綠色建筑策略實(shí)施論文
時(shí)間:2022-03-25 03:40:00
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摘要:五合國(guó)際在深入研究國(guó)際先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上,結(jié)合在中國(guó)多年的實(shí)際工程實(shí)踐,努力探索一套適合中國(guó)國(guó)情具體措施,歸納總結(jié)了適合中國(guó)國(guó)情的一些生態(tài)、舒適、節(jié)能的高新技術(shù)體系,發(fā)表出來(lái),與大家共同探討。
引言
目前,建筑高能耗的現(xiàn)狀還沒有引起全社會(huì)的充分重視,因此切實(shí)地推進(jìn)建筑生態(tài)節(jié)能面臨著大眾觀念、經(jīng)濟(jì)成本、技術(shù)保證等諸多方面的制約。影響我國(guó)建筑節(jié)能推進(jìn)的深層根源主要體現(xiàn)在以下四方面:1)對(duì)于建筑領(lǐng)域各個(gè)方面,尚缺乏有效的政策激勵(lì)制度;2)公眾節(jié)能意識(shí)不足且能源價(jià)格目前偏低,節(jié)能項(xiàng)目由于技術(shù)的投入,初次投資成本增加,對(duì)業(yè)主和消費(fèi)者缺少足夠吸引力;3)施工監(jiān)管不力及施工驗(yàn)收手段差.使節(jié)能項(xiàng)目的質(zhì)量難以保證,對(duì)此,我們也缺乏有力的懲罰機(jī)制;4)節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)研究不夠,由于綠色建筑在我國(guó)處于起步階段,很難明確得知一項(xiàng)技術(shù)在建筑全生命周期的生態(tài)效果、節(jié)能效果。很多項(xiàng)目選技術(shù)時(shí)都遇到這個(gè)問題。
1發(fā)展策略
在制定政策方面國(guó)外的很多經(jīng)驗(yàn)對(duì)中國(guó)有借鑒意義,例如,為了降低建筑物的能源消耗量,德國(guó)政府和社會(huì)采取的措施多種多樣,如:國(guó)家銀行系統(tǒng)為綠色建筑提供低息貨款,資助節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用;建立針對(duì)明確目標(biāo)群組(如業(yè)主,建筑師,開發(fā)商)的宣傳信息和咨詢系統(tǒng);通過宣傳咨詢使大眾接受采用新型的節(jié)能技術(shù);此外,還有把舊房改造目標(biāo)定為舒適、節(jié)能、環(huán)保,利用稅收政策推動(dòng)建筑節(jié)能等等。
參照歐美國(guó)家成功的生態(tài)節(jié)能政策體系和技術(shù)措施,對(duì)具體節(jié)能技術(shù)體系我們也應(yīng)規(guī)范地進(jìn)行引導(dǎo)、控制與要求,如:頒布節(jié)能法規(guī),規(guī)定建筑最低標(biāo)準(zhǔn)的保溫值。節(jié)約夏季制冷能耗,控制建筑外墻的熱穿透系數(shù)的最高允許值等等。具體要加強(qiáng)的工作有:計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)和建筑物使用能耗計(jì)算方法的深入研究,這是生態(tài)節(jié)能居住區(qū)規(guī)劃和住宅設(shè)計(jì)的前提條件。另外,加強(qiáng)太陽(yáng)能技術(shù),太陽(yáng)能取暖,太陽(yáng)能發(fā)電等技術(shù)的研究。提高太陽(yáng)能利用效率,在工程建設(shè)中,一方面引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)為我所用,另一方面,全面系統(tǒng)地消化、吸收引進(jìn)技術(shù)并努力創(chuàng)新、不斷增強(qiáng)自主研究開發(fā)的能力,并開辟各種渠道,結(jié)合工程設(shè)計(jì)和技術(shù)改造項(xiàng)目,推廣應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備,取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。發(fā)達(dá)國(guó)家有很多先進(jìn)的產(chǎn)品,根據(jù)項(xiàng)目的需求,整合國(guó)際、國(guó)內(nèi)技術(shù)產(chǎn)品資源形成適當(dāng)?shù)募夹g(shù)體系是開發(fā)中的關(guān)鍵。技術(shù)系統(tǒng)立足于國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品,關(guān)鍵設(shè)備材料采用在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上可以購(gòu)買到的國(guó)外產(chǎn)品。新技術(shù)的采用,不求最新、最貴,重在系統(tǒng)化的配合與互動(dòng)。新技術(shù)的采用能夠促進(jìn)產(chǎn)品更新?lián)Q代,創(chuàng)造產(chǎn)品差異化,滿足不同層次的社會(huì)需求。
2技術(shù)實(shí)施體系
生態(tài)節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)主要從整體環(huán)境規(guī)劃和單體建筑設(shè)計(jì)兩個(gè)方面開展。在整體環(huán)境規(guī)劃中,強(qiáng)調(diào)的是建筑與環(huán)境的關(guān)系,解決建筑與地貌、植被、水土、風(fēng)向、日照與氣候的關(guān)系。這里就不具體展開談了。在單體建筑設(shè)計(jì)中則分為九個(gè)方面:1)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng);2)太陽(yáng)輻射的控制與改善;3)自然通風(fēng)與采光的利用;4)可再生能源的利用;
5)高舒適度,低能耗的室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng);6)優(yōu)秀的建筑能源系統(tǒng);7)水資源循環(huán)利用系統(tǒng);8)智能樓宇自控系統(tǒng);9)提供高舒適度的其他技術(shù)系統(tǒng)。以下對(duì)這九個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹和說(shuō)明。
2.1外圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)包括以下方面:
1)高效保溫隔熱的外墻體系;
2)熱橋阻斷構(gòu)造技術(shù);
3)高效保溫隔熱屋面技術(shù)與構(gòu)造設(shè)計(jì);
4)高效門窗、幕墻系統(tǒng)及高性能玻璃的選用與構(gòu)造技術(shù)。
2.2高性能遮陽(yáng)技術(shù)系統(tǒng)
太陽(yáng)輻射對(duì)建筑有相當(dāng)?shù)挠绊懀照帐故覂?nèi)獲得充足的光線,對(duì)其進(jìn)行有效的利用可減少照明系統(tǒng)的能耗,而且在冬季。太陽(yáng)的輻射可使建筑得到一定的熱量,從而降低建筑的熱負(fù)荷,但夏季太陽(yáng)的輻射得熱構(gòu)成了空調(diào)負(fù)荷相當(dāng)?shù)牟糠帧R虼藢?duì)太陽(yáng)輻射應(yīng)當(dāng)有計(jì)劃、有目的地靈活控制與改善,以達(dá)到最大限度利用太陽(yáng)輻射的目的。
當(dāng)前,隨著城市空氣質(zhì)量下降.粉塵污染增加和人們?cè)谑覂?nèi)停留的時(shí)間大大增加;生態(tài)通風(fēng)技術(shù)與“房屋呼吸”概念出現(xiàn)。但建筑通風(fēng)面臨一系列新的問題:建筑的體量面積增加。密閉性加強(qiáng),傳統(tǒng)的自然通風(fēng)減少;新型建筑及裝修材料釋放有害氣體;大量使用空調(diào)和熱水,室內(nèi)干濕度不符合人體舒適度要求;在無(wú)法實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)采光的房間,構(gòu)造處理欠佳的墻面,容易出現(xiàn)凝結(jié)水和發(fā)霉。設(shè)計(jì)應(yīng)通過保證足夠的開啟扇面積,在房間內(nèi)及中庭頂部(若有條件,可依建筑形式而設(shè))開設(shè)一定的開窗面積,既達(dá)到了自然采光的目的,又可依靠室內(nèi)外的風(fēng)壓及熱壓差,形成有組織的自然通風(fēng),在室外氣候適宜時(shí)通過自然通風(fēng)達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境的目的。雙層皮幕墻技術(shù)科學(xué)合理地保證了室內(nèi)通風(fēng)量,且能過濾空氣,低噪聲動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)有助于排出衛(wèi)生間的潮濕污濁空氣(圖2)。2.4可再生綠色能源的利用
2.4.1太陽(yáng)能
對(duì)太陽(yáng)能的利用總體上可分為兩類:太陽(yáng)能集熱板集熱及太陽(yáng)能光伏發(fā)電。太陽(yáng)能集熱板集熱技術(shù)較為成熟,設(shè)備材料價(jià)格也不昂貴,有一定的應(yīng)用。太陽(yáng)能光伏發(fā)電是太陽(yáng)能最好的利用方式,雖然受技術(shù)及材料成本的限制,目前應(yīng)用還不廣泛,但不久的將來(lái)必將廣泛應(yīng)用。
2.4.2淺層土壤熱能
在地下30~100m的范圍內(nèi),土壤、巖石及地下水的溫度全年基本恒定在15℃左右,形成一個(gè)較好的提取及釋放熱能的場(chǎng)所。地源熱泵就是利用這一特點(diǎn)進(jìn)行工作。地源熱泵可分為利用地下水的開式系統(tǒng)和不抽取地下水的地源耦合熱泵,后者有不影響地下地質(zhì)結(jié)構(gòu),地下水水位,不污染地下水,使用壽命不受地下水位影響的特點(diǎn),是目前最好的地源熱泵形式(圖3)。能量活性建筑基礎(chǔ)的技術(shù)原理就是在建筑基礎(chǔ)施工過程中將工程塑料管埋八地下,形成閉式循環(huán)系統(tǒng),以水為載體。夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到土壤中;冬季從土壤中提取能量。該項(xiàng)技術(shù)誕生于上世紀(jì)八十年代初的歐洲,初期多用于居住建筑,今天更多應(yīng)用于大型公共建筑以及商業(yè)和工業(yè)建筑。其突出優(yōu)點(diǎn)是不需要專門鉆井而可以獲取地?zé)?地冷)資源,投資相對(duì)較少,經(jīng)濟(jì)效益明顯。根據(jù)建筑基礎(chǔ)土質(zhì)情況和建筑基礎(chǔ)工程的要求,可采用與基礎(chǔ)形勢(shì)相配合的技術(shù),如能量活性基礎(chǔ)樁、基礎(chǔ)墻與基礎(chǔ)板。經(jīng)過20余年的發(fā)展,這項(xiàng)技術(shù)已基本成熟。
2.4.3地表水體熱能
在中國(guó)南部及大部分中部地區(qū),有一定規(guī)模及深度的地表水體全年溫度穩(wěn)定在一定的范圍之內(nèi),也形成了一個(gè)較好的提取及釋放熱能的場(chǎng)所。因此,可采取水源熱泵機(jī)組對(duì)其利用,其基本工作原理與地源熱泵相同。
2.4.4風(fēng)能
在風(fēng)力資源較豐富的地區(qū),在建筑屋頂采用成熟、噪聲較低的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。在一定高度的空中風(fēng)速較大,利用這一特點(diǎn),在高層及超高層建筑中結(jié)合建筑造型,在角部設(shè)置風(fēng)力發(fā)電設(shè)備.對(duì)整個(gè)建筑的用電進(jìn)行一定的補(bǔ)充。
2.4.5生物能
在廣大農(nóng)村沒有燃汽供給的區(qū)域,設(shè)置沼氣發(fā)生、供給及燃燒設(shè)備,可提供清潔充足的能源,同時(shí)減少了對(duì)木材的消耗及大氣的污染。
2.5高舒適度,低能耗的室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)
2.5.1輻射制冷供暖系統(tǒng)加置換式通風(fēng)系統(tǒng)
輻射制冷采暖系統(tǒng)(圖4)加置換式新風(fēng)系統(tǒng)是一種全新的空調(diào)方式,它在提供舒適健康的室內(nèi)熱濕環(huán)境及低哚音聲環(huán)境的同時(shí)也具有較好的節(jié)能效果。其特點(diǎn)如下:1)室內(nèi)無(wú)吹冷風(fēng)感,主要通過輻射換熱這一舒適感最高的方式換熱i2)系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能3)無(wú)凝水潮濕部分,消除了霉菌問題;4)置換式新風(fēng)系統(tǒng)提供最健康的新風(fēng)供給方式:新風(fēng)處理后直接送入室內(nèi),污濁空氣進(jìn)行余熱、余冷回收后再直接排出室外,充分利用能源。因?yàn)闊o(wú)循環(huán)風(fēng),不存在交叉污染。5)室內(nèi)無(wú)任何運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備,不產(chǎn)生噪音;6)室內(nèi)無(wú)任何空調(diào)設(shè)備,美觀且節(jié)省空間。
2.5.2變風(fēng)量(VAV)系統(tǒng)
變風(fēng)量系統(tǒng)是由變頻中央空調(diào)系統(tǒng)配以變風(fēng)量(VAV)末端設(shè)備組成,是一種高舒適度、低能耗的空調(diào)系統(tǒng)。變風(fēng)量系統(tǒng)比常規(guī)這種系統(tǒng)具有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)中的能耗設(shè)備均可進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)能量輸出,即使在較低負(fù)荷的工況下,也能通過變頻調(diào)節(jié)而工作在較高的效率下,節(jié)約大量能源;系統(tǒng)中各個(gè)房間可獨(dú)立起停及調(diào)節(jié)溫度,并且互不影響,給使用者創(chuàng)造了極高的舒適度;不會(huì)出現(xiàn)“一開全開”。即使無(wú)人使用的房間也進(jìn)行空調(diào)的浪費(fèi)能源的現(xiàn)象出現(xiàn)。
2.5.3變頻技術(shù)
變頻技術(shù)是在建筑物空調(diào)負(fù)荷需求發(fā)生變化時(shí)(如室內(nèi)人員、室外溫度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的變化)。通過對(duì)冷水機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)來(lái)降低能量輸出以適應(yīng)負(fù)荷需求。其整體節(jié)能效果可達(dá)到30%~40%。2.6.1冷熱電聯(lián)產(chǎn)
熱電冷聯(lián)產(chǎn)是采用燃煤或燃?xì)猱a(chǎn)生一次蒸汽利用汽輪機(jī)發(fā)電。來(lái)提供電力,同時(shí)充分回收其排放的低品位廢熱即中高溫二次蒸汽及高溫?zé)煔鈦?lái)提供生活用熱、冬季供暖以及為單效或雙效溴化鋰制冷機(jī)提供動(dòng)力夏季供冷。從而實(shí)現(xiàn)冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)。熱電冷聯(lián)產(chǎn)的效率較高,大型火力發(fā)電廠實(shí)際運(yùn)行效率只有36%左右。而冷熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行效率可達(dá)60%~80%左右。
2.6.2蓄能系統(tǒng)
2.6.2.1冰蓄冷系統(tǒng)
冰蓄冷從系統(tǒng)構(gòu)成上來(lái)說(shuō)只是在常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一套蓄冷裝置,其它各部分在結(jié)構(gòu)上與常規(guī)空調(diào)并無(wú)不同,它在使用范圍方面也與常規(guī)空調(diào)基本一致。隨著社會(huì)的發(fā)展.中央空調(diào)在大中城市的普及率日漸增高。據(jù)統(tǒng)計(jì),空調(diào)高峰時(shí)用電量達(dá)到城市用電負(fù)荷的25%~30%,大大增加了電網(wǎng)的峰谷用電差。冰蓄冷中央空調(diào)之所以得到各國(guó)政府和工程技術(shù)界的重視,正因?yàn)樗鼘?duì)電網(wǎng)有卓越的削峰填谷功能,是電力需求側(cè)最有效的電能蓄存方法,全國(guó)如果有300家3萬(wàn)平方米商場(chǎng)采用冰蓄冷空調(diào),則相當(dāng)于建設(shè)了一座30萬(wàn)千瓦的調(diào)峰電廠。雖然單純從單個(gè)系統(tǒng)角度分析,冰蓄冷系統(tǒng)的能耗較常規(guī)系統(tǒng)要大一些,但從國(guó)家的角度講,對(duì)電力使用削峰填谷,提高了利用率,節(jié)約了基礎(chǔ)建設(shè)投資,創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益,因此是節(jié)能的,同時(shí)因峰谷電價(jià)的差異,冰蓄冷系統(tǒng)亦可為業(yè)主節(jié)約30%~50%的運(yùn)行費(fèi)用。
2.6.2.2PCM_相位變化蓄熱材料技術(shù)
利用例如石蠟等特種物質(zhì)物態(tài)相位變化吸收或放出較大熱量的特點(diǎn),增加室內(nèi)熱惰性,使室溫受室外氣溫變化產(chǎn)生的波動(dòng)較小,控制室內(nèi)溫度,提高居住舒適度。這種蓄熱材料還可用作制造半透明產(chǎn)品(圖5),比起采光,照明,避免眩光的效果,在一定程度上調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度;也可用于地板采暖,達(dá)到溫和、均勻、持久的供暖效果,提高住宅舒適度(圖6)。該項(xiàng)技術(shù)目前仍處于研究和試用階段,尚未得到大規(guī)模應(yīng)用。在某些特殊的工程中有很成功獨(dú)特的功效。
2.7水資源循環(huán)利用系統(tǒng)
典型的如:中水處理及回用系統(tǒng)。系統(tǒng)將生活廢水、冷卻水、已達(dá)標(biāo)排放的生產(chǎn)污水等水源.經(jīng)物化或生化處理,達(dá)到國(guó)家《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,然后再回用于廁所;中洗、灌溉草坪、洗車、工業(yè)循環(huán)水及掃除用水等。充分利用有限的水資源,替換出等量的自來(lái)水,又減輕了城市污水處理廠的運(yùn)行負(fù)荷,是利國(guó)利民造福后代的善舉。
2.8智能樓宇白控系統(tǒng)
智能樓宇自控系統(tǒng)是將建筑物(或建筑群)內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、保安、廣播、通訊等設(shè)備以集中監(jiān)視與管理為目的,構(gòu)成的一個(gè)綜合系統(tǒng)。一般的是集散型系統(tǒng),即分散控制與集中監(jiān)視、管理的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。目的是使建筑物成為具有最佳工作與生活環(huán)境、設(shè)備高效運(yùn)行、整體節(jié)能效果最佳、安全的場(chǎng)所
2.9提供高舒適度的其他技術(shù)系統(tǒng)
2.9.1消除樓板噪聲,浮筑樓板技術(shù)
為解決樓板撞擊傳聲產(chǎn)生的噪音,德國(guó)住宅地面普遍采用“浮筑樓板”構(gòu)造(SchwimmendeEstrich)。即在結(jié)構(gòu)樓板上鋪設(shè)一層絕緣隔聲材料,上面再澆筑6~8cm的混凝土砂漿層,這層樓板在某些特殊的工程中有好像浮在絕緣層上,與樓板及四周墻體分離,從而達(dá)到極好的隔音效果。同時(shí),在此之上還可鋪設(shè)木地板、石材等各種面材,其樓板隔音效果也非常理想。另外也可采用一種廢棄橡膠輪胎為原料制成的隔聲減振材料,達(dá)到簡(jiǎn)易的樓板隔聲效果(圖7)。國(guó)內(nèi)不少住宅已經(jīng)開始采用地板采暖技術(shù),在熱水管的下方鋪設(shè)聚苯保溫材料,之上澆鑄水泥砂漿層。實(shí)際上已形成很好的隔音層.但大都沒有考慮隔聲要求.側(cè)面與墻體之間不設(shè)絕緣層,其剛性連接致使隔聲效果大打折扣。這些構(gòu)造細(xì)部實(shí)際上不會(huì)增加太多投資,只需建筑師在設(shè)計(jì)中認(rèn)真考慮,施工中按圖執(zhí)行就能達(dá)到。而這些構(gòu)造細(xì)部所帶來(lái)的價(jià)值對(duì)于住宅使用者而言是至關(guān)重要的。
2.9.2綠色屋面技術(shù)
目前,由于城市用地日趨緊張,建筑覆蓋率持續(xù)增高,屋頂綠化成為改善城市環(huán)境的有效措施。在這方面,國(guó)外已有成熟的綠色屋面技術(shù),適宜不同條件、不同植物的生長(zhǎng)構(gòu)造。例如在通常條件下,可種植一些易成活、成本低、無(wú)需管理但觀賞效果較差的植物.如草類、苔蘚類植物;或種植觀賞效果好、需定期維護(hù)且對(duì)土壤厚度要求較高的植物,使其隨季節(jié)變化形成不同的景觀效果。這一構(gòu)造,一方面要滿足植物生長(zhǎng)的不同要求,解決蓄水和通風(fēng)問題;同時(shí)該技術(shù)構(gòu)造必須保證建筑頂部防水層不受植物根系的破壞,從而提高居住的舒適性(圖8)。
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