則是適應地方性的文化習俗和生活習慣。離開(kāi)了人文背景的建筑能源規劃是不全面的，是不能得到當地人們和社會(huì )認可的，當生態(tài)之路失去了群眾支持，自然走不了多遠。

 

  當然，“立足現在”是基礎，是現實(shí)工作的首要目標，而“放眼未來(lái)”是動(dòng)力，這會(huì )為以后的全面發(fā)展和創(chuàng )新提供更加廣闊的天地。

 

  ３．５ 正確對待相應學(xué)科和技術(shù)

 

  建筑能源規劃是個(gè)系統工程，沒(méi)有一門(mén)學(xué)科能獨立處理建筑能源內部和外部各種復雜的關(guān)系，這將牽涉到包括建筑學(xué)知識在內的物理、化學(xué)、工程學(xué)等大量細節性的學(xué)科。所以這是一個(gè)多學(xué)科交叉的前沿領(lǐng)域，應采用系統工程方法來(lái)解決。同時(shí)技術(shù)的進(jìn)步也將極大的推動(dòng)建筑能源規劃向前邁進(jìn)；３．６ 多管齊下

 

  建筑能源規劃的實(shí)踐推廣有賴(lài)于成套技術(shù)和產(chǎn)品體系的建立與不斷完善，而中國這方面的現狀是不理想的，這就需要相關(guān)部門(mén)盡快制定出完整有效的法律法規，規范相應的規劃行為，為包括建筑能源規劃在內的各個(gè)專(zhuān)項規劃指明方向；其它相關(guān)組織和政府部門(mén)加強對群眾的宣傳教育，引導人們的行為，在國家強制力和社會(huì )道德輿論的共同作用下，為合理制定和準確實(shí)施建筑能源規劃創(chuàng )造出有利的環(huán)境。

 

  所以，建筑能源規劃需要從整體和微觀(guān)兩個(gè)層次上入手，涉及到多方面的協(xié)調統籌，從眼前和長(cháng)遠的利益中找尋最佳平衡點(diǎn)，方能為城市的能源規劃和低碳城市的建設提供強大支撐。

 

  ４ 結束語(yǔ)

 

  從上面的種種問(wèn)題中不難看出，真正的建筑能源規劃，首先應該在人，更多的人，所有人的思想意識中建成。需謹記，建筑能源規劃其實(shí)只是實(shí)現低碳生態(tài)的一個(gè)環(huán)節，需從宏觀(guān)和微觀(guān)上雙向入手才能發(fā)揮決定性的作用，只有從思想中認清低碳生態(tài)的意義，在生活習慣中貫徹低碳生態(tài)的理念，才能保證建筑能源規劃能夠順利的制定和實(shí)施起來(lái)，低碳生態(tài)城市才能真正的建立起來(lái)。