周鑄軍
無極縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局 河北 石家莊 052460
當(dāng)前,我國(guó)正處在城鎮(zhèn)化高速發(fā)展階段,在城鎮(zhèn)化的進(jìn)程中,也造成了大量的能源和資源浪費(fèi),數(shù)據(jù)顯示,城鎮(zhèn)化率每增加1%,需6000萬(wàn)噸標(biāo)煤的能源消耗,城鎮(zhèn)化進(jìn)程的發(fā)展無疑也對(duì)生態(tài)資源造成了一定的破壞,這種破壞影響著國(guó)家的能源安全和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。綠色建筑是目前廣泛推崇的一種技術(shù)形態(tài),發(fā)展綠色建筑,能夠有效解決城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的能源、資源消耗問題,這是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要戰(zhàn)略。從2008年開始,我國(guó)就開始積極推行綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)工作,此后,綠色建筑標(biāo)識(shí)項(xiàng)目數(shù)量逐年增加,如今,綠色建筑理念已經(jīng)被市場(chǎng)、社會(huì)所認(rèn)可,我國(guó)的綠色建筑技術(shù)也取得了階段性的突破。
綠色建筑也被稱之為“可持續(xù)建筑”,是在建筑實(shí)踐中,盡可能減少自然資源的用量,減小對(duì)環(huán)境造成的破壞,這需要將綠色節(jié)能環(huán)保的理念滲透到選址、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維修、更新、拆除的各個(gè)環(huán)節(jié)中。根據(jù)我國(guó)《綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》的定義,“綠色建筑是在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度的節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑”。綠色建筑技術(shù)屬于建筑技術(shù)的一種類型,但是又與常規(guī)的建筑技術(shù)不同,一方面,綠色建筑技術(shù)遵循綠色、可持續(xù)的發(fā)展理念,能夠有效提高資源的利用率,減少對(duì)環(huán)境的破壞;另一方面,綠色建筑技術(shù)又與其他的建筑技術(shù)不同,以節(jié)水、節(jié)材、節(jié)能、節(jié)地、作為主要原則,涉及建筑物的全壽命周期,致力于為居住者提供舒適、健康、低耗、無害的空間,減少建筑對(duì)環(huán)境造成的負(fù)荷。綠色建筑技術(shù)不僅僅是技術(shù)層面的進(jìn)步,更是建筑理念的發(fā)展[1]。
綠色建筑技術(shù)有幾個(gè)重要特征:
首先,綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用具有經(jīng)濟(jì)、文化、自然和地域的差別。我國(guó)地大物博,各個(gè)地區(qū)的實(shí)際情況不同,在綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用上,需要以當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和區(qū)域經(jīng)濟(jì)作為出發(fā)點(diǎn),找出適合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)文化發(fā)展水平的綠色建筑技術(shù)。因此,綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用具有很強(qiáng)的地域性,這一技術(shù)的發(fā)展其本質(zhì)就是為了解決環(huán)境和氣候上的問題,在技術(shù)的應(yīng)用上,會(huì)受到區(qū)域特點(diǎn)的制約。
其次,綠色建筑技術(shù)只有適應(yīng)與否,沒有新舊之分。技術(shù)是在人類社會(huì)的發(fā)展下不斷進(jìn)步,建筑技術(shù)的演變也經(jīng)歷了幾個(gè)階段,從低技術(shù)逐漸朝著中技術(shù)、高技術(shù)發(fā)展,綠色建筑技術(shù)涵蓋低技術(shù)、中技術(shù)、高技術(shù)幾個(gè)不同層次,其應(yīng)用沒有高低之分,只要符合區(qū)域的地域文化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然氣候條件,能夠達(dá)到節(jié)能要求,就是適宜的綠色建筑技術(shù)。
再次,綠色建筑技術(shù)會(huì)隨著時(shí)代的變革不斷發(fā)展。綠色建筑技術(shù)展現(xiàn)的是節(jié)約和效率,在時(shí)間的推移下,綠色建筑技術(shù)也將會(huì)不斷發(fā)展、進(jìn)步,無論是節(jié)能技術(shù)、節(jié)水技術(shù)、節(jié)地技術(shù),還是其他的節(jié)材技術(shù),在技術(shù)的進(jìn)步下,其改善環(huán)境的性能將會(huì)越來越優(yōu)良,無論是采用哪一種技術(shù),初衷是不會(huì)改變的[2]。
建筑節(jié)能就是要確保在建筑的各個(gè)壽命過程中,都要能夠做到節(jié)能、環(huán)保,在建筑的選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、使用過程中,通過各類節(jié)能建筑材料、設(shè)備和產(chǎn)品的使用,提高采暖、制冷、通風(fēng)、照明、管道、給排水的運(yùn)行效率,以確保建筑物在同樣的室內(nèi)環(huán)境下,能夠有更低的能源消耗。大力發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能等,充分滿足了綠色建筑的發(fā)展要求。針對(duì)城鎮(zhèn)建設(shè),可以推行太陽(yáng)能光電技術(shù),太陽(yáng)能光電技術(shù)就是利用大規(guī)模陣列拋物或者碟形鏡面將太陽(yáng)能收集起來,通過換熱裝置來提供蒸汽,從而達(dá)到發(fā)電目的,其原理與太陽(yáng)能產(chǎn)熱是近似的。目前,光伏一體化系統(tǒng)已經(jīng)慢慢成熟,就是將光伏方陣設(shè)置在建筑物陽(yáng)臺(tái)和屋頂上,配備蓄電池,可滿足獨(dú)立供電要求,與公共電網(wǎng)并聯(lián)之后,能夠共同為建筑物提供供電,這是建筑與光伏系統(tǒng)結(jié)合的一個(gè)常見形式。光伏發(fā)電與建筑一體化的推廣,充分滿足了節(jié)能要求,關(guān)于光伏發(fā)電技術(shù)在建筑物的使用上,一般會(huì)使用并網(wǎng)發(fā)電技術(shù),這一系統(tǒng)與傳統(tǒng)獨(dú)立的光伏系統(tǒng)相比,有著顯著優(yōu)勢(shì),首先,光電池是設(shè)置在建筑外墻和建筑屋頂上,不會(huì)額外增加用地,還能夠原地發(fā)電,節(jié)約了電站送電的投資費(fèi)用;其次,通過與傳統(tǒng)電網(wǎng)的并聯(lián),大幅提升了光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性[3]。
在光伏建筑一體化的設(shè)計(jì)上,需要充分考慮到建筑物所處的區(qū)域條件、太陽(yáng)能資源與建筑周圍的環(huán)境條件,根據(jù)負(fù)載或者功率要求來設(shè)計(jì)光伏方陣大小,配備相應(yīng)的配套系統(tǒng)。同時(shí),還要充分考慮到結(jié)構(gòu)的安全性,光伏組件與建筑物的結(jié)合在結(jié)構(gòu)安全性上,需要關(guān)注兩個(gè)問題,第一就是光伏組件本身的安全性,第二就是連接方式的安全性??紤]到太陽(yáng)能發(fā)電的能量均是源自于太陽(yáng),電池方陣的輻射量會(huì)直接決定發(fā)電量,而輻射量與地理緯度、太陽(yáng)高度、大氣質(zhì)量、海拔高度、日照時(shí)間、大氣透明度等因素有關(guān),各個(gè)季節(jié)太陽(yáng)輻射各不相同,對(duì)此,需要基于各個(gè)地區(qū)的氣候環(huán)境和區(qū)域特點(diǎn)來合理搭配。在具體的安裝上,不管功率是多少,都要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范來設(shè)計(jì)、安裝,安裝環(huán)節(jié)要充分考慮到用電安全、人身安全、工程安全和結(jié)構(gòu)安全,施工環(huán)節(jié)不能對(duì)建筑物本身的結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)施造成破壞,也不能影響建筑物的荷載能力,如果由于客觀因素不得已對(duì)建筑造成局部破壞,在施工完畢后,要第一時(shí)間修復(fù)。在屋面結(jié)構(gòu)層施工完畢后,需要根據(jù)要求進(jìn)行防水處理,涂抹防腐涂料,避免后續(xù)的雨雪、大風(fēng)天氣影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
目前,國(guó)際上高度重視光伏建筑一體化系統(tǒng)的研究,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家也取得了豐碩的研究成果,尤其是美國(guó)和日本,其在光伏建筑一體化上有著成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn),我國(guó)的光伏發(fā)電系統(tǒng)也有了一定的規(guī)模,近年來,裝機(jī)量也在不斷增加。這一技術(shù)非常適合應(yīng)用在城鎮(zhèn)建設(shè)中,當(dāng)然,目前光伏一體化的應(yīng)用還受到技術(shù)水平的限制,在下一階段,需要繼續(xù)加強(qiáng)深度研究,突破現(xiàn)有的技術(shù)瓶頸,以實(shí)現(xiàn)光伏一體化系統(tǒng)的廣泛推行。
地源熱泵是能夠同時(shí)提供制冷、供熱的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng),可分別在夏季和冬季作為制冷和供熱的能源使用,在夏季,將室內(nèi)熱能取出,釋放到地能中,在冬季,將地能熱量釋放出來,供給室內(nèi)采暖。相較于鍋爐等傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng),地源熱泵可以節(jié)約% 55%左右的能量。地源熱泵的熱源溫度穩(wěn)定集中在10到25℃,其運(yùn)行費(fèi)用不到傳統(tǒng)中央空調(diào)的50%,目前,在北美國(guó)家中,地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)得到了廣泛推行。近年來,我國(guó)地源熱泵事業(yè)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,清華大學(xué)、天津大學(xué)等高校與科研院所與各個(gè)企業(yè)組成了產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體,開發(fā)出了適合我國(guó)的地源熱泵系統(tǒng),如今,已成功建成幾個(gè)大型的示范工程,地源熱泵在我國(guó)的市場(chǎng)前景非常廣闊,鑒于這一技術(shù)的種種優(yōu)勢(shì),在城鎮(zhèn)建設(shè)中,有著極強(qiáng)的可推廣性。
地源熱泵在城鎮(zhèn)建設(shè)中的使用可以分為家用和商用兩類,家用是用戶利用自家的熱泵水路、電源和風(fēng)管輸送系統(tǒng)來進(jìn)行冷熱供應(yīng),適合用于自建房、別墅等。系統(tǒng)的使用主要有集中系統(tǒng)和混合系統(tǒng)兩種類型,集中系統(tǒng)是將熱泵固定在機(jī)房?jī)?nèi),將冷熱量集中分配至各個(gè)房間,更適合用于學(xué)校、辦公樓、寫字樓等建筑?;旌舷到y(tǒng)是將冷卻塔或者加熱鍋爐聯(lián)合使用作為供冷供熱系統(tǒng),在南方地區(qū),熱負(fù)荷低、冷負(fù)荷高,在夏季,適合聯(lián)合使用冷卻塔和地源,在冬季,只要單一使用地源即可滿足要求;在北方地區(qū),冷負(fù)荷低、熱負(fù)荷大,在冬季,建議聯(lián)合使用地源和鍋爐,夏季,只要使用地源即可,這就能夠有效減少資金的投入。
地源系統(tǒng)的投資費(fèi)用包括初投資、年總成本、年經(jīng)營(yíng)成本。初投資有設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用、土建費(fèi)用、安裝費(fèi)用和其他的設(shè)計(jì)費(fèi)用、監(jiān)理費(fèi)用;年總成本是系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)費(fèi)用,如電費(fèi)、水費(fèi)、燃料費(fèi)、管理人員工費(fèi)、排污費(fèi)等等;年經(jīng)營(yíng)成本是從年成本扣除的折舊費(fèi)用。在地源系統(tǒng)的運(yùn)行過程中,不會(huì)產(chǎn)生任何的污染,適合建在居民區(qū),不需要傳輸熱量,也不需要將系統(tǒng)堆放在燃料廢物場(chǎng)地,除了可以為居民提供供暖和制冷之外,還能夠提供生活熱水,非常適合城鎮(zhèn)的辦公樓、住宅、商場(chǎng),地源系統(tǒng)的使用壽命也較長(zhǎng),一般可以達(dá)到15年以上,維護(hù)費(fèi)用較低,自動(dòng)化控制程度高,非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。
門窗是建筑中最容易損失熱量的薄弱部位,數(shù)據(jù)顯示,門窗耗能約占建筑物總耗能的65%以上,因此,門窗是建筑節(jié)能的重點(diǎn)。在保障建筑物通風(fēng)、采光、觀景的條件下,需盡可能減少門窗洞口面積,通過加裝密封條等方式來改善門窗結(jié)構(gòu),提升門窗的氣密性和熱工性能。在門窗的選擇上,盡可能使用反射玻璃、吸熱玻璃、隔熱遮光薄膜,并配備遮陽(yáng)板、窗簾等遮陽(yáng)設(shè)施。另外,在門窗的設(shè)計(jì)上,開啟方式是需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容,如果門窗關(guān)閉后密封不好,也會(huì)增加熱量損失,基于此,對(duì)密封條的設(shè)計(jì)不僅要關(guān)注到密封性能,還要通過多種方式來降低能耗。
長(zhǎng)期以來,在建筑的外墻中,一般是使用加氣混凝土墻體、空心砌塊墻體,單一的材料導(dǎo)熱系數(shù)高,難以滿足環(huán)保、隔熱的要求,因此,根據(jù)節(jié)能要求,需要采用承重材料與高效保溫材料組成的復(fù)合墻體,根據(jù)保溫材料設(shè)置的位置不同,可劃分為外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫兩種方式。從上世紀(jì)90年代開始,我國(guó)開始推廣外墻保溫技術(shù),這一技術(shù)有良好的保溫和節(jié)能效果,在采用了保溫措施之后,對(duì)于冬季寒冷的北方地區(qū),建筑節(jié)能效果能夠達(dá)到50%以上,同時(shí),還能減少墻體的厚度、減輕墻體重量,有效節(jié)約了土地資源[4]。但是,盡管外墻保溫技術(shù)有種種優(yōu)點(diǎn),但是,在使用過程中也發(fā)生了一些問題,一方面,受到原材料的影響,這類材料的價(jià)格較高,增加了建筑物的造價(jià),使用了外墻保溫技術(shù)的墻體與普通墻體相比,每平米的外墻造價(jià)要高上30%~40%,且施工工期長(zhǎng)、工序多。為了確保工程質(zhì)量,在材料之間,需要具有良好的相容性;另一方面,雨水侵蝕、熱脹冷縮、大氣中的酸堿腐蝕等也會(huì)對(duì)外墻保溫系統(tǒng)產(chǎn)生影響,容易導(dǎo)致外墻出現(xiàn)空鼓、脫落、開裂等問題。影響外墻保溫質(zhì)量的因素是非常多的,比如材料質(zhì)量、保溫層施工厚度、養(yǎng)護(hù)日期、施工質(zhì)量控制、漿料配比等,為了提升保溫效果,需要合理選材,科學(xué)調(diào)整配比,嚴(yán)格把控好施工的厚度,當(dāng)然,我國(guó)各個(gè)地區(qū)的氣候條件不同,還存在其他的影響因素,在實(shí)際的設(shè)計(jì)與施工中,需要進(jìn)行嚴(yán)格把控,綜合考慮到多方面因素,以不斷完善外墻保溫技術(shù)的應(yīng)用。
總體來看,盡管我國(guó)的綠色建筑技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,但是,比之歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,還是處于初級(jí)發(fā)展階段,為了讓綠色建筑技術(shù)能夠更好的在城鎮(zhèn)建設(shè)中得到了推行,那么,就需要發(fā)揮出政府的主導(dǎo)作用,制定與綠色建筑相關(guān)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)制度,頒布配套的執(zhí)行、監(jiān)督和激勵(lì)機(jī)制。綠色建筑技術(shù)的使用是一個(gè)復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng),涉及政府、房地產(chǎn)、開發(fā)商、使用者、設(shè)計(jì)者等各個(gè)參與方,各方的利益訴求不同。為了激活各方的積極性,促進(jìn)整個(gè)市場(chǎng)的順利轉(zhuǎn)型,在標(biāo)準(zhǔn)和政策的制定上,需要關(guān)注多個(gè)主題,兼顧到各方利益[5]。同時(shí),針對(duì)各地推行具有操作性的綠色建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系,出臺(tái)指導(dǎo)性文件,編制技術(shù)指南、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、推廣目錄、技術(shù)導(dǎo)則,明確各種性質(zhì)建筑物的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)評(píng)價(jià)體系,以達(dá)成改善環(huán)境、節(jié)能減排的目標(biāo)。同時(shí),盡快建立綠色建筑材料和產(chǎn)品的環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫(kù),包括運(yùn)輸數(shù)據(jù)庫(kù)、材料數(shù)據(jù)庫(kù)、機(jī)械數(shù)據(jù)庫(kù)等,結(jié)合國(guó)內(nèi)外的環(huán)境統(tǒng)計(jì)現(xiàn)狀,對(duì)綠色產(chǎn)品開展全生命周期的環(huán)境統(tǒng)計(jì),明確各個(gè)階段環(huán)境影響數(shù)據(jù)的具體途徑和計(jì)算方法,為綠色建筑技術(shù)全生命周期的推廣提供評(píng)價(jià)服務(wù)。對(duì)于相關(guān)企業(yè)而言,也要大力創(chuàng)新綠色建筑材料,加快保溫、隔熱性能優(yōu)質(zhì)的建筑保溫體系和材料的研發(fā),發(fā)展一體化斷橋鋁隔熱窗、遮陽(yáng)系統(tǒng)、多功能復(fù)合一體化墻體材料、加氣混凝土制品、燒結(jié)空氣制品,推行預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿,建立綠色建材認(rèn)證制度,杜絕不達(dá)標(biāo)的建材進(jìn)入市場(chǎng)[6]。
節(jié)能環(huán)保是社會(huì)發(fā)展的主流,將綠色建筑技術(shù)用于城鎮(zhèn)建設(shè)中,能夠有效節(jié)約能源、提升施工質(zhì)量,又可減少材料的消耗,提高土地利用率。在下一階段下,需要建立以政策為導(dǎo)向、市場(chǎng)為主體的發(fā)展機(jī)制,鼓勵(lì)各個(gè)地區(qū)因地制宜、積極創(chuàng)新、合理規(guī)劃,形成綠色節(jié)能環(huán)保的良性循環(huán)鏈條。