低碳经济与智能建筑

2010-07-07北京瑞拓电子技术发展有限公司李志文

智能建筑与智慧城市 2010年4期

文｜北京瑞拓电子技术发展有限公司李志文

1 背景分析

温家宝总理在今年的政府工作报告中提到：“大力开发低碳技术，推广高效节能技术，要努力建设以低碳排放为特征的产业体系和消费模式，积极参与应对气候变化国际合作”。在刚刚过去的2009年12月，来自192个国家的代表聚集在哥本哈根，召开关于拯救地球、二氧化碳减排等问题的大会。中国在大会上郑重承诺，到2020年，我国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%～45%。无疑，二氧化碳排放是引发地球变暖的核心因素之一，但是一个经常被忽略的事实是，建筑领域的二氧化碳排放量在二氧化碳排放总量中，几乎占到了50%，这一比例远远高于运输和工业领域。我国目前每年新增建筑面积约为2×1010m2，据建设部预测，到2020年，我国累计新增各类建筑将达到约3×1011m2，年新增建筑面积接近全球年建筑总量的一半，建筑能耗将达到1.1×1010t标准煤的水平。

一切迹象显示，低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势，一个全新的建筑变革时代，正在快步向我们走来。

2 低碳经济与智能建筑的定义

低碳经济指“通过技术创新、制度创新等手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源的消耗”的经济发展形态。

智能建筑指“以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”的建筑。

从它们的定义，我们不难看出它们之间联系的紧密性，也不难看出它们的结合——低碳建筑未来发展的美好前景。

3 低碳建筑发展的制约因素

（1）增加投入

低碳建筑的发展所面临的一个很现实的问题，就是资金的一次性投入与节能回报的持续性回收的主体并不一致（自建项目除外）——资金是由开发商投入的，回报却由业主享受。这是制约当前低碳建筑发展的主要问题之一。引入低碳材料会增加成本，而对于企业与市场而言，成本永远都是最敏感的问题，开发企业一般都对这个问题采取回避的态度；再加上一些企业在经过利润空间计算后，发现即使不进行节能开发也能取得高回报，便更不愿意碰触价格这个敏感话题了。此外，一些自建项目的投资者受自身认识水平所限，更多地把资金投入到装修等方面，忽略了节能的重要价值。

（2）系统设计与大楼的整体配套差

目前，智能建筑设计单位基本为设计院和系统集成公司。众所周知，智能建筑节能潜力的主要部分在空调、电力系统中，但目前主要的设计单位一般对上述系统缺乏深入的了解，如果开发商对此也没有一个比较清楚的认识，那么像空调、照明系统是应当纳入到楼宇控制系统中还是应当独立控制这样的争论，以及在招标中，阀门在暖通、弱电系统中重复招标等情况，就会频繁出现。事实上，这也是我们在现实中经常遇到的。智能建筑系统，只有作用到其他系统之上，才能最大程度上地体现出其节能减排的价值。

（3）技术、设备选择保守

智能建筑产业本身是个高新技术产业，却也随着技术日趋成熟，出现了一个目前业内普遍存在的问题：技术、设备选择保守。我们经常听到从业人员强调系统首先要可靠、稳定，这固然没有错误，但在实际操作中，人们却由于对此的误解，越来越明显地不敢使用新技术、新材料。由于这种原因，许多老的生产厂商在新设备的制造推出方面采取了所谓稳扎稳打的保守的方式，而一些新公司在推出新产品的过程中，得不到市场的反应，造成许多新技术、新产品不能在第一时间得到应用，严重制约了智能建筑产业的发展，显然也制约了智能建筑对低碳经济的贡献。

（4）系统的前期论证、设计、安装、调试、售后服务各环节脱节

以HVAC及其自控系统为例，在智能建筑中，其工程实施的步骤大体上是建筑设计院的暖通空调专业人员进行设计，并提出自控要求，自控设备厂商进行控制部分的方案设计和施工设计，以及安装调试，然后移交给物业管理部门进行运行管理。这几个环节涉及建筑设计院、自控厂商和业主等单位。工程实施本应在各单位的密切配合下，一环扣一环地运转。然而，实践表明，目前其中各个重要环节常常脱节，遗留后患，给BA系统的节能效果甚至正常运行带来严重的负面影响。这种脱节现象主要表现在以下几方面：

◆ 业主对BEMS（楼宇能量管理系统）的节能潜力及运行可能出现的问题往往心中无数，对于HVAC系统设计和HVAC自控设计中的重大方案问题往往未组织必要的论证；

◆ 建筑设计院暖通空调专业人员对自控专业提的要求往往深度不够，经常出现全年工况划分、相应的空气处理过程焓湿图、各种情况下各种执行机构的动作要求及工作状态、情况转换的边界条件等均未提供的现象；

◆ 设备安装单位的工作常常不按规程进行，在安装完毕之后并未对各个风系统和水系统进行认真的调试，造成其未能达到平衡；

◆ 自控设备厂商在工程实施时往往投入不足，因而无力在现场针对具体工程进行具体分析，调试工作存在种种缺陷，如针对建筑物特性和具体管网特征的一些参数选择较为粗糙，夏季、冬季和过渡季节等不同情况普遍未进行足够的调试；

◆ 智能建筑售后服务体系薄弱，许多工程公司的维护工作仅限于保证设备能够工作，设备使用过程中的二次开发几乎是一片空白。

（5）后期使用率低

目前国内智能建筑市场存在的一种普遍现象：很多智能建筑项目的设计达到了很高的水准，技术也很先进，完全达到了5A标准；但在项目建成交付使用后相当长的一段时间内，开通率很低，智能化系统的实际应用程度也很低，有些子系统实际上长期处于闲置状态，有些系统的功能由于物业管理人员操作不熟练，索性用手工代替。这样的智能建筑，其设计指标很难得到实现，造成了极大的浪费，与低碳建筑的理念背道而驰。

4 解决方法

建筑能耗，主要包括建筑采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器、电梯等方面的能耗。建筑节能就是要在保证和提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用率。在智能建筑这一建筑和IT融合的特殊领域，也存在着节能问题。据专家研究，我国大型公共建筑单位建筑面积能耗大约是普通居住建筑的10倍左右，而大型公共建筑又多为智能建筑，所以说智能建筑的节能潜力是十分巨大的。智能建筑的节能是个系统工程，也比一般建筑的节能更复杂，既要考虑通常意义上的建筑节能，又要考虑到建筑智能化系统的IT节能，同时还面临各建筑智能化子系统的充分利用、降低能耗的问题。因此，智能建筑的节能是一个综合性、全方位的课题，需要相关各方共同探讨，寻找解决办法。

（1）国家应出台扶持政策、制定详细标准

国家应在税收、奖励、资金成本等方面扶持智能建筑在低碳建筑中的应用，制定、完善相关的国家标准。在刚刚结束的十一届全国人大、政协三次会议上，全国工商联在向政协提交的提案中建议，要在土地、税收、产业等政策方面向绿色低碳建筑倾斜。政府管理部门不仅要在减碳方面有政策与财政方面的支持，还要在节水、节材、节地和环境保护方面有所部署，在土地政策、税收政策、产业政策方面进行改革和倾斜，促进绿色低碳建筑项目的顺利开展。此外，还要鼓励绿色低碳房地产金融创新。房地产是资本密集型产业，要使资本与绿色低碳地产相结合，使绿色低碳地产成为房地产长远发展的“平衡基金”和控制资产泡沫、平抑房价的“对冲基金”。因此，笔者建议鼓励发展绿色低碳房地产信托投资基金，通过多种融资方式为低碳地产开发提供发展资金。在目前暂未实行碳税的情况下，还可尝试实行开发企业累积的碳减排量积分制，尝试设立“房地产碳税空转制度”，当条件成熟时，用于冲抵碳税或政策规定的其他税费。

（2）合理增加相关投入

一份测算表明，如果采用节能标准化流程，增加总成本5%左右的投入，就能取得30%～40%的减排效果。从“建筑经济”的角度来讲，建筑有30～50年的平均寿命，而5%的投入一般在5～6年内即可收回。

除了成本这个显而易见的因素之外，还有一个因素是开发企业的意识问题。“那些具备高度社会责任感、站在一定高度上的企业才会想方设法去节能减排，建设低碳建筑”。在这方面我们的政府项目应该起到表率作用，与其把许多资金投入到奢华的装饰装修方面，还不如加大智能建筑的投入，以期取得经济与社会双重效益。

（3）提高设计水平、重视设计中的整体协调问题

智能建筑各系统是一个整体，只有充分认识到各系统的作用，在设计中把握好整体协调问题，才有可能充分发挥智能建筑在节能领域的作用。

智能建筑各系统对低碳经济的主要贡献如表1所示。

（4）大胆使用新技术、新材料、新设备

首先，生产厂家要增加新材料、新技术的研究。智能建筑对低碳经济的贡献，很大的一部分就体现在产品的生产过程中。比如，虽然综合布线系统本身并不属于高耗能领域，但其产品在生产制造的过程中，需要消耗大量的石油及有色金属等资源，所以同样需要节能。在生产制造过程中，只有不断地改善产品结构，改进生产工艺，降低生产原料的消耗，才能在布线领域为节能做出贡献。另外，在项目建设中，使用优质的综合布线产品，可以降低施工过程中的产品报废率，这也可以理解为从另一个角度实现了节能。再比如：采用光效高、耗电少、寿命长、易控制、免维护的节能灯、LED灯不但能达到很好的节能效果，也能够美化环境。

（5）解决好设计、安装、售后服务、使用各环节的协调，重视二次开发

表1 智能建筑各系统对低碳经济的主要贡献表

首先，设计人员要有比较全面的技术知识，不仅要懂得智能建筑本身的技术，也要兼顾其他专业的知识，同时要有意识地去与其他专业人员协商、沟通，尽量在设计中体现出整体性、兼顾性、全面性。在安装调试的过程中，技术人员不能为了提高“效率”，为了开通而开通，应当尽可能地把产品、系统的功能与现场结合，发挥其最大功效。使用环节中存在的使用率低等问题，事实上也反映出了系统设计与使用脱节，以及对使用者缺乏必要的全面培训等问题，因此工程完成后的技术交底与培训、二次开发就显得尤为重要。目前从开发商到集成公司，都有一个认识上的误区：总认为二次开发多，就表明设计不合理。其实我们知道，智能建筑中的许多系统，只有在使用中才能发现问题，特别是楼控系统，如果不经过春夏秋冬的检验，如何给出最佳的控制模式？所以说重视二次开发是一种进步，是一种必需。