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碳减排方案范文1
关键词：住宅地下卫生间；排水；污水提升器；室外集水井
随着人们生活水平的不断提升，别墅、洋房类型的住宅产品需求不断增加。许多房地产企业为了增加住宅产品的品质及其功能性，以满足客户的需求，对该类产品通常会设置地下室建卫生间，那么针对地下卫生间排水解决方案，一直都是大家在设计中经常讨论的问题。
地下卫生间排水的解决方案，通常有两种做法：一种方法是将卫生间的污水都自流排入室外地下式污水泵井，用潜污泵将污水提升排入至附近的污水检查井中，该种方式简称“井+泵”；再有就是采用全自动污水提升装置，将污水提升后排至室外污水检查井内。下面就对以上两种排水方案的具体情况及从经济性、施工难度及施工周期、美观性及对周围环境的影响、后期维护管理几方面进行对比与分析。
一、两种解决方案介绍
1、“井+泵”：地下室卫生间的排水通过埋设在地下室地面以下的排水管道自流排入室外集水井中，再由设置在集水井中的污水泵进行提升，将污水提升至园区市政排水检查井中。
2、全自动污水提升器方案介绍
全自动污水提升器主要可用于地下室及远离排水立管不具备自流排放污水的地点卫生洁具污水的排除，也可用于船舶、车辆等排水条件不太好的场合。
污水提升器工作原理是小容器内放一台小单相水泵，小水泵的控制是由空气压力开关控制，地下室内的座便器、洗手盆、浴室等排水都流入污水提升器内，由污水提升器内的绞刀对污水中的杂物进行绞粉，绞粉后与污水流入体内，一旦液面达到启动液位时，污水提升器中的水泵开始运行，将污水提升到室外。污水提升器通电后自动运行，免维护。但需要强调是是全自动污水提升器内的水泵由于容器尺寸原因只是小功率单相电机的，且不能绞粉长纤维杂物，只能排放人的排泄物、厕纸和污水，绝对不能绞粉卫生巾、毛发、小塑料袋和计生用品等，否则就会堵塞烧坏电而无法使用。
二、优劣势分析
（一）成本方面：
1、采用“井+泵”形式：室外的集水井需要采用现浇混凝土结构形式，内壁需有防水处理，通常规模在2.5米*3米，深度视地下一层层高而定。成本构成主要有土建工程和设备安装工程（国产排污泵、滑轨、控制柜等），每个“井+泵”约6万元，拟定每2~3户使用一个室外集水井，平均每户成本在2-3万元，成本相对较高；
2、采用室内全自动污水提升器形式：无须土建投资，进口的全自动污水提升器费用约在0.4-0.5万元每台，如地下室仅有一处卫生间，则每户设置一台即可，如设置洗衣房，则应单独设置一台专门的洗衣房用的污水提升器，每户成本约在0.5-1万元，成本相对较低；
（二）施工难度及施工周期方面：
1、采用“井+泵”形式：需要土方开挖、钢筋绑扎、支模、混凝土浇筑、防水及滑轨、水泵安装，整个工期约在15~20天周左右，施工难度较大、工期较长；
2、采用室内全自动污水提升器形式：提升器安装方便，只需将卫生洁具的出水口通过排水管与污水提升器相连，只需半天即可安装完成，施工容易、工期短；
（三）美观性、对生活环境的影响：
1、采用“井+泵”形式：
（1）由于室外集水井无法密闭，不能解决有异味渗出的问题，大大影响居住品质；
（2）每个集水井中的两台污水泵（一用一备）附近会设置排污泵控制柜一台，影响园区景观；
（3）集水井上会设检修井盖，因考虑到后期的检修及维护，不宜做植草井盖或隐形井盖进行装饰，影响园区景观；
2、采用室内全自动污水提升器形式：污水提升器为塑料外壳，完全密闭，无异味散出，不会因为泵内异味泄出影响居住品质；
（四）运行费用及后期维护方面：
1、采用“井+泵”形式：每台泵的功率约2.2KW，由物业公司来负责后期的运行及维护；对业主而言，业主比较省心。而对物业而言，后期清掏集水井沉积物及排污泵维修量较大，一旦排污泵出了问题，会影响几户居民地下卫生间的使用；
2、采用室内全自动污水提升器形式：每台全自动污水提升器功率0.3~0.6KW，由业主根据自身使用情况来承担该部分电费；污水提升器的故障维修由业主联络提升器厂家进行保修。一旦提升器出了问题只影响自己家里地下卫生间的使用。
（五）对其他条件的要求：
1、采用“井+泵”形式：
（1）室外集水井占地面积较大，从整个小区的综合管网规划设计方面，需考虑出足够的位置；
（2）是考虑到建筑周围的地库设置，如果周边全是地下室的情况，就不能使用这种方式来进行排水。
3、采用室内全自动污水提升器形式：
（1）污水提升器原则上是与卫生器具放置在同一标高的地面设置，这种情况对座便器的选型要有所限制，只适用于座便器是后排水的类型；
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【关键词】高层建筑；给排水设计；节能设计；设计方案
1.引 言
我国是一个水资源较为紧缺的国家，从目前对能源的利用现状来看，对水资源的合理利用将直接关系着我国社会的稳步发展。随着整个国民经济的持续快速发展和城市化水平的不断提高，水资源短缺、电力供应短缺和原材料短缺的矛盾日益凸现。由于我国人口众多，因此家庭用水的问题较为突出，随着目前经济建设的快速发展，各种高层建筑不断涌现，如何在高层建筑中对给排水进行有效的节能节水，是当前建筑业亟待解决的一个重要问题。
因此，对建筑给水排水设计来说，如何对现有设计进行不断优化，以求最大限度的节约每一寸管道、节省每一个阀门、降低每一度电力消耗等，就成为摆在广大给水排水设计者面前的一个不容回避的问题。
2.合理控制高层建筑给水系统分区
《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003）第3.3.4条规定：卫生器具给水配件承受的最大工作压力不得大于0.60MPa；第3.3.5条规定：高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施。如果给排水设计中分区压力选择过大，卫生器具给水配件可能会由于长时间超压而产生水流泄露和能源的浪费。第3.3.6条规定：建筑高度不超过100m的建筑的生活给水系统，宜采用分区并联供水或分区减压的供水方式。如果从节约能源的角度考虑，设计中有条件的情况下最好采用分区并联的供水方式，合理的供水方式可节能25%～40%。
1. 避难层集中设置报警阀
省去减压阀的做法就建筑高度在120m左右超高层建筑的喷淋系统的报警阀设置来说，通常采用分散设置湿式报警阀的做法：在避难层内设置若干套湿式报警阀，供建筑高区自动喷水灭火系统使用；在地下室内设置若干套湿式报警阀，供避难层以下的低区自动喷水灭火
系统使用。同时，根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084-2001-2005）的相关要求，湿式报警阀入口压力不应大干1l2Mpa，在低区湿式报警阀环状供水管道入口设置减压阀组，控制阀前压力不大于1.2Mpa。
在闭式自动喷水灭火系统设计中，根据计算，喷淋水泵扬程需要1.8Mpa。在整个闭式自动喷水灭火系统的各个组成部分中，结合相关喷淋产品所提供的技术参数，湿式报警阀的最大工作压力为12Mpa；普通玻璃球下垂型喷头的额定工作压力为1.2Mpa，出厂试验压力为3.0Mpa；一般水流指示器的额定工作压力为1.2Mpa，出厂密封测试压力为2.4Mpa；对夹式安全信号蝶阀的额定工作压力可达1.6Mpa。在设计中，曾作过如下考虑：如果按照常规设计，采取在地下室和避难层分散设置湿式报警阀的做法，在低区报警阀组前的环状管网上分别设置减压阀组。根据设计要求，减压阀组通常采用两组并联，每个报警阀组采用报警阀前后设置控制阀门，并在报警阀前加设过滤器的做法。由于报警阀前后的控制阀门一般采用普通手动阀门，一旦减压阀出现故障的情况下，控制阀门不具备自动关闭功能。因此，两组报警阀组通常不具备故障情况下的自动切换功能，只能手动进行切换。此外，由于报警阀分散设置，从一定程度上增加值班人员的工作强度。
为了克服上述不足，进一步确保湿式报警阀的安全，经反复考虑，最终决定把湿式报警阀集中设置在避难层。由于避难层的建筑高度大约在60m左右，由喷淋水泵扬程减去报警阀和喷淋水泵问的高差（喷淋水泵设在地下三层），从而可以确保湿式报警阀阀前压力小于12Mpa。相比之下，由于报警阀在避难层集中设置，无需在阀前设置减压阀组即可有效保证报警阀不会发生超压，从而可以充分确保报警阀的安全，进一步提高了整个自动喷水灭火系统的安全程度。同时，由于报警阀集中设置，必然利于系统日后的运行管理。
4. 推广使用节水型设备， 减少用水量
卫生器具和配水器材是水的最终使用单位， 一套节水性能设备的好坏， 能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如， 通常淋浴喷头每分钟喷水7 L 多， 而节水型喷头则每分钟只需要3L 水左右， 节约了一半的水量。可见卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑节水的效果。所以在选择节水型卫生器具和配水器具时， 除了要考虑价格因素和使用对象外， 还要考察其节水性能的优劣.
大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的一个重要方面。例如， 使用小容积水箱大便器。目前我国正在推广使用6L水箱节水型的两档冲洗水箱的大便器. 或者以瓷芯节水龙头和充气水龙头代替普通水龙头。在水压相同的条件下， 节水龙头比普通水龙头有着更好的节水效果， 节水量为3%～50%，大部分在20%～30%之间。且在静压越高、普通水龙头出水量越大的地方， 节水龙头的节水量也越大。因此， 应在建筑中（尤其在水压超标的配水点） 安装使用节水龙头， 以减少浪费。
5. 完善热水供应循环系统
随着人们生活水平的提高， 小区集中热水供应系统的应用也得到了充分的发展， 建筑热水循环系统的质量也逐渐变得越来越重要了. 大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象， 主要体现在开启热水装里后， 不能及时获得满足使用温度的热水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这部分冷水， 未产生应有的使用效益， 因此称之为无效冷水。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。
如在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡， 循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流， 使远离加热设备的环路中水温下降； 热水管网布置或计算不合理， 致使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊， 若冷水的压力比热水大， 使用配水装置时往往要出流很多冷水， 之后才能将温度调至正常。
6. 有效利用变频调速水泵
目前变频调速水泵在高层建筑节水措施中有着十分广泛的应用，在加上现今变频调速技术发展日趋成熟完善，其显著的节点效果、快捷的调速方式、强大的保护功能、宽广的调速范围和稳定可靠的运行等优点都使得调速水泵在高层建筑给排水系统中对减少电能浪费的应用具有重要意义。以往，高层建筑往往采用的是水泵水箱联合供水的方式，其流程为通过水泵将水位提升至高位水箱，然后向下供水，这一过程水压极大，通常需要进行安装减压设置，否则会产生绝大的能源消耗，而在这一系统中电机处于频繁的启动过程，因此对电能消耗亦过于浪费。现如今，在高层建筑给排水设计中，可以采用变频调速水泵，它省去了水罐和水箱，直接减少了设备的投资。由其直接向给水系统提供用水，变频调速水泵通过对速度的调节来进行流量的控制，即由供水量的大小来对水泵电机自动进行提速或降速。水量大，则电机的转速便会自动变大，水量小，电机转速便减小。此方法可以有效的避免电机频繁启动而造成的电能浪费问题。根据调查结果显示，采用变频调速水泵供水其节电率可达30%～50%。
结语
建筑给排水节能潜能很大，在当前最重要的不是建筑节水技术，而是人们节约用水的生活习惯意识。若能减少人为自生的内在原因并充分使用节水型卫生器具，可节约建筑给排水方面所需能量的50%左右以上，那便是一件利国利民的大事。所以，使水资源不受破坏，并能进入良性的水质、水量再生循环，已成为政府和广大人民群众关注的焦点。因此要倡导、呼吁全民必须将淡水资源当作一种珍稀资源，节约用水。
参考文献
[1]杨凤兰.变频调速水泵在自动化供水系统中的节能实践[J].电气时代，2005，（11）.
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关键词:高层建筑给水;排水;设计;管网
Abstract: Fire hydrant system in high-rise building and automatic sprinkler system optimization design for the commercial value by the construction unit (developer) attention, so the commercial form of high-rise building more and more appear in the city. Fire protection design of high-rise building, especially the design of automatic sprinkling fire extinguishing system, commercial and residential building is a combination of two fire characteristics of building, be treated separately. Of course, the whole building is equipped with fire hydrant system. Optimization design is mainly dependent on the study design in practice the majority of designers, constantly with the conditions (such as living standards of people, equipment, health equipment requirements, the water status of the building structure etc.) change, study new situations, solve new problems, create new energy saving, water saving, safe and reliable water supply and drainage system and design method.
Keywords: water supply in high-rise building design; network; drainage;
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：
1 高层建筑给水排水工程的特点
随着建筑技术的提高,高层建筑愈来愈多,除了高度的增加以外,高层建筑还存在着振动源较多,给水安全可靠要求较高和排水量较大等特点,这些特点对高层建筑给水排水工程的设计方案提出了更高的要求。从相关研究和实践经验来看,认识高层建筑的给水排水工程的特点是进行科学设计的前提,笔者将其特点总结如下。
1.1静水压力大
静水压力大是高层建筑给水系统、热水系统和消防系统的特点,正因为静水压力大,如果不分区,不仅使用不便,震动噪音大,设备能耗高,浪费水资源,还容易导
致给水系统的管道及配件因此被破坏。从这个特点出发,给水系统必须进行科学、合理的竖向分区,目的在于合理有效地降低静水压力,确保系统运行的安全可靠。
1.2 消防安全要求高
高层建筑消防系统的安全可靠性要求比多层建筑的更严格,是高层建筑给水系统的又一个特点,这是因为高层建筑通常是多功能、综合性建筑,所以可引发火灾的因素比较多。众多的消防实例告诉我们,高层建筑一旦出现火情,火势的蔓延速度相当快,火灾的危险性大,扑救的难度高。另外,我国目前各地区的消防设备能力水平不一,导致高层建筑在发生火灾时扑救的难度比较大,基于这些因素,在高层建筑的消防给水系统设置上必须立足于自救。
1.3 瞬间给水、排水量大
从高层建筑的建筑标准来看,高层建筑中使用给水排水设备的人数众多,导致
瞬间很大的给水量和排水量,所以在实际使用的过程中,如果给水系统出现停水或
者是排水系统出现管道堵塞等等事故,影响的范围会很大。从这一特点出发,高层建筑的给水排水系统设计时技术措施必须合理可靠,确保给水排水系统的通畅。
1.4 排水量大、管道长
高层建筑功能多,排水量大,管道复杂,而且管道中的压力存在较大程度的波动。从提高高层建筑排水系统的排水能力要求出发,保证水封不被破坏,就必须稳定管道的压力,排水系统应设置完善的通气管系统,或是采用新型的螺旋消音单立管系统。除此之外,排水系统中采用的排水管道的材料应具有较高的机械强度,采用柔性接口。
2 住宅卫生间排水系统优化设计
在高层住宅中，卫生间作为家庭生活的一个重要组成部分，其排水方式对居住环境及管道的维护使用有着重要的影响。传统的卫生间排水方式采取的是下排式。这种方式，管道无需预埋，安装尺寸容易掌握，管道维修较为方便。但上层卫生间管道会占用下层卫生间较大空间，导致下层卫生间吊顶后层高降低。而且维修会对下层住户的日常生活造成不便，特别是管道排水的噪声给生活环境带来影响。
2.1 后排水方式
高层建筑小区复式住宅的上层部分卫生间采用的是后排水方式，因室内楼梯的存在，上层部分卫生间的卫生器具排水管道不能采用向下排式。地漏、坐便器等选用侧排式，排水管沿地面敷设，接至室外立管，经过洁具的巧妙布置与装修的配合，卫生间所有排水管均不外露，整齐美观。但此种排水方式对预埋孔洞的精度要求高，施工较麻烦，极易造成侧排地漏高出卫生间地坪，坐便器与侧出管连接错位，且排水水力条件较下排式差。地漏去水缓慢，坐便器虹吸能力差，易造成冲洗不净及增大用水量。
2.2 底板下沉排水方式
高层建筑小区大部分住宅卫生间采取的是底板下沉排水方式。因为单元结构的不同，有整体下沉与局部下沉两种形式。这两种排水方式是将卫生间楼板全部或局部降低300mm，排水管按不同的标高安排在下沉空间内，室内支管通过下沉空间接至室外立管。下沉排水方式关键要做好楼板的防水，并且要在降层内设置排水导流管，将降层积水引流至室外立管。管道安装完成后用轻质混凝土或其它建筑材料填平。底板下沉排水方式相对于下排水方式，底板下沉排水可以使得卫生间无管道外露，洁具布置灵活，占用下层空间少，提高卫生间的净高，维修时不影响下层住户，水流噪声干扰减小，优点十分明显。但采用混凝土填平降板空间，增加了结构荷载，且管道发生严重堵塞或因回填时造成的管道损坏而漏水时，须破坏地面，取出回填土及维修困难，工作量大，造成重复装修。整体下沉与局部下沉相比，局部下沉空间宽度一般不大于500mm，减少了回填量，降低了结构荷载较为经济;因维修而造成的破坏较小，工作量减少;且占用下层空间相对缩减，一般不需做吊顶。
3 高层建筑给水系统设计中的几个问题分析
3.1 竖向分区
根据规范要求和工程实践,高层建筑的给水管网通常需进行竖向分区,分区的
原则是:
（1）充分利用市政给水管网的压力。
（2）根据管道及配件承受的静水压力、节能节水、使用方便等要求。
3.2合理选择给水方式
在高层建筑给水系统设计中,确定经济合理、技术先进和供水安全可靠的给水方式,是高层建筑给水系统规划设计的核心。高层建筑给水系统的供水形式可概括为:
（1）高位水箱给水方式;
（2）气压给水方式;
（3）叠压供水方式;
（4）减压分区给水方式等基本类型。从建筑的具体要求出发,对每种形式的具体使用条件和优缺点进行综合考虑,科学、合理的进行选择某种给水方式,也可以几种给水方式相结合,在满足使用功能、消防功能的同时,尽量做到节约。
3.3高层建筑的内部给水管网科学的布置
从内部给水网的布置形式来看,有两种不同的分法:
（1）根据内部给水管网的形式差异分为:环状网和枝状网两种形式。
（2）根据建筑内部中横干管的位置差异可以分为下行上给式、中分式和上行下给式三种不同的形式。在给水管网的布置方式上应结合具体的要求和建筑的实际进行合理的选择。
3.4生活、消防水箱分开设置
（1）从保护水质和消防泵定期试水维护管理角度出发,生活、消防水池、管网和高位水箱均宜分别独立设置。
（2）采用共用吸水管方法,使设计简化,设备的维护管理方便。
（3）分建贮水池对优化地下室的设计、有效利用地下室面积、降低造价起积极的作用。
（4）高位水箱出水管上止回阀必须水平安装。
4 高层建筑排水系统设计中的几个问题分析
由于高层建筑的排水系统从排出管至顶层卫生洁具的连接管的立管较长,故卫生洁具的排水到底层排水压力大,容易使下层卫生洁具发生排水喷溅。又由于卫生洁具的排水属于间断排水,会使排水方向的前行管道系统产生气体的正压,水流在下降过程中,水流方向的后续管道产生气体的负压,形成抽吸,均可能使管道系统发生水的喷溅和水封水抽吸,故笔者总结认为高层建筑排水系统应需采取下列措施:
（1）高层建筑的一、二层应单独排水。
（2）高层建筑的排水管系应加强通气,保持管系内气压平衡;为此,高层建筑的排水系统应采用专用通气管的排水管道系统或采用新型排水管道系统。
（3）高层建筑的排水立管采用乙字弯消能措施。
（4）高层建筑污水、废水应分开设置立管排放,便于将来废水回收和利用。
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关键词：高层建筑；给水排水工程；优化
Abstract: along with the growth of the economy in our country, more and more of the high-rise building, building water supply and drainage engineering design directly reflect the residents of the quality of life quality. This paper briefly describes the high-rise building water supply and drainage engineering design characteristics, analyzed the current high building water supply and drainage mode, and the optimization of water supply and drainage design scheme is discussed.
Keywords: high building; Water supply and drainage engineering; optimization
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
随着生活质量的提升，高层建筑更多地往多层数、多功能、新设备、高技术的方向综合发展，在经济发达的大都市里，高层建筑无疑是城市高大形象的具体体现。与多层建筑相比，在主体结构上高层建筑更多是采用框剪结构或筒形结构，在这种情况下，对套管进行预留或预埋以及精确施工孔洞的位置，恰恰就成为了保障工程质量的关键，这对给排水工程的设计和施工带来了一定的难度。笔者结合多年的实践经验，在本文中简述了高层建筑给排水工程的设计特点，分析了当前高层建筑给排水方式，并对给水方案的优化做出了探讨，希望能与同行共勉。
一、高层建筑给排水工程的特点
同多层建筑的给水排水工程相比，高层建筑的给水排水工程有如下五个特点：
首先，由于高层建筑的居住人数多，给水排水设备需提供的水量自然就大。稍有不虞，会发生管道堵塞或停水事故，后果不堪设想，势必影响的范围极大。所以，高层建筑的给排水工程必须采取必要的措施，保证安全供水和通畅排水。
其次，高层建筑的使用功能非常复杂，由此导致火灾的因素也很多。一旦发生火灾，火势蔓延及其迅猛，对住户的疏散非常困难。所以，必须加强高层建筑消防给水系统的安全性能，建设一整套可靠的室内消防给水系统。
第三，高层建筑给水排水系统的静水压力很大。假如供水区域只有一个的话，不但会影响给排水系统的使用功能，而且很容易造成管道和配件的损坏。为此，给水排水系统应该妥当地实施竖向分区，以减缓静水压力，保证系统更安全地使用。
第四，高层建筑的给排水量非常巨大，给排水管道很长，为了减缓管道中的压力波动，增强系统的给水排水性能，排水管道最好采用机械强度较高的材料，并选用柔性接头，采取专用通气管排水系统或新型单立管道也非常有效。
第五，在高层建筑给排水系统中，由于夹杂各种动力设备，很容易导致不合理的振动，引起噪音。所以设计时必须考虑管道的震动、噪声和收缩等不利因素，并加以防范，保证系统的安全运行，既不破坏高层建筑的结构与美观，也不影响外观环境。
二、高层建筑的给水方式
当前我国高层建筑的生活给水大致有四种方式，包括高位水箱供水、变频水泵供水、减压分区供水和气压罐给水，介绍如下：
高位水箱的作用就是对本区的水量储存和供水及水压进行调整。在这种供水方式下，水箱中存储的水量有限，水泵的使用次数也不是很多，不用支出太多的设备费用和运营费用；但也导致了水箱内的水易受到污染，而且由于水箱容积较大，势必会使建筑结构复杂化和占用建筑面积。
变频水泵供水是通过控制交流电动机的转速，进而对流量与水压进行调节的给水设备，这种供水方式可省去高位水箱，同时节能、占地面积小、便于管理。但变频器价格贵，对工作环境条件（包括湿度、温度、灰尘等）要求较高。
气压罐给水方式则依靠离心泵和气压罐这两种设备进行供水。首先在气压罐中对空气进行压缩，以此来调整储存水量的高度，之后再软启动和循序启动水泵机组，最终实现供水目标。这种供水方式不需水箱与水塔，可以节省基建的投资，且气压罐的密封性非常好，有效避免了外界环境对水的污染，但是密封罐容量有限，且易出现供压不稳，难以保障可靠供水；此外，由于水泵使用频繁，也会增加设备的支出费用。
此外，还有减压分区给水等方式，每种给水方式都有利有弊。在给水方式的设计阶段，我们应该结合实际状况跟建筑特点，进行具体问题具体分析，也可以将几种供水方式相互结合使用，才能保证给排水系统的顺利运行，以满足高层建筑的设计标准。
三、高层建筑的给排水设计优化
在高层建筑的给排水系统中，因为排水管长、水量大、上下落差高等原因，往往会造成管道中的气压剧烈波动，加剧卫生器具的损坏，导致下水管道里的臭气进入室内，严重影响到建筑内部环境。为避免此类现象的发生，全面加强建筑给排水系统的质量，要从以下方面进行优化与控制，保证给排水系统运行的安全性。
关于管道布置的优化方面，应该在满足业主用水的前提下适当地降低工程的造价。当然，对于城市的管道网络优化设计而言，其覆盖面窄、直径小、工程造价低，这就需要在高层建筑逐渐增加的过程中，有针对性地利用高层建筑管道网络的特殊性，一步步地增强管道的质量与性能，对管道进行逐级优化措施，以达到改善管道设备布置的最终目的。
而对于卫生间时常出现的渗漏现象，很大一部分原因是因为没有处理好地面防水，导致地面水渗入楼下，所以要搞好卫生间地面的防水工作，以保证所有的管道在注水进行试压之后仍能很好地使用。卫生间使用的若是后出水式座便器的话，可以采取侧排地漏方法，将浴盆或淋浴房适当地垫高，这时，所有卫生用具排水管应会沿着地面墙角一直流出外墙。
此外，在设计施工阶段，应当注意各个专业之间的协调合作，因为排水横管与立管都设在外墙处，为防止它们影响到建筑的外观，应该在建筑方案设计阶段把卫生间设计在建筑的低地势点。还有，为了减少空调水分的滴落量，我们可以在空调的旁边设置排水管，尤其是针对卧室而言，一般都采取分体式排水，即在空调的排水管上接插三分口，并接上空调的排水软管，这样可以使建筑外观形象尽可能地增添美感。
四、结束语
相较一般的多层建筑而言，高层建筑建具有层数多、高度大、复杂性高等特点，这给给排水工程的设计与施工带来了很多难题，这要求设计者对高层建筑进行技术经济分析以后，选用适当的供水设备，合理地对给排水系统进行分区，保证系统正常地运行。
参考文献：
[1] 杨建青，刘义；高层建筑给排水工程设计[J]；山西建筑；2010(24)，192-193.
[2] 蒋怀中，刘；高层建筑给排水工程设计探讨[J]；科技创新导报；2011（29）：40-41.
碳减排方案范文5
关键词： 碳减排； 全球碳减排方案； 中国节能减排； 低碳经济
中图分类号： X16； X51 文献标识码： A 文章编号： 1009-055X（2011）05-0001-06
收稿日期： 2011-01-13
作者简介： 卞家涛（1983－）， 男， 博士研究生， 研究方向为能源金融、 金融机构管理。
余珊萍（1949－）， 女， 教授， 博士生导师， 研究方向为国际金融、 金融机构管理。
一、 引 言
哥本哈根气候大会后， 碳减排问题再次引起国际社会的高度重视和广泛关注。其中， 全球碳减排方案（或碳排放权分配方案）由于关系到各国的发展权益和发展空间， 成为关注的焦点。同时， 中国作为世界上最大的发展中国家和CO2排放大国， 今后的长期排放数量及排放路径被全球广泛关注， 面临的国内外压力与日俱增， 未来的经济发展也受到严峻的挑战。
因此， 对全球碳减排方案和中国碳减排相关研究进行系统性的文献梳理， 以厘清研究脉络和进展、 明确未来研究方向， 对于公平的确立“后京都时代”的全球碳减排格局， 更好地维护我国的权益， 高效实施节能减排、 发展低碳经济具有重要的理论意义和现实必要性。
二、 全球碳减排方案述评
鉴于全球气候变化给人类带来的灾难和危害， 减少碳排放已逐渐成为世界各国的共识， 但由于涉及经济代价、 发展权益和发展空间， 一个覆盖世界各国的碳减排方案始终没有达成， 争论的核心是“如何界定或分配各国的碳排放权”， 对此有很多不同的方案。
（一）主要国际组织、 国外学者提出的碳减排方案
曾静静、 曲建升和张志强（2009）通过研究主要国际组织、 国家、 研究机构和一些学者所提出的温室气体减排情景方案后， 得出：温度升高的控制目标总体以2℃为主， 即到21世纪末， 将大气温度控制在不高于工业革命前2℃的范围内； 一般都倾向于在2050年将大气温室气体浓度控制在450×10-6～550×10-6 CO2e（二氧化碳当量）的范围内， 但各个方案中有关具体的减排责任分配、 减排措施和减排量分歧仍然较大。［1］IPCC（政府间气候变化专门委员会）（2007）提出《公约》中的40个附件Ⅰ国家， 2020年在1990年的基础上减排25%―40%， 到2050年则要减排80%-95%；对非附件Ⅰ国家（主要是发展中国家）中的拉美、 中东、 东亚以及“亚洲中央计划国家”， 2020年要在“照常情景”（BAU）水平上大幅减排（可理解为大幅度放慢CO2排放的增长速率， 但排放总量还可增加）， 到2050年所有非附件Ⅰ国家都要在BAU水平上大幅减排。 ［2］UNDP（联合国开发计划署）（2007）提出全球CO2排放在2020年达到峰值， 2050年在1990年的基础上减少50%， 发达国家应在2012―2015年达到峰值， 2020年在1990年基础上减排30%， 到2050年则减排80%；发展中国家在2020年达到峰值， 到2050年则要比1990年减排20%。［3］OECD（经济合作和发展组织）（2008）提出以2000年为基准年， 2030年全球应减排3%， 其中OECD国家减排18%， 金砖四国排放可增加13%， 其他国家增长7%；到2050年全球减排41%， 其中OECD国家减排55%， 金砖四国减排34%， 其他国家减排25%。［4］GCI（英国全球公共资源研究所）（2004）提出了“紧缩趋同”方案, 设想发达国家与发展中国家从现实出发,逐步向人均排放目标趋同， 发达国家的人均排放量逐渐下降， 而发展中国家的人均排放量逐渐上升， 到目标年都趋同于统一的目标值， 实现全球人均排放量相等。［5］Stern（2008）提出到2050年， 全球温室气体排放量至少应该在1990年水平上减少50%， 即2050年排放量应该减少为每年不到20 Gt CO2e， 以后进一步降到每年不到10 GtCO2e。到2050年全球人均排放量应该控制在2tCO2e左右， 发达国家应该立即采取行动， 到2050年至少减排80%；多数发展中国家到2020年应该承诺具有约束力的减排目标。［6］Srensen（2008）提出在2100年比2000年升温1.5℃目标下， 对2000－2100 年期间不同排放主体的排放空间直接作了分配， 同时为各国匹配了明确的年人均排放额度。根据“人均未来趋同”（即当前排放高者逐渐减排， 低者可逐渐增高）的分配原则， 到2100年左右时， 达到不同国家人均排放相同。［7］Browne和 Butler（2007）提出创建一个国际碳基金组织（ICF）来解决减排问题。ICF的首要任务是设定减排量， 将碳浓度保持在参与国一致同意的上限水平之下， 然后通过政治磋商来分配减排目标比例， 以反映目前人均收入和排放水平的变化。［8］（二）国内学者关于上述方案的评价
丁仲礼、 段晓男、 葛全胜等（2009）认为IPCC、 UNDP和OECD等方案不但没有考虑历史上（1900－2005年）发达国家的人均累计排放量已是发展中国家7.54 倍的事实， 而且还为发达国家设计了比发展中国家大2.3倍以上的人均未来排放权， 这将大大剥夺发展中国家的发展权益。并指出IPCC 等方案违背了国际关系中的公平正义原则， 也违背了“共同但有区别的责任”原则， 因此没有资格作为今后国际气候变化谈判的参考。当前发达国家倡导的从确定全球及各国减排比例出发， 构建全球控制大气CO2浓度的责任体系的做法， 实质上掩盖了发达国家与发展中国家在历史排放和当前人均排放上的巨大差异， 并最终将剥夺发展中国家应得的发展权； 认为以人均累计排放为指标、 从分配排放权出发， 构建全球控制大气CO2浓度的责任体系， 最符合公平正义原则。［9］潘家华、 陈迎（2009）认为GCI提出的“紧缩趋同”方案， 从公平角度看, 默认了历史、 现实以及未来相当长时期内实现趋同过程中的不公平， 对仍处于工业化发展进程中的发展中国家的排放空间构成严重制约。［10］吴静、 王铮（2009）采用MICES系统对Stern方案进行模拟， 得出Stern方案虽然能明显控制全球气候变暖， 但不论从经济发展的角度还是从人均排放的角度来看， 均牺牲了较多发展中国家的利益， 在世界上制造了新的不公平。认为Srensen方案的设置较为激进， 在实施上存在技术困难。［11］黄卫平、 宋晓恒（2010）对Browne & Butler提出创建ICF的提议给予了肯定， 但认为ICF必须以全球合作为基础， 实行一国一票制（基金以消费基数形成认缴义务）， 并主张ICF初始资金的认缴必须考虑历史因素， 不能根据各国的经济规模来确定， 即初始资金发达国家承担50%， 剩下的50%再由世界各国根据各自的消费基数认缴。［12］国务院发展研究中心课题组（2009）发现： 在温室气体排放权分配方案方面， 有些缺乏内在一致的理论依据， 有些则充满实用主义和主观价值判断。这些方案或多或少都有一个共同特点， 就是有意无意地忽视发展中国家的权益。［13］（三）中国学者提出的碳减排方案
陈文颖、 吴宗鑫和何建坤（2005）提出了“两个趋同”的分配方法：一个趋同是 2100 年各国的人均排放趋同（或不高于2100年的人均排放趋同值）， 另一个趋同是1990 年到趋同年（2100年）的累积人均排放趋同。趋同的1990－2100年的累积人均排放以及2100年的人均排放趋同值将根据温室气体浓度控制在不同的水平这一目标来确定。并认为：在这种分配模式下， 发展中国家可以获得较多的发展空间， 其人均排放在某一时期将超过发达国家从而将经济发展到较高水平后开始承担减排义务， 这是发展中国家实现工业化和现代化、 建立完善的基础设施体系、 提高国民生活水平、 实现可持续发展所必需的。［14］丁仲礼、 段晓男、 葛全胜等（2009b）根据人均累积排放相等原则， 通过计算各国的排放配额和剩余的排放空间， 将世界各国或地区分为四大类：已形成排放赤字国家、 排放总量需降低国家或地区、 排放增速需降低国家或地区、 可保持目前排放增速国家。［15］樊刚、 苏铭和曹静（2010）基于长期的、 动态的视角， 提出根据最终消费来衡量各国碳排放责任的理论， 并根据最终消费与碳减排责任的关系， 通过计算两个情景下1950－2005年世界各国累积消费排放量， 发现中国约有14%－33%的国内实际排放是由别国消费所致， 建议以1850年以来的（人均）累积消费排放作为国际公平分担减排责任与义务的重要指标。［16］潘家华、 陈迎（2009）设计了一个同时考虑了公平和可持续性的碳预算方案， 即以气候安全的允许排放量为全球碳预算总量， 设为刚性约束， 可以确保碳预算方案的可持续性；将有限的全球碳预算总额以人均方式初始分配到每个地球村民， 满足基本需求， 可以确保碳预算方案的公平性。碳预算方案涉及初始分配、 调整、 转移支付、 市场、 资金机制， 以及报告、 核查和遵约机制等， 建立了一个满足全球长期目标、 公平体现各国差异的人均累积排放权标准。［10］国务院发展研究中心课题组（2009）假定T0代表工业革命时期， T1代表当前， T2代表未来某一时点（如2050年）。首先， 根据目前大气层中温室气体总的累计留存量以及人均相等的原则， 界定T0―T1期间各国的排放权。各国排放权与实际排放之差， 即为其排放账户余额， 从而为每个国家建立起“国家排放账户”。并将超排国家模糊不清的“历史责任”明确转化为其国家排放账户的赤字， 欠排国家的排放账户余额则表现为排放盈余。其次， 科学设定T1―T2 期间未来全球排放总额度， 并根据人均相等的原则分配各国排放权。每个国家在T1―T2期间新分配的排放额度， 加上T0―T1期间的排放账户余额， 即为该国到T2时点时的总排放额度。方案既保留了《京都议定书》的优点， 又克服了其覆盖范围小、 发展中国家缺乏激励， 以及减排效果差等缺点。是一个具有理论依据且能很好维护发展中国家正当权益的“后京都时代”公平减排方案。［13］通过对碳减排方案的回顾， 我们可以发现：我国学者提出的碳减排方案基本上都是基于考虑历史责任的人均累积排放相等的分配原则。在此原则上形成的方案， 与其他国家尤其是发达国家提出的碳减排方案相比， 充分体现了“共同但有区别的责任”原则和“可持续发展”原则， 维护了发展中国家的权益， 具有公平性、 正义性、 合理性。
在今后的国际气候问题谈判中， 我们可以将我国学者提出的方案作为谈判的重要依据和参考。同时， 要加大对外宣传力度， 使国外相关主体能够逐步了解、 认同我国学者提出的碳减排方案， 以便在“后京都时代”碳排放权分配中最大程度地维护我国的正当权益。
三、 中国碳减排相关研究进展
中国作为CO2排放大国， 面临的国内外压力与挑战与日俱增， 深入剖析影响中国碳排放的因素， 积极寻找减排途径与对策， 既是中国顺应世界发展潮流的需要， 又是高效实施节能减排、 加速发展低碳经济， 实现可持续发展的内在要求。
（一）影响中国碳排放的因素与碳减排对策
王锋、 吴丽华和杨超（2010）研究发现： 1995－2007年间， 中国CO2排放量年均增长12.4%的主要正向驱动因素为人均GDP、 交通工具数量、 人口总量、 经济结构、 家庭平均年收入， 其平均贡献分别为15.82%、 4.93%、 1.28%、 1.14%和1.11%， 负向驱动因素为生产部门能源强度、 交通工具平均运输线路长度、 居民生活能源强度， 其平均贡献分别为－8.12%、 －3.29%和－1.42%， 提出通过降低生产部门的能源强度来实现碳减排。［17］
王群伟、 周鹏和周德群（2010）对我国28个省区市1996－2007年CO2的排放情况、 区域差异和影响因素进行了实证研究， 结果表明：我国CO2排放绩效主要因技术进步而不断提高， 平均改善率为3.25%， 累计改善为40.86%；在区域层面， CO2排放绩效有所差异， 东部最高， 东北和中部稍低， 西部较为落后， 但差异性有下降趋势， CO2排放绩效存在收敛性； 全国范围内， 经济发展水平和产业结构高级化程度具有显著的正面影响， 能源强度和所有制结构则抑制了CO2排放绩效的进一步提高。作者建议： 既要注重科技创新， 又要大力加强管理创新、 制度创新和提高人员素质， 以更有效地控制CO2排放； 针对区域CO2排放绩效的差异性， 可加强节能减排技术、 制度安排等方面的交流和扩散； 把经济发展、 产业结构调整和降低能耗结合起来， 并考虑所有制的变动， 以这些因素的综合效果作为改善CO2排放绩效的重要举措。［18］陈劭锋、 刘扬、 邹秀萍等（2010）通过IPAT方程理论和实证分析表明， 在技术进步驱动下， CO2排放随着时间的演变依次遵循三个“倒U型”曲线规律， 即碳排放强度倒U型曲线、 人均碳排放量倒U型曲线和碳排放总量倒U型曲线。依据该规律将碳排放演化过程划分为碳排放强度高峰前阶段、 碳排放强度高峰到人均碳排放量高峰阶段、 人均碳排放量高峰到碳排放总量高峰阶段以及碳排放总量稳定下降阶段等四个阶段， 发现在不同演化阶段下， 碳排放的主导驱动力存在明显差异， 依次为： 碳密集型技术进步驱动、 经济增长驱动、 碳减排技术进步驱动、 碳减排技术进步将占绝对主导。并指出： 碳排放三个倒U型曲线演变规律意味着应对气候变化不能脱离基本发展阶段， 必须循序渐进地加以推进。由于发展阶段不同、 起点和基础不同， 发达国家应以人均和总量减排指标为重点， 而发展中国家包括中国的减排行动则应以提高碳生产率或降低碳排放强度为目标导向。提出中国可通过调整经济结构； 大力发展低碳能源或可再生能源， 优化能源结构；加大技术创新力度； 加强国际合作， 积极争取发达国家的技术转让和资金支持等途径来减缓碳排放增长态势。［19］除了上述文献在研究影响中国碳排放的因素之后， 提出的针对性碳减排对策， 学者们又从以下几方面提出了一些碳减排的途径。
魏涛远、 格罗姆斯洛德（2002）研究发现： 征收碳税将使中国经济状况恶化， 但CO2的排放量将有所下降。从长远看， 征收碳税的负面影响将会不断弱化。［20］高鹏飞、 陈文颖（2002）研究也得出： 征收碳税将会导致较大的国内生产总值损失。［21］不过， 王金南、 严刚、 姜克隽等（2009）认为征收碳税是积极应对气候变化和促进节能减排的有效政策工具。征收低税率的国家碳税是一种可行的选择， 低税率的碳税方案对中国的经济影响极为有限， 但对减缓CO2排放增长具有明显的刺激效果。［22］周小川（2007）指出金融系统应始终高度重视节能减排的金融服务工作， 要从强化金融机构在环保和节能减排方面的社会责任意识和风险防范意识、 建立有效的信息机制、 对与环境承载能力相适应的生产能力配置给予市场和政策方面的支持、 理顺价格发挥市场基础作用等角度入手， 运用金融市场鼓励和引导产业结构优化升级和经济增长方式的转变。［23］梁猛（2009）提出通过转变资金的使用方式， 将直接投资于节能减排项目的资金转变为项目的坏账准备；完善配套的运行机制、 建立二级市场； 发挥保理工具在节能减排融资方面的独特作用等途径来加强金融对节能减排的支持力度。［24］彭江波、 郭琪（2010）认为金融具有的资金、 市场、 信用等禀赋优势可以通过引导社会资金流向、 创造金融工具完善风险管理机制、 创造流转交易市场、 改变微观主体资信等级等途径支持节能减排市场化工具的创新与应用， 从而助推节能减排产业的发展。［25］潘家华、 郑艳（2008）认为减排可以通过以下途径实现： 可再生能源的开发及利用； 充分利用各种市场机制： 进一步拓展CDM的范围和规模， 发挥其在引进国外资金、 技术方面的积极作用； 通过设立一种作为个人消费性排放标准的碳预算， 对于超过标准的碳排放征收累进的碳税， 对于低于碳预算的消费者进行适当补贴， 从而约束奢侈浪费性碳排放；在积极自主研发的同时， 也可以尽可能地利用发达国家成本较低、 更具适用性的一些成熟技术推动减排。［26］陈晓进（2006）提出： 在近期， 通过节能降耗， 尤其是大幅降低建筑能耗和提高工业用能的效率， 能有效地减少CO2排放； 在中期， 发展和利用CO2捕集和封存技术， 是我国减排温室气体的最佳途径之一； 在远期， 调整能源结构， 用低碳燃料或者无碳能源替代煤炭， 是减少我国温室气体排放的最终途经。［27］（二）碳减排与中国能源结构、 产业结构和工业增长
林伯强、 蒋竺均（2009）利用传统的环境库兹涅茨模型模拟得出， 中国CO2库兹涅茨曲线的理论拐点对应的人均收入是37170元， 即2020年。但实证预测表明， 拐点到2040年还没有出现， 分析了影响中国人均CO2排放的主要因素后发现， 除了人均收入外， 能源强度， 产业结构和能源消费结构都对CO2排放有显著影响， 特别是工业能源强度。提出降低中国CO2排放增长的关键是， 通过提高能源效率来降低能源强度， 建立透明的价格形成机制， 引导能源的合理消费和提高效率。［28］林伯强、 姚昕和刘希颖（2010）从供给和需求双侧管理来满足能源需求的角度， 将CO2排放作为满足能源需求的一个约束。通过模型得到反映节能和碳排放约束下的最优能源结构， 并通过CGE模型对能源结构变化的宏观经济影响进行了研究， 研究表明： 中国的经济发展阶段、 城市化进程以及煤炭的资源和价格优势， 决定了中国目前重工化的产业结构和以煤为主的能源结构。所以， 现阶段通过改变能源结构减排的空间不大， 应该通过提高能源效率等途径来节能减排。［29］张友国（2010）研究得出： 1987年至2007年经济发展方式的变化使中国的GDP碳排放强度下降了66.02%。指出： 大力发展第三产业和扶持高新技术产业、 限制高耗能产业发展的产业政策、 投资政策、 贸易政策等政策措施有利于优化产业结构并降低碳排放强度。建议进一步加大投入， 通过引进、 消化和吸收国际先进技术、 国际合作开发和自主创新等方式提高整个生产部门的能源利用技术。［30］张雷、 黄园淅、 李艳梅等（2010）研究发现： 东部地区的碳排放始终在全国占据着主导地位； 中部地区碳排放在全国的比重表现出稳中有降的态势； 西部地区比重虽较小， 但基本保持着上升趋势。通过分析中国碳排放区域格局变化的原因发现： 产业结构的演进决定着一次能源消费的基本空间格局， 地区产业结构多元化程度越成熟， 其一次能源消费的增速越减缓； 缓慢的一次能源消费结构变化是导致难以降低地区碳排放增长的关键原因。提出： 积极引导第三产业的发展， 加快产业结构的演进速率； 推行现代能源矿种的资源国际化进程， 最大限度地改善地区、 特别是东部沿海地区的一次能源供应结构； 加大对非常规一次能源开发利用的研发力度。［31］陈诗一（2009）把能源消耗和CO2排放作为与传统要素资本和劳动并列的投入要素引入超越对数生产函数来估算中国工业分行业的生产率， 并进行绿色增长核算。研究发现， 改革开发以来中国工业总体上已经实现了以技术驱动为特征的集约型增长方式转变， 能源和资本是技术进步以外主要驱动中国工业增长的源泉， 劳动和排放增长贡献较低， 甚至为负。指出为了最终实现中国工业的完全可持续发展， 必须进一步提高节能减排技术。［32］陈诗一（2010）设计了一个基于方向性距离函数的动态行为分析模型对中国工业从2009－2049年节能减排的损失和收益进行了模拟， 认为“工业总产值年均增长6%， 通过均匀降低二氧化碳排放的年均增长率， 使得二氧化碳排放在2039年达到最高峰， 其后继续均匀减排至2049年的－1%的减排率”是通向中国未来双赢发展的最优节能减排路径。在此路径下， 节能减排尽管在初期会造成一定的损失， 但从长期来看， 不仅会实现提高环境质量的既定目标， 而且能够同时提高产出和生产率， 最终实现中国工业未来40年的双赢发展。［33］通过对中国碳减排相关研究的回顾， 我们可以发现：影响中国碳排放的因素很多， 学者们从不同角度提出了针对性的对策建议。这启示我们： 在制定我国碳减排目标时， 需要综合考虑产业结构、 能源结构、 能源利用效率、 技术水平、 发展阶段、 地区发展等具体因素， 从战略高度系统性地实施碳减排行动， 大力发展低碳经济， 努力实现保护气候和可持续发展的双赢。
四、 展望与结语
综上所述， 在文献回顾和梳理的基础上， 结合我国碳减排面临的问题， 我们认为要注重以下几方面的研究： （1）加强定量估算以增强全球碳减排方案科学性和可操作性方面的研究； （2）以人民币为碳交易结算货币， 争取碳定价权和推进人民币国际化进程方面的研究； （3）碳减排的市场机制和政策效应方面的研究； （4）碳减排与碳政治的关系研究。
何建坤、 陈文颖、 滕飞等（2009）为我国当前碳减排行动指明了方向， 即要统筹国内国际两个大局， 在对外要努力争取合理排放空间的同时， 对内要把应对气候变化、 减缓碳排放作为国家的一项重要战略， 统一认识， 提前部署。推进技术创新， 发展低碳能源技术， 提高能源效率， 优化能源结构， 转变经济发展方式和社会消费方式， 走低碳发展的道路， 是我国协调经济发展和保护气候之间的根本途径。［34］
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Review and Forecast of Carbon Emission Reduction
BIAN Jia-tao, YU Shan-ping
（School of Economics and Management, Southeast University, Nanjing 211189, Jiangsu, China）
碳减排方案范文6
如上文所述，当前世界各国已提出了多种碳排放权分配方案，各有优缺点。下文就各类分配方法中的代表性方案进行详细评论。
1.1人均年排放量趋同分配方法人均年排放量趋同分配方法[1]的主要思想是：发达国家逐渐减少其人均年碳排放量，而发展中国家慢慢增加其人均年碳排放量，到某一目标年两者趋同。本文认为该方法侵犯了发展中国家的人均排放权利，这不仅因为它未考虑发达国家与发展中国家历史排放责任的差异[13、15-16]，更为严重的是按照该方法实施，在实现趋同以前，发达国家的人均年排放量会始终高于发展中国家，这将导致两者人均历史累计排放量的差距进一步单调增加，这对发展中国家来说是极为不公平的。在人均年排放量趋同思想的基础上，发达国家提出了各种改进和变通方案，但这些方案在兼顾公平性方面仍存在一些不足，下面举一个例子进行剖析。CCCPST方案[7]由美国、荷兰和意大利的几位科学家共同提出，主要思想是由不同国家的高收入群体承担减排义务。笔者认为该方案既难以操作，又不公平。首先，对于一个国家来说，高低收入的比例结构不仅与化石能源带来的收益有关，还与其政治经济体制、财富分配机制相关，而后者起主导作用，关系更为密切。使用一个与化石能源CO2排放相关性不高的指标“高收入人数比例”作为全球各国间的排放权分配依据，很不合理，而且会使得发达国家轻易逃脱其碳排放的历史责任。其次，该方法的可操作性很低：富人与穷人，很难做出一个既合理又公平的界定，且发达国家与发展中国家的富人标准无疑是不一样的，难以统一；国家之间收入换算成统一标准是采用汇率还是采用购买力，也没有定论。最后，从公平性的角度来说，仅由富人承担减排责任也不合理。
1.2考虑历史责任的分配方法巴西提案[9]认为全球气候变化主要是发达国家自工业革命以来200多年间温室气体排放的累积效应造成的，提出以“有效排放量”（即考虑气体在大气中的半衰期影响）为指标分配附件1国家的碳排放限额，从而体现“污染者付费”的原则（污染者付费原则要求根据各国温室气体排放造成的环境影响来分配碳排放限额）。巴西提案考虑了各国的历史碳排放责任，并提出发达国家应建立清洁发展基金帮助发展中国家减排的观点，比较有利于发展中国家。但有学者[18]指出巴西提案存在以下重大缺陷：由于附件1与非附件缔约方各国采用的计量方法不同，若仅根据有效排放来确定减排义务，非附件1缔约方将在其人均有效排放量远低于附件1缔约方的人均有效排放量时，就承担与附件1缔约方相同的减排义务。也有学者[11]提出巴西提案只强调了污染者要为历史付费，而没有考虑处于不同发展阶段的各国当前及未来的发展需求。如何将其更好地应用于全球碳排放权的分配，还需要进一步探讨。国内的碳排放权分配方案[10]基本是以“人均历史累计排放指标”为基点，来分配未来全球CO2排放限额。该方法强调发达国家与发展中国家历史排放责任的不同，显然，考虑历史责任的人均分配方法在一定程度上有利于发展中国家。不过，笔者认为，虽然从人权的角度来说，人均的碳排放权益是在进行碳减排指标分配时应该要考虑的首要指标，但不应是唯一的指标，仅考虑这一个指标尚不够公平，但遗憾的是，现有的绝大部分方案均未综合考虑各国的国家自然社会经济状况。潘家华等[11]提出的“满足人文发展基本需求的碳预算方案”，该方案考虑了历史排放责任的不同，首先运用人均原则确定评估期内满足全球长期目标的全球碳预算，然后以基准年人口为标准对各国碳预算进行初始分配，并根据各国气候、地理、资源禀赋等自然因素对各国初始碳预算作出调整，并通过基于实际需求的碳预算转移支付，以达到保持全球碳预算的总体平衡和各国碳预算平衡的目的。笔者认为碳排放权分配不仅需要纳入各国的自然社会环境要素，从多角度、多尺度综合考虑各相关指标，如能在分配中从公平性角度实现公平性最大化考量的话，可能更有利于被世界各国接受。另外值得一提的是，采用人均原则进行碳排放权分配的方法普遍存在这样2个缺陷：在分配方案中难以考虑未来人口的真实变化导致的影响，以及难以兼容未来全球碳容量变化（人类对全球碳容量的科学认识是不完备的，未来可能有巨大变化）对碳排放权分配结果的影响。这2个缺陷会导致现有的分配方法往往是站在现代人的角度，来限定未来人的排放需求，而且这种分配方案在理论上和数值上均未必是准确的，因此这类做法在某种程度上违背了可持续发展的要求，这也就意味着这一类分配方法的公平性和可持续性还有待提高。
1.3其他分配方法GDP碳排放强度分配原则[15]认为各国的碳排放限额与其GDP碳排放强度成反比。笔者认为无论碳排放强度与碳排放限额分配是正相关还是负相关，都是不合理的，理由如下：发达国家由于其较高的技术水平和较合理的能源和经济结构，具有较低的碳排放强度；而发展中国家由于经济技术相对落后，具有较高的碳排放强度。如果低排放强度的国家（如发达国家）分得较多的排放权，会造成“富则越富，穷则越穷”的现象，发达国家与发展中国家之间的差距越来越大。若高排放强度的国家（如发展中国家）分得较多的排放权，由于经济技术相对落后将会排放更多的温室气体，这就违背了全球碳减排的宗旨。所以国际碳排放权分配机制中难以采用GDP碳排放强度指标，采用这一指标分配只有在存在内部利益协调机制的体系中（比如同一个国家、同一个行政区域或同一个经济体系）才是比较便于实现的，也有利于提高该体系对碳排放权配额的整体利用效率。
1.4小结上述分配方法为全球碳排放配额的确定提供了很好的思路，但笔者认为在公平性兼顾方面还存在一些缺陷，各自缺陷已在上了详细陈述。总体来说，现有方法存在以下2个共同的重大缺陷：首先，现有分配方法中的绝大部分分配方案均未能综合考虑各个国家自然社会环境因素的差异，选取的分配指标单一，潘家华等[11]虽首次在碳排放权分配中综合考虑了这些方面的影响因素，但在具体分配方案的公平性考量上尚有待改进；其次，现有分配方案对未来全球碳容量变化、人口变化等不确定因素的定量化兼容性较差（未来长时间尺度的人口变化是难以准确预测的，全球碳容量究竟有多少也仍然是一个学术上悬而未决的事）。这些问题在一定程度上降低了碳减排分配方案的公平性和可操作性，使得各个国家之间一直难以达成减排共识，拖延了全球碳减排行动的实施。针对现有碳排放权分配方法在公平性和兼容性方面不太令人满意的现状，本文基于前期研究提出的“生存权平等，发展权有别”的思想和多角度衡量公平性的评价指标体系[19]，提出基于基尼系数法的全球CO2排放权优化分配方法（文中简称基尼系数法）和滚动规划的分配理念，并开发优化求解软件进行基尼系数优化分配模型的求解，以期最大可能地提高碳排放权分配方案的公平性和可操作性。
2基于基尼系数法的全球CO2排放权分配方法
2.1基本原则和滚动规划理念基尼系数是经济学中用来衡量居民收入分配公平程度的指标，近年来，基尼系数的应用领域越来越广泛，已经不仅仅局限于传统的经济领域。文献[19]中作者用基尼系数法对2006年G20主要国家的CO2现状排放公平性进行了分析，本文将其引用到碳排放权分配领域，期望得出一套较科学、合理、公平的分配方法。笔者认为全球碳排放权的分配要兼顾以下3个方面的公平[20]：（1）初始分配的公平：要求能对各国家CO2历史和现状排放做出准确合理的评价，分配指标的选取要尊重各国自然社会环境因素的差异、最具代表性、能尽最大可能保障每个国家和个体的排放权利。（2）分配结果的公平：要求减排责任的分担要在保障人类基本生存发展需求的基础之上，尽可能创造社会福利，既要保障当代人的排放权利，又要保证子孙后代的排放权利不受损害。（3）分配过程的公平：要求考虑未来不同时间段的变化，尽可能地减少和兼容不确定性因素。针对初始分配的公平，本文在碳减排分配指标选取时，遵循了文献[19]中提出的2个基本原则“生存权平等，发展权有别”。“生存权平等”是指人人生而平等，每个个体都应获得平等的维持自身生存和发展的碳排放权益，所以要体现公平性首先要考虑人口指标；“发展权有别”是指人权指标固然是首要考虑的指标，但仅考虑这一指标也是不公平的。国与国之间人口相同，但在其他指标上不同的话，在CO2允许排放量这个指标上的发展权也应是不同的。针对分配结果和分配过程的公平，本文试图通过滚动规划和基尼系数最优化的分配理念来解决。笔者认为碳排放权的分配过程应该是一个滚动规划的过程，因为人类对气候变化的认识是不断进步的，当新的认识出现时，未来全球CO2可排放总量将会变化。此外，未来主动愿意承担减排责任的地区和国家可能会越来越多。再者，未来人口也将会剧烈变化，仅以现代人的角度来分配未来某个长时间段的排放权，将会损害后代人的排放权益。滚动规划的分配理念是指基于规划期起始年现状排放的事实，对人们现有水平认识下的未来碳排放空间，以基尼系数总和最小为目标，进行碳排放权的优化分配，计算得出未来3~5年的排放配额（即3~5年为一个规划期）。具体计算方法为：以目前提出的较为合理的CO2浓度总量控制目标（体积浓度450×10-6、500×10-6或550×10-6等）为参考，得出一定时间尺度规划期内（如2009-2050年）全球公认的CO2允许排放总量，运用基尼系数法对该总量进行分配，得出当期世界各国的排放配额；每一规划期的自然社会环境指标数据以这一规划期的起始年为依据，下一规划期的允许排放总量根据全球最新公布的总量数据和上一规划期末各国家的实际排放状况（盈余或是赤字）重新给出，依次类推。期间如果出现全球性气候灾害、剧烈火山喷发等变化，导致自然界排放的碳增加或减少，或是学术界有关全球碳容量的科学认识和研究结果有较大更新变动，则可及时修正人类可排放总量；此外，如果出现某些国家主动承担减排责任，高于基尼系数法分配的份额，则也可修正分配方案；等等。
2.2指标体系的构建运用基尼系数法优化分配模型对全球CO2排放权进行分配，指标体系的构建是至关重要的一个环节。在文献[19]中，依据“生存权平等，发展权有别”的思想，已构建了一套相对合理的指标体系，认为除人权因素外，在与CO2允许排放量有关的发展空间上，还应考虑以下几个指标：国土面积、资源禀赋以及对全球碳汇的实际贡献。本文将沿用人口、国土面积、生态生产性土地面积、当前化石能源探明储量四个指标，具体理由文献[19]已详细分析，不再赘述。本文数据来源与文献[19]相同，但将数据进行了如下改进：（1）本文将数据更新至2008年；（2）完善了俄罗斯等前苏联国家历史排放数据，主要是将前苏联的历史排放数据分配至俄罗斯、乌克兰等前苏联国家，原朝鲜数据分配给韩国和朝鲜，补充德国分裂时期（东德和西德）数据和日本未管辖的琉球群岛时期数据，将蒙古的历史排放数据从中国分出去，原因是在美国橡树岭国家实验室的数据库中，并未对一些国家的历史责任进行分配整合，有必要进行重新计算，具体的分配计算方法是以该国分裂年的人口数据为基准，将该国历史累计排放量进行分配，得到该国的历史累计排放量；（3）改进了化石能源探明储量数据，将石油、天然气、煤储量按照热当量：1m3天然气=1.33kg标准煤，1kg原油=1.4286kg标准煤，1kg原煤=0.7143kg标准煤，统一转化为标准煤当量。（4）将G20国家扩充到全球所有国家，并根据数据的完备程度及分类方法，将全球所有国家整合成71个国家和地区。
2.3基尼系数法分配思路本文依据文献[19]评价结果，并参考文献[21]中的“基于基尼系数的水污染物总量分配方法”，来进行基尼系数法的优化分配。根据滚动规划分配理念，以5年为一个规划期：首先确定规划起始年至规划目标年的世界各国CO2新增排放总量，记为W1；然后计算各国自工业革命至规划起始年的实际排放总量，记为W2；用基尼系数法对各国自工业革命到规划目标年的CO2可排放总量（W1+W2）做出分配，再减去各国历史累计至规划起始年的实际排放量，即可得出该规划期各国的排放配额。分配过程的实质是基尼系数的优化调整过程，以基尼系数加权总和最小为目标函数进行优化调整，调整的同时保证4个自然社会环境指标中的任何一个的基尼系数都不变大，即基于各指标的总量分配公平性不能变差。在优化分配过程中，基于“生存权平等，发展权有别”的伦理学思想（文献[19]），人口指标是最重要的指标，应加大其权重。为了计算方便，本文将人口指标的权重设为0.4，其它3个指标等权对待，都为0.2。需要承认和注意的是，这种权重结构的设置是由本文研究者事先人为粗略给定的，肯定不是最佳的最终结果，本文建议在实际应用中可以采取群决策的技术方法进行处理，即邀请有关利益各方代表和学者根据计算结果的具体情况进行国际谈判来商定最终的赋值结果。
2.4基尼系数法计算步骤（1）确定可分配的CO2排放总量。（2）分别统计各个国家各相应指标和当期CO2现状排放量的数值，将前者分别除后者，即得各国在各基尼系数指标下的CO2排放强度（即斜率），对各基尼系数指标下的斜率进行排序后（从小到大），计算各基尼系数下各国在该指标中占该指标总和的百分比，并相应地计算出该基尼系数指标下的各国CO2排放量占总和的百分比数值（在初次计算各国在各指标中占总量的百分比数值之后，每次仅需按各基尼系数指标的斜率排序进行重排即可），进而计算基于各个指标的现状基尼系数之值。式（1）中，Xi为i国在国土面积、生态生产性土地面积、人口或化石能源储量指标上占所有国家总和的百分比；Yi为该国CO2排放量占所有国家总和的百分比；n为分配国家的个数，当i=1的时候，Yi-1为0。（3）以各指标对应的基尼系数加权总和最小为目标函数，各国家CO2排放配额为决策变量，在各指标现状基尼系数和CO2可分配总排放量的约束条件下利用C++语言编程进行优化求解，确定分配方案。目标函数计算如下。式（2）中，G1、G2、G3、G4分别为国土面积、生态生产性土地面积、人口和化石能源储量4个指标的基尼系数；F为国土面积、生态生产性土地面积、人口和化石能源储量4个指标的基尼系数加权总和。
3应用实例研究
本文首先运用前期研究的评价方法[19]衡量近年来各国CO2排放的公平性，然后在VC平台上设计开发了可以实现滚动规划分配理念和基于基尼系数法的全球CO2排放权优化分配模型的计算机算法和求解软件（因为现有优化求解软件均无法求解这一模型，包括Matlab、GAMS、SPSS和Excel软件中的优化求解模块等软件均无法直接求解这个模型，其主要原因是该模型在优化求解的过程中要不断地对世界各国在洛伦兹曲线中的名次进行重排序，而现有的优化软件均无法直接实现这一要求）。运用上述基尼系数法优化分配求解软件，对全球各国工业革命累积至2008年实际排放量和2009-2050年排放空间进行虚拟分配，并与虚拟IPCC方案2020年和2050年排放情景的基尼系数进行粗略对比，来探讨此方法的公平性效果。本文提出的基于基尼系数法的CO2排放权分配方法和滚动规划的分配理念，旨在进一步提高全球碳减排分配方案的公平性。本文首先运用基尼系数法优化分配模型对全球各国自工业革命至2008年的CO2实际排放总量进行优化分配，得出优化分配后基于各项指标的基尼系数之值，并以之与各国历史累计至2008年的实际排放现状作比较，从而定量化地评估基尼系数法对改善碳排放权分配公平性的效果。
3.1工业革命至2008年CO2排放虚拟分配方案及结果分析全球各国自工业革命至2008年CO2排放虚拟分配额如表1所示，变化比例是指用基尼系数法优化分配模型来分配各国历史累计到2008年可排放总量后，各国所得配额与各国累计至2008年实际排放量的差额比例，正数是指相对于实际排放方案各国可增加的碳排放量比例，负数则指要减少排放量的比例。需要说明的是正数或者负数代表的仅是各国自工业革命到2008年当期的盈余或赤字，代表各国潜在的减排压力，而并非实际的盈余与赤字，实际的盈余和赤字与未来全球的碳容量有关（未来的全球碳容量究竟有多少到目前为止并无定论，而碳容量不能确定的话世界各国的实际碳排放盈余和赤字也就无法确定）。表1说明用基尼系数法优化分配模型来虚拟优化分配全球各国自工业革命至2008年的CO2排放配额，与各国累计至2008年实际排放量相比，附件1国家美国、荷兰、法国、保加利亚、捷克、德国、希腊、匈牙利、波兰、西班牙、乌克兰、丹麦、意大利、罗马尼亚、俄罗斯、英国和日本的排放配额都有不同程度地减少，当期形成了排放赤字，除希腊、西班牙、乌克兰和俄罗斯以外赤字比例都在50%以上，而加拿大、挪威和澳大利亚由于地广人稀、历史较短等因素排放配额有所增加，其中澳大利亚可以增排133.26%。非附件1国家阿塞拜疆、乌兹别克斯坦、其他欧亚、科威特、卡塔尔、阿联酋、南非、朝鲜和韩国的排放配额出现赤字，赤字比例在64%以内，其他国家均有盈余，未来减排压力较小。基尼系数法优化分配模型分配结果显著地缩小了发达国家与发展中国家CO2排放量配额的差距，并使得发达国家相互间出现了较大的分异，公平性程度更高，通过基尼系数之值可进一步说明，如表2所示。由表2可以看出，用基尼系数法优化分配模型虚拟分配全球国家从工业革命累计至2008年的可排放总量，基于各项指标的基尼系数之值均比各国累计至2008年实际排放基尼系数之值小，其中基于国土面积和生态生产性土地面积指标的基尼系数值优化至相对公平区间，基于人口指标的基尼系数值优化至比较公平区间（基尼系数公平性衡量参照经济学领域的公平性区间：基尼系数低于0.2表示环境资源利用公平；0.2~0.3表示比较公平；0.3~0.4表示相对公平；0.4~0.5表示利用不公平；0.5~0.6表示利用非常不公平；0.6以上表示极度不公平），说明基于基尼系数法的分配方案更趋于公平。本文采用了4项有代表性的自然社会环境指标，它们可分别代表各国家的自然、社会和环境状况，因此，在此基础上进行的CO2总量指标分配结果的公平性也更好。
3.2不同目标浓度下全球各国的排放空间计算及分配
3.2.1碳排放空间的计算人类未来通过燃烧化石能源可排放碳总量计算方法是：首先，设定排放目标浓度；然后，根据向大气排放1Gt碳，大气CO2体积浓度会增加0.47×10-6[17]，全球碳循环过程中海洋和陆地等自然系统能够吸收54%，扣除土地利用所导致的排放（按年均1.5Gt碳）来计算碳排放空间。本文将目标年份设在2009-2050年，根据IPCC报告建议的控制温度的大气目标浓度范围，本文分别设定体积浓度450×10-6、500×10-6、550×10-63种目标浓度，分别计算3种情形下的化石能源碳排放空间，如表3所示。3.2.2不同情形下2009-2050年碳排放空间虚拟分配根据表3所得3种情况下工业革命至2050年碳排放空间，利用前文设计的基尼系数优化求解软件进行分配，得出各国工业革命至2050年的碳排放空间。然后减去各国历史累计至2008年的排放量，即得到各国2009-2050年碳排放配额，其中正数表示未来仍有排放空间，负数则表示该国已经将排放配额用完，并且出现赤字。同时计算未来排放空间较历史累计排放增排比例，正数代表未来排放空间较历史累计排放增加的比例，负数代表未来排放空间较历史累积排放减少的比例，如表4所示。由表4可以看出，附件1国家美国、荷兰、法国、捷克、德国、波兰、丹麦、英国和日本在3种情形下均有赤字，保加利亚、西班牙、乌克兰和罗马尼亚在体积浓度500×10-6和550×10-6情形下的排放配额尚有盈余，匈牙利和意大利在550×10-6浓度情形下有少量排放空间，而加拿大、希腊、挪威、俄罗斯、澳大利亚、新西兰在3种情形下均有一定量的剩余排放空间，总体上看，发达国家配额较人均历史累计趋同法的有所增加。非附件1国家仅部分国家有赤字出现，乌兹别克斯坦、卡塔尔、阿联酋、朝鲜和韩国在450×10-6浓度情形下赤字；其他欧亚和科威特在450×10-6和500×10-6浓度情形下出现赤字，大部分国家存在一定的发展空间。需要说明的是，3种情形下均未形成赤字的国家，并非一直不需要减排，如果这些国家继续以目前排放强度或更高强度排放，部分国家的排放配额将在2050年前消耗殆尽，届时可能也需要不同程度的减排，其具体的未来减排情况，需要根据未来的实际排放情况进行滚动规划方能确定。上述结果（盈余或是赤字）单纯是从公平性最大化角度所作的优化分配，在方案实际实施过程中，不仅要考虑CDM机制交易[22]各国的CO2排放量收支（即排放权购买国家要增加其排放配额，卖方国家要减去交易额），另外还要酌情考虑发达国家通过资金援助等手段对发展中国家碳减排提供的帮助。值得一提的是，依据基尼系数法的优化分配规则和滚动规划的分配理念，在各国历史排放和自然社会环境状况一定的基础上，以3~5年为一个规划期进行碳排放权的分配，全球CO2排放配额分配方案就可以进行实时的滚动，这种滚动规划就使得该方法能够定量化地兼容未来各种变化因素的同时又不失公平性（如人口的变化、碳源碳汇统计方法和口径的变化、全球碳容量研究结果的更新变动、各国的主动性承诺等），从而大大提高该方法的适用性。
3.3与IPCC方案基尼系数对比为了进一步验证方案的公平性，本文粗略计算了IPCC方案实施后的基尼系数，与基尼系数法的基尼系数进行对比。IPCC[17]（政府间气候变化专门委员会）提出附件1国家，2020年在1990年的基础上减排25%~40%，到2050年则要减排80%~95%；对非附件1国家中的拉美、中东、东亚以及“亚洲中央计划国家”，2020年要在“照常情景”（BAU）水平上大幅减排，到2050年所有非附件1国家都要在BAU水平上大幅减排。我们分别假定在2009年就实现2020年和2050年目标，其中2020目标设定为2009年附件1国家在1990年基础上减排30%，非附件1国家无需减排，2050年目标设定为2009年附件1国家在1990年基础上减排90%，非附件1国家减排20%，计算其基尼系数，如表5所示。由表5可知，按照IPCC方案进行实施的话，其分配后果仍然是不公平的，大部分指标仍处于不公平甚至极度不公平的区间。而与之相比，基尼系数法各项指标的基尼系数和基尼系数加权总和均有不同程度的减小，且基本都处于公平区间（仅在化石能源储量的指标上变化不大，这与寻求多指标加权总和最小有关），可见基尼系数法分配的公平性在本文所定义的公平性范畴下更优。
4结论与展望