馬明均
進入21世紀以來,全球淡水資源越來越匱乏,但是能源消耗卻不斷增加,人類每年的CO2排放量都以0.5%的速度增長,面對巨大的資源、能源和環(huán)境壓力,綠色建筑已逐漸成為國際關注的熱點問題。據(jù)權威機構統(tǒng)計,世界上約有50%的資源用在建筑領域,環(huán)境中的固體廢物也有50%來自建筑物。建筑和建筑相關行業(yè)的能源消耗占世界總能耗的46.7%左右,世界上約40%的CO2來自建筑物。因此,大力推進綠色建筑的發(fā)展是解決資源、能源和環(huán)境問題的最有效途徑,從20世紀開始,許多國家和地區(qū)都大力發(fā)展綠色建筑認證體系,以達到促進綠色建筑快速發(fā)展的目的。
目前,我國建筑行業(yè)的能耗非常巨大。預計到2020年,國內建筑建造將達到200億m2,如果不加大節(jié)能建筑的研發(fā)力度,則高耗能建筑比例將會超過95%。與發(fā)達國家相比,我國建筑節(jié)能起步晚,相關法律法規(guī)和節(jié)能標準直到20世紀80年代初才陸續(xù)出臺,法律本身也有一定的局限性,缺乏可依據(jù)的技術細節(jié)和操作標準。此外,政府部門的建筑節(jié)能標準流于形式,缺乏具體有效的實際措施,在系統(tǒng)管理部門之間的溝通較差,職能分工不夠明確,造成能耗高的建筑數(shù)量一直降不下來。此外,政府部門缺乏激勵性的經(jīng)濟規(guī)制,而經(jīng)濟控制的激勵政策不到位,就會導致節(jié)能改革資金匱乏,最終減緩建筑節(jié)能目標的實現(xiàn)。
綠色建筑節(jié)能的核心是節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)地,并堅持以人為本。由于我國能源短缺、資源緊張,如果過度追求舒適,就會增大建筑能耗,所以綠色建筑以適用為最佳。不能一味地堆砌高科技設備、儀器,要分區(qū)選擇適用的技術。
例如對西北地區(qū)(例如甘肅地區(qū))等降雨量比較少的省份,安裝雨水回收利用系統(tǒng)是沒有必要的,會造成不必要的能源消耗。由于地區(qū)日照時間長,建筑設計時要盡量按照南北方向進行布置,提升太陽能的利用效率,并且可以充分利用日照充分的特點,建設玻璃封閉的暖廊,降低能耗。
而對于西南地區(qū)(例如成都地區(qū))這種日照時間比較短的城市,并不適合推廣使用太陽能,會造成資源浪費,達不到節(jié)能目的。
再如,在建筑結構中窗戶是不可或缺的,建筑能耗的50%都會通過窗戶流失,在進行窗戶設計時,需要根據(jù)具體的情況來確定,分析建筑功能和類型,建筑所在的地區(qū)是南方還是北方,如果是學校建筑,對采光要求比較高,對制冷、制熱的要求相對較低,為了便于采光,可以將建筑窗戶開大,而普通住宅對制熱和制冷要求比較高,特別是家里有小孩和老人的家庭,對采暖要求最高,而且要考慮節(jié)能因素,因此住宅窗戶不適宜開得過大。當前很多新建住宅設計成落地窗其實是不合理的。
又如在進行建筑外墻保溫設計時,要求東北嚴寒地區(qū)保溫板的設計厚度達到20cm,而一些北方寒冷地區(qū)(例如北京地區(qū))保溫板的厚度只需要達到8cm即可,如果執(zhí)意做成20cm厚無疑是造成了資源浪費。所以,要根據(jù)項目所在地區(qū)的具體情況因地制宜地選擇綠色節(jié)能技術。
(1)健全綠色建筑標準和評價體系
首先,對現(xiàn)有的綠色建筑技術準則不斷進行優(yōu)化改進,根據(jù)不同氣候、區(qū)域制定出不同的綠色建筑使用規(guī)范和產(chǎn)品適用性評價系統(tǒng)。其次,對現(xiàn)有的綠色建筑評價制度進行完善。為了大力推動綠色建筑工作的進行,需要對產(chǎn)品的能效進行分級認證和能效管理,不斷擴大綠色建筑的評級體系。對監(jiān)管部門的工作職能和工作方式進行明確化,強化綠色建筑的后期評價系統(tǒng)。
(2)充分利用節(jié)能新技術
①余熱回收系統(tǒng)。在建筑節(jié)能過程中,空調余熱回收系統(tǒng)是節(jié)省能耗的關鍵。實際應用過程中,可以使用空調對新風進行熱交換,然后采用排風的方法降溫,從而達到回收余熱的效果。
②末端裝置技術。在建筑物中空調不僅散發(fā)熱量,而且還有大范圍的輻射,各類輻射會讓居民不能感受到風的存在,還能透過低溫源頭和高溫源頭使用,提升熱泵效率。利用末端裝置技術可以間接降低冷熱源,降低常規(guī)能源的使用量。
③采暖技術。將平衡閥安裝到城市管網(wǎng)中可以使系統(tǒng)保持平衡,而且可以使采暖范圍的平均溫度降低,提升系統(tǒng)熱效率,降低能源消耗。
④太陽能光伏技術和LED照明等技術的應用可以顯著降低能耗,具有良好的經(jīng)濟效益。在實際應用時可以使用并網(wǎng)的方法將全部路燈光伏發(fā)電容量充分利用起來,并網(wǎng)后發(fā)送至電網(wǎng)中。晚上時,LED路燈可以使用電網(wǎng)的電,一輸一送后可以使發(fā)電能力提升50%,并且不需要安裝蓄電系統(tǒng),系統(tǒng)的造價可以降低50%。對于不能充分利用太陽能的地區(qū),可采用組合利用蓄能材料、隔熱玻璃的方法因地制宜地使用材料研發(fā)儲能器。白天可以利用儲能器對太陽能進行收集,晚上可以將收集到的能量釋放出來,進而達到節(jié)省能耗的目的,如圖1所示。
圖1 蓄能材料和隔熱玻璃組合使用
(3)自然通風、自然采光創(chuàng)新設計
建筑設計時,自然采光和自然通風設計可以使居住者感到更加舒適,有助于提升室內環(huán)境。自然光源具有多樣性的特點,不同的時段、不同的季節(jié)表現(xiàn)出來的特性也不同。對于建筑節(jié)能來說,進行自然光和自然通風的合理設計,可以有效降低空調能耗和人工照明能耗。例如,某塔樓建筑在進行設計時,在中部位置布設了內天井,辦公室進深保持在9m左右,保證了采光條件。走廊、電梯后梯廳均實現(xiàn)了自然采光,提高了建筑的使用舒適度。而且塔樓天井在熱壓作用下會形成煙囪效應,在春季和秋季,入口門廳和辦公室可以實現(xiàn)穿堂通風,使室內空氣質量得到了改善,營造了舒適陰涼的室內環(huán)境。如圖2所示。
圖2 內天井效果
綜上所述,我國處于綠色建筑和建筑節(jié)能的關鍵性時期,不僅需要抓住機遇,克服一切困難,而且還需要打破傳統(tǒng)思維的里面,傳播新型的建筑理念。采用因地制宜的方式來進行綠色節(jié)能的推廣,再充分利用政府單位的扶持,建立起全新的綠色建筑和節(jié)能發(fā)展的局面。