前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的超低能耗綠色建筑技術主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:近零能耗建筑;室內舒適性;建筑能耗;精細化
一、引言
伴隨著全球經濟的快速發展,能源危機及環境問題隨之而來。從全球建筑能耗占比和中國建筑能耗占比來看,建筑領域是能源消費和碳排放的“大戶”,建筑從建造到使用終止的整個生命周期都會消耗大量的能源。從世界范圍來看,歐洲作為世界上建筑節能領域發展最為先進的地區,早在2010年就提出了逐步通過近零能耗建筑的普及,向零能耗建筑和產能房的目標邁進;自2020年起歐盟的27個國家必須采用被動房建設標準,所有新建建筑達到“近零能耗建筑”要求。美國也明確了建筑節能戰略目標:在2020年“零能耗住宅”可市場化;到2030年所有的新建商業建筑達到近零能耗狀態等。隨著我國協同推進新型城鎮化與鄉村振興,響應“30·60”雙碳目標等,近零能耗建筑滿足高舒適度和低能耗的雙重要素成為各級政府綠色建筑管理部門的主要扶持和發展方向,正面臨規模化、區域化發展的新形勢。隨著國家標準《近零能耗建筑技術標準》(GB/T51350—2019)的頒布實施,我國超低/近零能耗建筑進入快速發展階段。無論是從可持續發展角度還是民生建設需求角度,加快推廣超低能耗建筑和近零能耗建筑意義重大,同時對助力實現“碳達峰”“碳中和”目標具有重要意義。
二、近零能耗建筑及其在我國的發展
“近零能耗建筑”的理念來自于德國的“被動房”。邁向零能耗建筑的過程中,根據能耗指標可劃分為:超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑。近零能耗建筑是指適應氣候特征和場地條件,通過降低能耗的被動設計技術和主動技術措施,最大程度地運用當地可再生能源,在運行階段以最少的能源消耗提供更舒適的室內環境的建筑。近零能耗建筑其室內環境參數和能耗指標須符合我國相關標準規范,零能耗建筑是近零能耗建筑發展的更高層次,可實現建筑使用過程的低碳化、零碳化。推動建筑邁向近零能耗,實現建筑達到零能耗是全球的發展趨勢。我國在被動式超低能耗建筑領域的發展超過十年,當前,已邁入建設超低能耗建筑的新階段,在有條件的地區率先推行近零能耗建筑,最終實現建筑零能耗。近零能耗建筑要求建筑物必須在能源消耗、熱負荷和室內環境參數等方面符合特定的標準,其主要技術思想體現在三個方面:一是充分考慮室外氣候條件和自然環境條件,氣候條件是影響建筑能耗的重要因素,每個地區都有自己的氣候條件,被動式近零能耗建筑應與之相適應,因地制宜地選擇高保溫隔熱與高密閉性的建筑圍護結構、建筑無熱橋處理等適應氣候的技術;二是實現超低能耗/近零能耗的能耗標準,通過自然通風、自然采光和建筑遮陽等設計,降低建筑能耗需求,并充分考慮可再生清潔能源的使用,實現近零能耗的目標;三是符合高質量的室內環境參數及室內熱舒適標準,提高建筑圍護結構的氣密性,增加居住舒適度,同時,選取超低能耗、新型環保建筑材料。
三、近零能耗建筑建造的關鍵技術
我國零能耗建筑起步較晚,超低能耗/近零能耗建筑全生命周期技術及相關體系還亟待發展,需要科學的規劃設計、精細的施工和智慧化運行,這也是近零能耗建筑建造三個階段的關鍵技術應用。
(一)設計階段的應用
通過近零能耗建筑優化設計,利用最先進的建筑材料以及節能設備,在建筑的初期階段將近零能耗建筑的能耗和成本降到最低。1.建筑圍護結構高性能優化設計近零能耗建筑包括綜合利用被動式節能技術的建筑。建筑能耗的75%是由圍護結構傳熱造成的,護結構(外窗、外墻、屋頂、地面等)設計是近零能耗建筑節能的關鍵。第一,近零能耗建筑外墻設計。影響外墻保溫隔熱性能的主要因素是其結構設置和所使用的材料。從結構上來看,外墻保溫方式有內保溫、夾心保溫和外保溫,可通過增加保溫層厚度和外墻高密閉性技術來提高保溫隔熱性能。從材料上來看,外墻常用的保溫材料有加厚的石墨聚苯乙烯板(GEPS)、擠塑聚苯乙烯板(XPS)、250mm巖棉/雙層等。第二,近零能耗建筑屋面設計。從結構上來看,屋面保溫主要有架空式保溫層面、通風屋頂、反射屋頂等措施。從材料上來看,屋頂保溫層應保持連續性,優先選用高性能保溫隔熱材料。第三,被動式建筑外窗設計。外窗系統是建筑圍護結構保溫的薄弱環節,窗框部位易引起熱橋效應,是影響圍護結構保溫、防水和氣密性的關鍵部分。從結構上來看,主要參數考慮建筑的窗墻比、材質和氣密等級。從材料上來看,常用的被動式窗系統通常窗框大多選擇鋁包木、PVC包PS型材等,玻璃則采用三玻兩腔中空玻璃等高性能材料,例如,鋁包木三玻兩空窗、PVC包PS型材三玻兩空窗等。第四,近零能耗建筑無熱橋、高氣密性設計。建筑氣密性設計參數主要考慮建筑氣密層的位置、氣密層的連貫性及氣密層材料。無熱橋設計注重保證圍護結構的保溫連續性,重視縫隙的密封以及各構件保溫連接易形成熱橋部位細部節點的無熱橋處理措施。由此,通過對圍護結構的“被動”保溫技術綜合設計優化,來提高建筑的保溫、氣密性,從而保持房屋內部適宜的居住溫度,大幅降低房屋總能耗。2.重視自然通風、采光設計近零能耗建筑設計需要根據自然條件和場地條件,更多利用自然通風、自然采光和建筑遮陽的平衡進行合理的節能。建筑首先需要滿足保溫隔熱的基本要求,同時實現自然通風以及自然光采集。良好的自然通風設計可以減少15%的空調運行時間。在進行室內自然通風優化設計時,應考慮朝向、合理布置門窗位置、窗墻比、遮陽等,使建筑獲得最大限度的自然采光和通風。通過自然通風實現建筑物夏季降溫,改善室內空氣質量。另外,設置高效新風熱回收系統。該系統由新風系統和熱回收系統組成,新風系統保證室內空氣質量高,同時通過回收利用排風中的能量降低建筑能耗需求。自然采光具體設計靠窗地面積比、窗墻面積比來控制,同時注重實現采光和遮陽的平衡。3.推進可再生能源建筑應用近零能耗建筑指對不可再生能源的消耗為零,用能主要是太陽能、地熱能、風能等清潔能源。《近零能耗建筑技術標準》(GB/T51350-2019)中規定:對于近零能耗公共建筑和居住建筑的可再生能源利用率需大于10%。此外,可再生能源作為實現我國2035年能源轉型的主力能源,建筑領域應用重點包括太陽能光熱、太陽能光伏、淺層地熱能以及生物質能利用等形式。設計人員需綜合考慮當地的資源和建筑自身條件,因地制宜發展太陽能光熱、太陽能光伏、地源熱泵供暖供冷以及空氣源熱泵系統等應用,解決建筑空調采暖、熱水供應及照明能源需求問題,推進建筑技術整體能耗的降低。隨著近零能耗建筑規模化推廣,亟需進一步提升建筑中可再生能源應用比例,從而降低建筑成本。
(二)施工階段的應用
近零能耗建筑是追求細節的建筑,施工階段每個細部節點都需要精細化的施工工藝和質量控制。1.加強對施工和管理人員的專業培訓現階段,我國近零能耗建筑處于發展和推廣階段,為實現高保溫隔熱及氣密性,近零能耗建筑的圍護結構相較于傳統建筑結構更加復雜,施工技術、建材標準均高于普通建筑,這對建筑施工企業的員工素質和能力水平提出了更高要求。建筑企業需要選擇經驗豐富、技術能力強的施工人員,注重加強專業性技術培訓,幫助相關人員快速掌握相關關鍵技術和具體施工工藝,提高現場工程師、施工人員的專業素養和能力水平,以實現近零能耗建筑專業化施工。2.重視高質量材料、設備的選取近零能耗建筑關鍵技術參數對建筑材料、設備提出了非常高的要求。近零能耗建筑保溫材料的厚度是普通建筑材料厚度的2~3倍,且對窗戶、保溫材料等也有更高的標準。采購人員必須合理控制材料設備采購程序,將帶有綠色建材標識或者高性能節能標識的材料和設備作為首選,對進入到施工現場的建筑材料,根據規定的復驗程序進行復驗,以保證施工材料和設備均符合近零能耗建筑的特殊要求,保證施工技術與時俱進,從而提升近零耗建筑施工的整體質量。3.全面提高施工質量在建造過程中,近零能耗建筑保溫結構的連續性、建筑整體氣密性和無熱橋處理等都需要精細化的施工和管理。一方面,加強施工全過程管理。現場工程師要提高施工質量管理和控制水平,需要明確高性能圍護結構、被動式門窗技術的施工標準,制定科學合理的施工方案,保證每一項施工內容都有相對應的質量管理措施。實現全過程、精細化管理,對施工中容易產生熱橋和影響氣密性的施工部位格外重視,并認真細致地做好施工細節的控制和管理。另一方面,保障施工人員在作業時操作規范。從保溫層、外窗安裝、高效新風熱回收系統、被動式脹栓加固等安裝到整個建筑完成都需要精準施工。氣密層和冷熱橋在很大程度上影響了建筑的整體效能,因此應根據相關施工規范,保證建筑的氣密性,實現保溫層的連續,外墻板拼縫保溫節點、外窗保溫節點、穿墻管保溫節點等部位的冷熱橋斷橋處理及精細化施工,從而切實有效地保證建筑工程施工質量。
(三)運行維護階段
暖通空調等系統的運行和管理是建筑節能的重要環節,應構建能耗、能效一體化運行管理體系。建筑運行維護階段,除了采用能耗較低的采暖、空調方式等,采用智能化的用能控制技術,實現采暖、空調、照明及電梯、可再生能源系統的優化運行是實現建筑節能的重要環節。建筑運行期間,以環境舒適度和系統能耗為目標,一是結合實際情況進行能耗使用情況分析,實現能源系統精細化運行管理。二是實時監控建筑物的內采暖、空調等運行過程,根據運行記錄或異常情況分析,及時發現、處理系統運行中的問題,從而提升建筑用能系統的效率。
四、結語
關鍵字:德國低能耗建筑、能效指標體系、能源證書制度
Abstract: the design is given priority to with passive and active technology optimization for the principle of German low energy consumption, passive room construction. In energy-saving performance and even have a lot of index more than the United States green building LEED evaluation of requirements, this is due to the German industrial rigorous index system construction: the heating terminal heat consumption, an energy consumption of building energy-saving index quantification such as standard, so that the designer can use all sorts of energy saving of the convenient comparison method or the possibility of energy saving equipment, thus the system more efficient economy get energy saving method. And because the market for energy conservation of the building acceptance to a great degree by investment and profit is the balance of the influence, the German energy-saving building through the "demand minimize" and "supply optimization" principle, make gains can be predicted. China to study German advanced building energy conservation experience, not simple technology stack, build energy-saving index system, the energy efficiency label the authentication system and the market mechanism, which can be a reason that there is in the full implementation of the building energy efficiency will do road.
Key word: Germany low-energy buildings, energy efficiency index system, energy certificate system
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A 文章編號:
隨著全球氣候變暖問題越來越嚴峻,歐盟國家加強了溫室氣體減排的力度。根據聯合國環境規劃署的統計,歐美國家建筑能耗占社會終端能耗的比重越來越大,約為30%~40%以上。2007年3月歐盟國家與政府首腦會議提出了三個“20%”的節能減排目標:即在2020年以前將溫室氣體的排放量在1990年水平上降低20%,2020年前將一次能源消耗降低20%,2020年前可再生能源的應用比例提高20%。德國在建筑節能方面走在歐洲各國的前列,在建筑節能領域已建立了比較完備的法規制度、政策、標準和技術體系,在建筑節能的不同領域也制定了相應的促進計劃、政策工具和市場推廣機制。
1、德國低能耗建筑
低能耗建筑最終目標是建筑不通過傳統的采暖方式和主動的空調形式來實現舒適的冬季和夏季室內環境。采用的主要節能技術包括:
(1)、加強建筑圍護體系的保溫性能;
(2)、提高建筑的氣密性能;
(3)、機械送新風并進行熱回收;
(4)、低熱負荷的采暖方式。
德國低能耗建筑能效指標體系
1.1.1、德國建筑節能標準由高能耗到低能耗再到被動房經歷了七個階段:
1.1.2、德國低能耗建筑能效指標體系的特點:
(1)、建筑物不再將單個的建筑構件視為評判能效的關鍵標準,而是將建筑物看作一個完整的系統進行計算和評估;
(2)、建筑物能耗不再僅限于年采暖熱需求,而是擴大到這個供暖、制冷、照明、通風、熱水制備以及相關輔助能源;
(3)、建筑物應達到一個主要和一個次要條件,限定了兩個能效指標,一方面是建筑物的一次能源需求不得超過限定值;另一方面建筑圍護結構的傳熱系數必須滿足最低能耗水平。
1.1.3、德國低能耗建筑的分類:
1.1.4、對被動房必須滿足相應的能效指標:
(1)、年采暖終端熱耗≤15kWh/(m2?a);
(2)、最大供熱負荷≤10w/m2;
(3)、用于采暖、生活熱水和家庭用電的年一次能源消耗≤120 kWh/(m2?a);
(4)、超溫頻率≤10%。
1.1.6、低能耗建筑能效指標體系的意義
在低能耗建筑能效指標體系中,一個重要的數值就是一次性能源指標,單位是 kWh/(m2?a)。也就是它標志著建筑物每平方米,每年的能量消耗。它就是在考慮了所有建筑能耗相關的因素的基礎上得到的。德國能效指標體系把建筑物消耗能量進行量化,并且可以對已建成的和設計中的建筑物,進行比較準確的指導。設計工作者可以很方便的比較使用各種節能方法或者節能設備的可能性,從而系統的得到較為經濟有效的節能方案。
1.2、德國建筑能源證書制度
2007年德國在建筑節能條例 (EnEv2007),全面引入能源證書制度。能源證書制度在德國強制性推行,要求德國境內所有的建筑,在新建、翻修或者更換所有人的情況下,必須出示達標的能源證書認證。能源證書是以控制單位建筑面積能耗為核心的節能體系;它使不同地區的建筑物對于能源的消耗有了可比性,并且能夠用較為準確的數值對設計中的建筑物能耗進行評價。
1.2.1、德國建筑能源證書主要記錄建筑的技術情況:
(1)、建筑地址、建造年限、設備年限、建筑面積等基本信息;
(2)、建筑物每平方米每年的采暖制冷能耗值、一次性能耗值、建筑物每平米每年的CO2排放量等能效指標;
(3)、建筑護結構綜合導熱系數的計算值和EnEv所要求的最大允許值等建筑維護結構性能指標。
1.2.2、能源證書制度的市場運作
德國在 2000 年就已經成立了德國能源聯邦署(是由德國聯邦經濟和技術部、德國聯邦交通、建設與城市發展部和德國聯邦環境、自然保護與核能安全部共同出資50%,復興信貸銀行集團出資50%共同組建的有限責任公司)。主要職責:推廣宣傳能效標識認證制度;提供低息的國家貸款資助個人以及企業進行節能改造;給采用好的節能設備的個人或者企業以一定的資金獎勵等。德國規定公共建筑的能源證書必須懸掛在該建筑公共部分如門廳等處,以利公眾監督。能源證書有效期為10年,屆時需要重新審核更新。
1.2.3、德國建筑能源證書認證制度的意義
(1)、普及和提高建筑物耗能和節能的意識到每幢建筑物,每家每戶,每個人;
(2)、鼓勵投資者和建造者在建造建筑物和配置建筑物設施時采取節能措施;
(3)、為買房人和租房人提供建筑物經營成本信息;
(4)、推動和促進對已有建筑物節能措施的投資。
2、德國低能耗建筑能效指標體系、能源證書制度對中國低能耗建筑的啟示
中國在丹麥哥本哈根舉行聯合國氣候變化會議前夕,公布了溫室氣體減排計劃,承諾2020年為止溫室氣體排放比2005年下降40%至45%。這是中國首次宣布溫室氣體減排清晰量化目標。建筑領域溫室氣體的排放已達到世界溫室氣體排放總量的30%左右。由于建筑節能的成本收益相對于其他行業(工業、交通)更高,因此建筑節能應該成為中國實現其減排目標的優先發展領域。
2.1、中國低能耗建筑發展的現狀
經過10年的發展,使節能技術水平逐漸提高,從重視單項技術到綜合全面的建筑節能技術解決方案,可再生能源利用率逐步提高。
2.3、對中國低能耗建筑發展的啟示
(1)、健全我國建筑節能標準,我國現行的建筑節能的判定都以建筑構件或技術設備的單項能耗為基礎,缺少對整個建筑物一次能源消耗的定義和限值,應以能效指標作為建筑性能的核心,使不同技術系統有機聯系起來,將不同技術應用性能的客觀運用。
(2)、健全我國對綠色節能建筑的經濟性評價,傳統的節能標準強調單項技術及設備的疊加應用,缺乏整體性,導致成本增加。通過全壽命周期成本計算, 建造成本,運營成本,回收成本.有效評估控制建筑成本和投資風險,提高建筑的可持續性而獲得更大的經濟回報。
(3)、健全綠色節能建筑項目在全壽命周期內的質量監控制度。與歐洲相比,我國建筑項目的實施速度快。設計施工和后期使用粗放,而高質量和細節控制正是綠色節能建筑必不可少的前提條件。
參考文獻:
1、彭夢月 被動房在中國北方地區及夏熱冬冷地區應用的可行性研究[J] 建設科技
2、侯冰洋 張穎 德國建筑“能源證書”簡介[J] 建筑學報200803
3、盧求 Henrik Wings 德國低能耗建筑技術體系及發展趨勢[J] 建筑學報200709
4、索斯滕許策 周正楠 東亞地區的“被動房”建筑--歐洲經驗在韓國和中國應用[J] 世界建筑201103
5、周正楠 對歐洲_被動房_建筑的介紹與思考[J] 建筑學報 200905
6、徐 孫竹青 國外被動式太陽能房的新進展[J] 華中建筑 201108
7、周正楠 荷蘭社會住宅的可持續更新--以羅森達爾“被動房”住宅項目為例[J] 住宅科技 200912
8、彭夢月 歐洲超低能耗建筑和被動房的標準_技術及實踐[J] 建設科技
9、彭夢月 潘支明 徐永模 孫芹先 歐洲可持續發展建筑的實踐和啟示[J] 建設科技
10、田靈江 瑞士_德國住宅建設與建筑節能工作啟示住宅產業[J] 201103
11、周正楠 太陽能技術在德國建筑中的應用[J] 世界建筑 200212
12、彭夢月 通過被動房之路推動中國建筑節能--德國被動房和低能耗建筑在中國適用性研究[J] 住宅產業 201105
關鍵詞:博物館;建筑設計;節能環保
綠色低碳生活正成為一種社會時尚,節能環保逐漸滲透到人們生產生活的方方面面,國民愈加認可節約水電、少開空調、少開車等綠色低碳的節能生活方式。在此背景下,博物館作為社會公共建筑的重要組成部分,其建筑設計需體現和融入環保節能理念,避免房屋建筑出現不必要的資源浪費,切實解決房屋建設造成的環境污染問題。
1博物館建筑設計中運用節能環保理念的必要性
在我國建筑行業迅猛發展的進程中,博物館建筑設計普遍存在嚴重的資源浪費情況,人們對建筑外觀存在強烈的求美心理,不夠重視設計格局的整體性,忽略了環保與節能等方面的設計要求,盲目追求內部環境的舒適與外形的精美,引發生態環境問題。此外,有些建筑建設者、使用者、設計者自身不具備良好的節能環保意識,設計構思不縝密,導致建筑的節能環保之路愈加坎坷,在此形勢下亟待采取有效策略融入節能環保理念,改變建筑工程資源浪費現狀[1]。
2博物館建筑設計中節能環保理念的具體體現
(1)在節能環保型建筑材料上的體現。材料是一座建筑是否具有節能環保設計優勢的最直觀體現,其選擇與應用情況直接決定著建筑質量和使用效果。從現階段來看,大部分博物館建筑還存在尚未普及應用節能環保型材料的問題,需提高節能環保型材料的設計與實踐運用率,發揮其具有的經濟優勢、降耗優勢。現在建筑材料市場中的環保型建筑材料愈加多樣化,可將其作為常規施工材料的替代品,在設計階段綜合分析材料運用全過程,避免材料運輸、貯存、使用等環節發生不必要損耗,盡可能將塑料材料回收品有效運用到現代博物館建筑設計中[2]。(2)在清潔型能源上的體現。雖然風能與太陽能這兩種清潔性能源近年來的應用范圍愈加廣泛,已經滲透到房屋建筑設計中,然而要想提高清潔性能源利用率,還需要加強對清潔型能源的多方開發與綜合利用,使其充分體現在博物館建筑工程中,使建筑附近太陽能發電系統更加完善,有效降低電能損耗,提高電力儲存能力,為博物館晚間用電提供更優質的服務[3]。(3)在初始設計中的體現。建筑工程中的初始設計十分重要,是整個工程建設的前期工作,將節能環保理念體現在初始設計中能夠從建筑現場氣候、地質、水資源的考察入手,了解自然情況,做好設計規劃,防止發生建筑重建現象。設計人員需要分析能否將附近自然資源融入博物館建筑建設中,提高自然資源利用率,合理開發和利用周邊清潔型能源,加強對不可再生資源的有效保護,最大限度地避免環境污染,切實降低建筑建設所產生的資源壓力[4]。(4)在施工過程中的體現。博物館建筑施工作業以節能環保理念為指導思想,將其視為基本施工原則,采取符合環保型材料使用需求的施工工藝,選擇環境友好型的施工機械設備,在施工現場及時清掃建筑垃圾,制定可體現出節能環保理念的施工方法,綜合工程成本低、耗能少的施工目標,給社會建設出滿意的低碳博物館。
3博物館建筑設計中節能環保理念的融入路徑
3.1在照明系統中的融入路徑
博物館建設中照明系統設計必不可少,照明對于現代社會人們生活、學習、工作、娛樂的重要性不言而喻,將節能環保理念融入照明系統,可引入BAS照明設計方案,合理運用照明裝置,為建筑使用提供更舒適的照明體驗,讓室內場景得以與照明系統協調統一[6-7]。
3.2在門窗設計中的融入路徑
門窗雖然在博物館建筑整個工程中的比重不大,但門窗的作用和影響不能忽視。設計人員將環保節能理念融入門窗設計,可通過擴大門窗開闊建筑使用者的視野,強化采光效果,打造明亮寬敞的房屋[8]。為了避免由于擴大門窗給房屋保溫效果造成的不利影響,應嚴格控制門窗擴大的面積,同時選擇具有保溫節能優勢的新型門窗材料,保證門窗的密封性,增強門窗保溫性能。
3.3在屋面設計中的融入路徑
進行博物館屋面設計時,選擇吸水率低、強度高、導熱系數小且具有良好保溫性能的屋面絕緣材料,在屋頂瓦片和防水層內放置這些材料。使用聚苯乙烯和輕質混凝土板材時,保證水泥黏合劑與散裝材料應用過程科學合理,注意材料防潮與不透水問題,嚴格控制材料混合比例,獲取最佳隔熱效果[9]。
3.4在綠化的融入路徑
縱觀我國城市化建設現狀不難發現,高層博物館建筑逐漸增多。由于底層與高層存在明顯的溫度差異,高層容易在炎熱夏季出現房屋內部溫度過高的情況,影響使用者舒適感與身體健康,甚至存在曬傷使用者的風險隱患。對此,可將環保節能理念融入博物館建筑綠化設計中,應用爬山虎等植物對房屋內部溫度起到靈活調節的作用,既能達到保護的效果,又能改善室內條件,建筑整體環境得到了美觀美化,人們在使用建筑時也減少了粉塵、二氧化碳等有害物質吸入,空氣凈化率明顯提高,這是行之有效的建筑節能環保設計措施[10-11]。
4博物館建筑設計中節能環保理念的體現與融入現狀
整體來看,國內博物館建筑設計效率和水平不斷提高,引入了越來越多的新理念、新技術、新材料、新設備、新工藝,為節能環保理念在房屋建筑設計中的體現與融入創造了便利條件,促進了低碳型博物館建筑數量的增加和規模的不斷增大。但是,不可否認現階段博物館建筑設計中節能環保理念的體現與融入還存在一些問題,具體如下。
4.1環保設計水平較低
盡管近年來節能環保已經成為社會發展的主要潮流,各領域很大程度上增強了節能環保意識,但博物館建筑工程設計與節能環保之間的結合還不夠密切,實踐起來面臨諸多難題,相較于發達國家而言,國內博物館建筑工程節能環保設計水平還存在一定差距,無法真正體現節能環保理念的應用意義。
4.2進展速度慢
節能環保理念在我國建筑領域設計工作中的引入時間較晚,很多人對此認知不足,難以理解其必要性和重要性,在設計博物館建筑時盲目重視短期經濟效益,缺少環境保護的自覺性、責任心,限制了節能環保政策在博物館建筑領域的實施推廣。
4.3協調發展困難
很多博物館建筑節能環保設計流于形式,施工中在落實節能環保措施時沒有把控整體,難以協調發展,導致建筑只在某一工程上表現出極高的節能環保強度,其他工程施工中則基本沒有體現。
4.4人才匱乏
人才是研究博物館建筑節能環保設計工作并將其推廣應用到實際項目的實踐者,而當前國內此方面人才明顯不足,許多博物館建筑設計人員專業水平有限,難以順應時代進步趨勢、掌握節能環保設計手段,工作中設計理念滯后、設計方法單一、設計模式固定,嚴重影響了博物館建筑節能環保設計整體水平的提升。
5博物館建筑設計中節能環保理念的體現與融入建議
首先,加強法律約束。法治社會以法律依據為規范標準,博物館建筑節能環保設計也不例外。為了規范節能環保設計,保證建筑具備良好的節能環保效果,加強相關法律法規建設,應通過節能建筑材料標準化立法等工作,為建筑綠色能源進程提供最大助力,壯大博物館建筑節能環保產業,全面發展。其次,加大宣傳力度。政府有關單位及博物館建筑項目負責人應加大建筑節能環保設計的宣傳力度,將門窗節能、屋面節能等設計內容通過官方微信公眾號、廣播、電視、宣傳冊等宣傳到位,讓更多人關注博物館建筑節能環保設計,促進該項工作的飛躍式發展。地方政府應響應國家號召,出臺超低能耗建筑的扶持政策,在新農村建設與公共建筑中率先推廣超低能耗建筑,為低能耗保溫材料、門窗建筑設計方案提供一次性資金補貼或貸款資金等扶持政策,加大宣傳影響性,促使更多博物館建筑項目主動參與到低能耗建筑體系中。最后,重視人才培養。高校與博物館建筑設計院應加強校企合作,共同培養出符合低能耗建筑建設需求和現代社會發展趨勢的節能環保設計人才。
6結束語
總之,將節能環保理念融入博物館建筑設計中,可以最大程度上節材、節水、節地、節能,避免污染環境,保護生態環境,給人們創造高效、舒適、健康的博物館使用空間,打造與自然和諧共生的現代博物館建筑。在建筑設計中要堅持建筑、人、自然環境協調發展的總體目標,避免破壞自然環境。
參考文獻
[1]劉鵬,張群,魏友漫.高大空間類建筑節能設計方法研究[J].建筑學報,2020(S1):12-16.
[2]施勇.房屋建筑設計中的節能環保問題探討[J].工程技術研究,2020,5(18):196-197.
[3]魏大生.環境保護理念在現代建筑設計推廣中的應用[J].環境工程,2020,38(9):281.
[4]李冰.非物質文化遺產博物館建筑設計分析[J].工業建筑,2021,51(6):236.
[5]司秉卉.建筑節能優化設計中優化算法的效能研究[D].南京:東南大學,2019.
[6]李懷,徐偉,于震,等.某超低能耗辦公建筑照明能耗分析[J].建筑科學,2017,33(12):51-56.
[7]任紅.綠色照明與建筑照明節能設計[J].電氣應用,2009,28(7):22-25.
[8]臧勝,張小朋.論博物館建筑智能化系統設計要點[J].東南文化,2018(4):112-116.
[9]石彥明.光伏技術在公共建筑屋面中的實踐與應用[J].新型建筑材料,2020,47(7):139-142.
[10]王靜,劉焱.文化的物質性呈現:博物館建筑設計中的外墻材料應用[J].東南文化,2016(S1):47-53,46.
在透明復合板中集成透明/半透明的纖維素氣凝膠(這種材料層的總傳熱系數<0.6W/m2·K,每厘米厚度總太陽輻射透過率大于90%)。與商品氣凝膠相比,這種新型的纖維素氣凝膠材料取材于廢紙或廢木料,既滿足節材的要求又達到造價低廉,可降解。同時此施工工藝相對外保溫系統等施工做法相對簡單,且控制難度遠遠低于濕作業施工難度,間接地節省可人員施工開支。
2生態建筑中的多項節能技術
2.1太陽能利用
太陽能在建筑行業的利用是大勢所趨,國際上光伏和建筑一體化已經有很長的歷史了,特別是太陽能發電,包括反饋到電網。國內的利用主要還是太陽能熱水器,技術已經非常成熟,正在大面積普及當中。未來的發展是需要大力普及光伏和建筑一體化,重點在于利用光伏發電解決照明和家用電器用電,以及包括做飯和炒菜在內的高等級能源需求,也為熱泵普及提供高級無碳電力支撐。
2.2生物質能利用
垃圾液化氣和秸稈生物質能主要是為住宅提供生火做飯和炊事用能,包括沼氣在內,是生物質能的較好利用形式,也為熱泵和太陽能聯合供暖、供熱水或發電實現了低碳或零碳建筑的互補手段。只有聯合利用這些低碳可再生能源,才能夠完全實現綠色建筑的零排放和零能耗,甚至正能量輸出,反饋到電網,為電網輸送綠色能源。
2.3地熱能利用
熱泵技術主要用于采暖、制冷和洗澡的熱水。如果被動房普及,地熱主要是用于熱水,用來洗澡和洗衣服等,包括溫室大棚的保溫,適合什么就做什么,因地制宜。這里說的是100℃以下的中低溫熱泵,如果發展400℃以上的高溫熱泵,那么在工業上的應用將會更加廣泛。
3被動式建筑蓄熱技術
通過透明蓄水層提升整個圍護結構的熱惰性和蓄熱性,在和外界自然環境中能量變化的對抗中,TWSE先做到內氣充盈,可以吸收和蓄存比常規圍護結構更多的能量[1]。一般以靜態蓄水就可以對抗室外溫度波動。夏季過熱時,通過建筑供水系統向蓄水模塊供水,回水直接用于盥洗室和衛生間,多余熱能通過排水系統被耗散掉。用單位體積的水傳輸的能量比單位體積空氣傳輸的能量大的多,很容易用小功率泵實現四兩撥千斤,即以小能量調動大能量。供水系統來自埋地的供水管道,很容易實現與大地溫度一致,而TWSE系統正是借大地和太陽輻射的能量對抗冬季和夏季外界空氣環境中極端能量變化,正所謂借力打力。
4結語
關鍵詞:低碳 城市規劃 問題 節能
1.引言
隨著社會經濟的發展,人們越來越強烈的意識到環境保護的重要性,于是建設低碳社會,發展低碳經濟成為全球共識。
所謂低碳城市是指在城市的生產和消費的過程中實行低碳原則,建立一個資源節約、環境和諧的良性循環社會體系。因此,在城市規劃的過程中,要大力充分利用城市空間,減少空間浪費,增加城市的綠色覆蓋率。最重要的是要充分認識我國城市發展中的問題,以便對癥下藥。
2.我國城市發展中存在的問題
隨著我國經濟的發展,我國城市中的諸多能源問題也逐漸凸顯。最突出的表現是在城市能源的消耗飛速增大中。 中國城鎮既有建筑約400億時,并且以每年20億耐的速度增加著。其次,城市中對于能源的極度使用導致城市環境的惡劣愈發明顯,空氣質量的急劇下降、水資源浪費、聲噪污染還城市中固體垃圾的堆積嚴重等問題,雖然在我國環保部門的大力治理改善下,依然未見好轉。再者,人類的生存與能源、環境問題息息相關,猶如魚兒不能離水。但由于城市建設的不合理化,盲目擴張,致使城市用地緊張,城市中心建筑過于密集。如此種種問題,是造成城市交通問題和環境問題惡化的根源。而由于城市建筑建設的過于密集性,導致了環境“成片狀”的被污染、損害,與此同時使受害人也呈“片狀分布”,致使某些相對發達地方和地方的居民受害過于集聚,造成了極度嚴重的健康問題和環境問題。
從全球共同著手低碳理念的發展歷程看來,在國家層面對于低碳措施實施的宏觀計劃多于微觀層面的實施原則,而針對某個城市的具體行動計劃多于可以推廣的制度理念。因此,中國低碳城市的規劃建設探索對于世界范圍內的低碳發展將有深遠的含義。由于受我國可持續穩健腳步的發展影響下,我國不少數城市正在處速發展的階段,再由于我國各種資源豐源,且地大物博,各大城市的發展都具有自身的特色,如有以自然資源開發為主的,有以制造加工為主的,有以主打城市生態牌為主的,有以注重現代化城市建設為主的,各種不同類型的城市在低碳城市建設的定位迥異,進行低碳化建設的方法和途徑也各不相同。而由于我國的民族多樣性與地域的遼闊性,如何針對地方特色進行因地制宜的低碳建設,這些寶貴的實踐和理論歸納都將為世界低碳城市的建設提供豐富的知識。
3.降低能源消耗的規劃手段
城市總體規劃階段要從決策源頭和宏觀層面上確保低碳發展,城市詳細規劃階段要從具體操作層面上實現低碳設計。
3.1城市空間布局。
針對我國城市的現狀,要盡快遏制大城市主城區“攤大餅式”的蔓延趨勢,優化城市空間結構,對主城區人口密度過高和功能過分集中的城市要進行適當的有機疏散,并通過規劃合理的城鎮空間體系,適當遏制大城市的無限膨脹,降低城市的熱島效應,從而減少城市夏季的空調能源消耗。
3.2產業規劃。要以科學發展觀為指導,深入研究國際產業發展規律和我國各地產業發展的自身規律,緊緊抓住國家實施節能減排戰略和建設兩型社會的有利時機,先行先試,降低高碳產業的發展速度,提高發展質量;加快城市經濟結構調整與升級,加大污染工業、設備和企業的退出力度,全面完成城區高污染企業的退出;提高各類企業的能源使用效率和排放標準;提高鋼鐵、有色金屬、建材、化工和電力等高能耗行業的規劃準入條件;制定低碳產業規劃戰略,將可再生資源、高新技術產業作為產業發展的重點,大力發展現代服務業。城市規劃應該對低碳產業的發展規律加強研究,在用地規劃等方面為低碳產業發展提供便利和有效的引導。
3.3 交通規劃。交通與建筑是現代城市能源消耗最大的 2 個行業,占總能源消耗的 70%以上。因此,要大力推行綠色交通規劃,實施以公共交通為主導的交通模式,確立城市公共交通的優先地位,倡導低能耗、低排放的低碳出行方式。據估算,北京小汽車出行比例每降低 1 個百分點,每年可減排二氧化碳 20 萬噸以上。目前,我國城市的公交出行比例為 40%左右,而發達國家大城市公交出行比例已達到 50%~60%。因此,在城市綜合交通規劃中,要通過合理的規劃來提高公交出行的比例,有條件的城市要實現地鐵、城鐵、機場、公交車、出租車等公共交通方式“零換乘”,并保留和擴大城市道路上的自行車道和步行道,提倡綠色出行方式。對外交通規劃方面,要推行以城際軌道交通為主、高速公路為輔的交通模式,加快城際鐵路和地鐵建設,打造城際高速立體交通網絡。此外,要做好推廣新能源公交車、控制私人交通工具的出行規劃管制。
3.4 房地產開發。大力推行綠色建筑規劃設計,研究制定適合各地氣候條件的綠色建筑規劃設計標準,以綠色建筑替代傳統建筑,主要包括:建筑節能政策與法規的建立;建筑節能設計與評價技術標準、供熱計量控制技術的研究;可再生能源等新能源和低能耗、超低能耗技術與產品在住宅建筑中的推廣應用;提高設計的合理性和延長使用壽命等。
結語
綜上所述,總的來說低碳理念的城市建設一項具有長期性的復雜系統工程。它不僅僅需要國家、社會、各行業部門的相互配合協作,更需要我們從自身做起。合理的城市規劃在低碳城市建設中應發揮龍頭效應,將低碳理念、低碳實施貫穿到城市規劃編制與管理的各個環節中,以此來實現最大限度的節能降耗、資源節約和環境友好,從而探索出一條切實符合我國可持續健康低碳發展管理模式的康莊大道。
參考文獻:
關鍵詞:綠色建筑;能源;可再生
建筑節能設計是我國建筑業可持續發展的關鍵所在,在當前資源能源日益緊張的情況下,在建筑節能設計中采取針對性的措施是促進建筑節能設計水平提升的必經之路。建筑的節能設計也是為了帶來相對的經濟效益,體現了建筑節能的重要性與必要性。目前,綠色建筑已經成為一個學術研究的熱點問題。當代社會的沖突提醒我們,人類顯然是世界上最大的矛盾制造者。城市無限擴張后,巨大的隱患埋在人類的未來。問題不在于豐富現代城市,而在于如何規范它。這引出了一個問題,人類如何用自己的雙手來對待世界。上世紀70年代的石油危機以來,在著名的羅馬俱樂部的報告《增長的極限》,再到目前的“低碳”的理念,我們逐漸意識到,人類必須學會克制自己的無限無盡的欲望在發展過程中,否則他們將承受來自大自然的無情消解。于是,綠色建筑理念開始萌芽,綠色建筑和可持續城市發展的理論與實踐也開始流行起來[1]。被廣泛引用的可持續性定義是從1987世界環境與發展委員會題為“人類的未來”的報告開始的。所謂的“可持續發展”是“滿足當前發展的需要,對人類社會的經濟利益破壞未來的基礎。”這一長期來看是非常有意義和值得進一步考慮的。為建筑業、綠色和可持續發展主要是指,在考慮環境、城市與建筑問題,它應當是整個人類當代和長遠利益的短期利益;應該考慮一個地區的局部利益與整個世界作為一個整體,在一個公平、合理的方式對這顆星球的未來人的有限的地球資源共享。資源浪費和環境污染也應該在最大程度上消除。勞倫斯在“可持續發展的西雅圖”說,“這意味著可持續性是使幸福生活比生存,所以如果我們真的要可持續發展,必須減少消費。”在資源和環境的消耗相當于做有害于人類自己。
1建筑工程節能相關概述
建筑節能就是合理的使用和有效利用能源的建設,包括建筑本身,保溫功能,建筑材料在能源消耗和建筑采暖能耗的生產等等。在確保建筑功能和室內熱環境質量的同時,提高建筑圍護結構的保溫、采暖和空調系統的運行效率,降低自然能源的水平到標準。一言以蔽之,建筑節能是指減少采光照明、空調制冷、采暖供熱、改善室內環境質量、調節室內濕度的能源消耗,以及地熱能源、太陽能的應用,是一門綜合性的技術。
2可再生能源在綠色建筑中的應用
綠色建筑是指為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動的空間,同時實現高效率地利用資源、最低限度地影響環境的建筑物。綠色建筑是實現“人文-建筑-環境”三者和諧統一的重要途徑,是實施可持續發展戰略的重要組成部分。綠色建筑于20世紀率先在發達國家興起,發展綠色建筑是從建筑節能起步的,在建筑節能取得進展的同時,又將其擴展到建筑全過程的資源節約、提高居住舒適度等領域。我國的綠色建筑發展時間較晚,但目前已經獲得了快速的發展,通過不同星級綠色建筑的項目分析,目前社區的綠化率達到38%,平均節能率達到58%,節水率達到15.2%以上,可循環材料達到了7.7%。人們相信,二十一世紀的城市必須更環保、更有科技感;因此,促進可持續城市的建設成為許多發展中國家的一個關鍵問題。可持續性概念是一個廣泛的全球性問題,包括有關人、環境和社會的各種相互關聯的研究。可持續城市的重要性可以通過確定可持續性的作用加以闡明。事實上,這種可持續性代表了一種新的方法,它包含了“綠色基礎設施”的概念,基于重新思考的過程,旨在將當前城市的整體實施與環境、技術、經濟、社會和人民聯系起來。由于建筑施工和運行所需的能源消耗增加了二氧化碳(CO2)的排放量,目前國際公認的做法是采用創新的方法減緩這一問題。鑒于此,綠色建筑的能源性能對建筑環境的可持續發展有著巨大的影響。可持續發展是與能源的性能高度交織在一起。因此,可再生能源(包括太陽能、風力和波浪等)不但對可持續發展起著重要作用,而且可持續能源(包括廢物能源)在可持續性的增強方面具有很大影響力[2]。回顧以往的研究,在綠色建筑方面的研究材料表明,綠色建筑(包括低能耗、超低能耗和零能耗建筑)有明顯的交叉在一起的節能設計,以先進的集成技術來減少能源需求和消費(加熱、冷卻和電力等)。針對綠色建筑的可持續能源效率,在建筑中應用可再生能源是一個基本的準則。在這方面,太陽能可持續系統一直是發展綠色建筑的關鍵因素。太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源,也是可利用的最豐富的能源,且在轉換過程中不會產生危及環境的污染。在太陽能建筑設計中,建筑師設計起著統領作用,協調各專業,發揮自身特長,將建筑設計與太陽能應用技術巧妙而有機地結合起來。太陽能系統一般包括太陽能供電系統、太陽能空調系統、太陽能供暖系統以及太陽能熱水系統。太陽能連接器已被利用作為綠色建筑的一個重要組成部分。制冷劑充電的家用熱水系統不但制造簡單,包括一般平板太陽能集熱器,而且同時能提供充足的能耗。因此,建議在太陽能熱水系統的進一步設計和開發中利用各自的成果,冷卻和加熱系統是最近研究綠色建筑的一個主要熱點[3]。建議考慮可再生能源技術在未來生態城市發展中的應用。這表明,在社會、環境和經濟方面,可再生能源技術的應用可能是相當有益的。回顧近年來的學術嘗試,主要集中在風力發電的利用、以太陽能光伏發電和太陽能熱發電系統、太陽能的利用。但是,它仍然是研究開發新的可再生能源的關鍵。綠色建筑通過科學的整體設計,集成綠色配置、自然通風、自然采光、低能耗圍護結構、可再生能源利用、中水利用、綠色建材和智能控制等高新技術,可有效降低建筑的能源和資源消耗,降低其對生態環境的破壞,讓城市功能朝著美好人居環境的目標發展。可再生能源的利用是綠色建筑的重要技術之一,可再生能源具有資源分布廣泛、適宜就地開發利用,且對環境無害或危害極小等特點,是自然界中可以永續利用、取之不盡、用之不竭的資源。
3結語
人們居住環境既是生態環境的重要組成部分,也是人類文明進步的重要體現。綠色建筑是實現“人文-建筑-環境”三者和諧統一的重要途徑,是實施可持續發展戰略的重要組成部分。可再生能源技術是綠色建筑中的重要技術措施,在利用可再生能源時,也應注意以下三點問題:(1)因地制宜。可再生能源在不同地區應用時,應充分考慮當地的能源狀況和氣候條件,有選擇、有側重的利用可再生能源;(2)新技術開發。加大可再生能源利用的新技術研發,提高可再生能源的利用效率,特別是加大相變儲能技術與可再生能源聯合利用的技術創新或產品研發;(3)可再生能源耦合技術。研究可再生能源的耦合技術,將分項技術整合,以改善單一可再生能源的使用形式效率低、無法充分發揮可再生能源節能優勢等缺陷,同時,可以獲得更大的經濟和社會價值。
參考文獻
[1]常慧.可再生能源技術在綠色建筑中的應用[J].建筑節能,2013(04):39-41.
[2]楊光.綠色建筑中可再生能源利用方案的設計[J].節能,2013(02):48-51,3.
[3]藺兵練.淺談綠色建筑和可再生能源的應用[J].科技展望,2017(01):146.
[4]謝國麗,楊軍.中國發展綠色建筑的意義及建議[J].現代制造技術與裝備,2012(04).
[5]孟憲建.淺析可再生能源在綠色建筑設計中應用[J].能源與節能,2011(12).
隨著社會的發展,建筑物不僅要外表美觀,內部也要安全、舒適、便捷,以滿足人們對美好生活的追求。但在全球能源危機日益嚴重的今天,傳統意義上的現代建筑早已無法滿足時代的發展。因此,綠色建筑的概念應運而生,它能更好地滿足人們“綠色、環保、節約型”的需求。
現代建筑的概述
現代建筑是指上世紀形成的多種風格的建筑。隨著工業革命的發展與城市化進程的加速,出現了一大批現代建筑,如鐵路建筑、辦公建筑、廠房、倉庫、商業服務建筑等。現代建筑更強調生產性與實用性,先后將鐵、鋼材、水泥用于房屋建筑。
綠色建筑的概述
1.概念
“綠色建筑”是指根據規劃要求,在設計過程中充分考慮到環境因素,確保施工時將對環境的影響降至最小,為人們提供健康、舒適、低耗、無害居住空間的建筑。簡單來講,就是在建筑的整個使用期限內,盡量減少對各種能源的消耗,并避免廢棄物的產生,從而實現與自然和諧共處的建筑。
2.綠色建筑發展史
自20世紀60年代,美國建筑師保羅·索勒瑞首次提出了生態建筑這一新理念。1969年,美國建筑師伊安·麥克哈格創作了《設計結合自然》一書,這標志著生態建筑學的正式誕生。到了70年代,由于石油危機的逐步惡化,促使了各種新型建筑節能技術的產生,使節能建筑成為建筑發展的重要趨勢。隨后,在世界自然保護組織與聯合國環境署的提倡下,節能建筑的概念得到進一步普及。1990年,英國推出了世界上首個綠色建筑標準。之后,美國、加拿大、香港、臺灣等不同國家、地區均制定了各自的綠色建筑標準。我國是一個能源消耗大國,上世紀80年代,便很重視建筑節能問題。自1992年在巴西里約熱內盧聯合國環境與發展大會以來,我國更是花大力氣推動綠色建筑的發展。如今“鳥巢”、“上海生態建筑示范樓”及“清華超低能耗示范樓”等綠色建筑示范項目正成為我國綠色建筑發展的重要平臺。
綠色建筑與現代建筑理念分析
1.綠色建筑的設計理念
(1)節約能源資源
在設計過程中,應盡量使用各種可再生資源,如太陽能、風能等。同時,要求建筑圍護結構與采暖空調采用更先進的節能材料與技術。這樣,不僅能盡量避免對不可再生資源的消耗,還不會對環境造成污染。建筑師還應利用自然通風原理,結合建筑的具體情況設計科學、有效的風冷系統,進一步提高建筑的節能水平。
(2)回歸自然
注重建筑外部和四周環境的和諧統一,動靜互補,起到保護自然環境的作用。
(3)提供舒適、健康的居住環境
建筑內部要使用對人體無害的建材及裝修材料,并能保持適宜的溫、濕度、空氣通暢,讓住戶感到舒適、健康。
2.現代建筑的設計理念
(1)功能主義
相對于綠色建筑,現代建筑更注重功能效用,在設計時不是以綠色、環保為主,而是以人的需求為主。
(2)注重空間設計
從整體出發進行設計,強調設計規劃以模型為中心,而非只停留在圖紙上設計。
3.兩種建筑理念的對比
現代建筑更注重實用性,而綠色建筑是現代建筑的繼承與發展。它不僅注重實用性,更注重綠色、環保、節能。因此,它更符合當前世界主流思想,實現人與自然的和諧發展,實現可持續發展。這也正是解決日益嚴重的能源危機的重要途徑。
綠色建筑對現代建筑的啟示
人類進入21世紀后,各種能源問題、環境問題成為困擾人類生存與發展的重要因素。節能減排與環境保護成為世界的共識。這也給我國現代建筑業帶來了重要啟示。尤其是在近年來建筑業的快速發展,使得我國的能源供需矛盾持續加劇。高能耗的現代建筑雖然能讓人們享受到便捷、舒適的生活,但卻是以巨大的經濟代價與能耗代價為前提,并加劇了對生態環境的污染。同時,也在極大程度上拉大了自然環境與居住者的距離。因此,必須走綠色建筑的發展之路,才能實現可持續發展。
【關鍵詞】低碳;生態轉型;可持續發展
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A 文章編號:
一.低碳城市
1.低碳城市的提出
世界氣象組織(WMO)和聯合國環境署(UNEP)于1988年創建政府間機構——聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)。IPCC分別在1990年、1995年和2001年、2007年發表了4份全球氣候評估報告,對氣候變化國際談判產生了重要影響。在1990年報告中,IPCC向人類警示了氣溫升高的危險,推動了聯合國環境與發展大會1992年通過《聯合國氣候變化框架公約》。在1995年報告中,IPCC認為,“證據清楚地表明人類對全球氣候的影響”。這份報告為《京都議定書》1997年得以通過鋪平了道路。在2001年報告中,IPCC表示,有“新的、更堅實的證據”表明人類活動與全球氣候變暖有關,全球變暖“可能”由人類活動導致,這里的“可能”表示66%的可能性。2007年IPCC發表第4份全球氣候評估報告,指出氣候變暖已經是“毫無爭議”的事實,人為活動“很可能”是導致氣候變暖的主要原因,這里的“很可能”表示90%以上的可能性,這種全球變暖對自然系統和社會經濟已經產生了非常顯著的影響。根據預測,未來100年這種全球變暖的趨勢還會進一步加劇,而且會對自然系統和社會經濟產生更為顯著的負面影響。要盡早采取措施,減少溫室氣體的排放來減緩全球氣候進一步變暖趨勢,減少對自然和經濟系統的影響。低碳經濟與低碳城市正是在上述背景下開始被人們提出,并正在成為城市研究的熱點。
2.概念
低碳城市發展是指城市在經濟高速發展的前提下,保持能源消耗和CO:排放處于較低水平。低碳經濟是實現城市可持續發展的必由之路。低碳城市,就是在城市實行低碳經濟,包括低碳生產和低碳消費,建立資源節約型、環境友好型社會,建設一個良性的可持續的能源生態體系。
3.低碳城市的構成
(1)新能源利用
面對能源危機,許多國家都在大力研究和開發利用“綠色能源”,包括太陽能、生物質能源、風電、水電的新技術新工藝。綠色能源可概述為“清潔能源和再生能源”。狹義地講,綠色能源指氫能、風能、水能、生物能、海洋能、燃料電池等可再生能源,而廣義的綠色能源包括在開發利用過程中采用低污染的能源,如天然氣、清潔煤和核能等。目前“綠色能源”在全球能源結構中的比重已占到15%—20%,今后由石油、煤炭和天然氣能源唱主角的局面將得到改善。
(2)清潔技術
循環經濟是一種與環境和諧的經濟發展模式,它要求把經濟活動組織成一個“資源——產品——再生資源”的反饋式流程,其特征是低開采、高利用、低排放甚或零排放。清潔生產是從資源的開采,產品的生產,產品的使用和廢棄物的處置的全過程中,最大限度地提高資源和能源的利用率,最大限度地減少它們的消耗和污染物的產生。循環經濟和清潔生產的一個共同目的是最大限度地減少高碳能源的使用和C02的排放。
(3)綠色規劃
城市能源消耗會直接影響到周邊區域的環境污染,城市規劃除了考慮單個城市自身特點外,還應結合城市所在區域和國家的發展戰略來進行考量。
第一,產業規劃。在城市發展規劃中,要降低高碳產業的發展速度,提高發展質量;要加快經濟結構調整,加大淘汰污染工藝、設備和企業的力度;提高各類企業的排放標準;提高鋼鐵、有色、建材、化工、電力和輕工等行業的準入條件。
第二,交通規劃。低碳城市的交通戰略可從兩個方面實現:一個方面是控制私人交通出行的數量;另一個方面是降低單位私人交通工具的碳排放。在這一點上,巴西的庫里蒂巴堪稱成功的例子。
(4)綠色建筑
綠色建筑的建設包括:建筑節能政策與法規的建立;建筑節能設計與評價技術,供熱計量控制技術的研究;可再生能源等新能源和低能耗、超低能耗技術與產品在住宅建筑中的應用等;推廣建筑節能,促進政府部門、設計單位、房地產企業、生產企業等就生態社會進行有效溝通。在減少碳排放的進程中,綠色建筑的普及和推廣將具有重要的意義。
二.城市建筑生態轉型和可持續發展
1.生態建筑概念
雖然“生態建筑”的稱謂自20世紀60年代就已提出,但“當前還沒有完整統一的生態建筑理論或被普遍認可的生態建筑的界定,生態建筑的定義和內涵,因不同國家的環境需求和價值觀念的不同而有差異。生態型建筑的目標是一致的,都追求建筑物最大限度地減少對環境的影響,達到建筑與環境共生,更重要的是都以生態為基本指導思想,以達到人工環境的生態化。
2.可持續發展理論
在20世紀后半葉,人類經歷了兩次環境革命。第一次爆發于20世紀60年代末和70年代初,人們意識到能源危機和環境污染對人類生存的威脅,于是開始提出并關注環境問題。20世紀90年代初出現了第二次環境革命,這一次被稱為具有“深綠色環境觀”的運動,重新界定和擴展了環境概念,其核心是可持續發展理念的提出。可持續發展強調了兩個觀點:一是發展;二是發展是有限度的。因而持續發展的核心思想是解決環境與經濟的矛盾問題,尋求其生態合理性,這種思想的視野是建立在全球整體環境上的。
“低碳筷行動”
3.城市建筑的生態轉型
毫無疑問,城市建筑生態化需要依靠適宜的技術手段。當代建筑的生態化是一種整體的環境概念:“建筑環境不僅要以單體建筑的生態設計來進行改善,更重要的是還要在城市總體規劃與群體設計中奠定生態觀念,它不僅能改善城市物理環境,而且可以在景觀與美化方面取得宜人的效果。”我們認為,系統環境觀下建筑呈現如下特點:建筑與城市空間的一體化;生態與技術的協同而不是排斥;依據生命周期理論,建筑作為一個過程而形成新的經濟觀;環境健康與文化功能的融合。
【總結】
朗詩?虹橋綠郡項目是由朗詩集團投資、上海城峰置業有限公司開發的高科技高舒適度住宅小區項目。本項目地處長寧區天山路以北,武夷路以南,中山西路內環高架以東,天山公園以西。該地塊規劃用地面積8531.90m2,總建筑面積26043.32m2。本項目由四棟聯為一體的建筑組成:1、3號樓為18層高層建筑,一層局部架空,二層以上為住宅; 2、4號樓為多層建筑;四棟建筑下均設有地下室,其主要功能為:停車和設備用房。共120戶,主要戶型為二室二廳二衛、三室二廳三衛和少量的聯排住宅,地下為機動車停車庫(局部為機械式停車庫)、儲藏室和設備用房等(圖1)。
朗詩?虹橋綠郡以低能耗、高舒適度住宅為設計目標,運用先進綠色建筑設計理念,并采用了大量國內外最新的建筑技術,整合建筑功能、形態與各項適宜技術,通過綠色智能技術平臺,系統化地集成應用了“地源熱泵系統”、“天花板輻射制冷、制熱系統”、“溫濕度獨立控制空調系統”、“節能高效照明系統”、“衛生間同層排水系統”等十大先進綠色建筑系統體系。
本項目于2012年12月獲得環保部中國環境標志低碳建筑驗證標識,住區綜合減碳指標為27.68 kg/(m2?a),年總減碳量569.29t,其中節能單項的減碳指標為26.07 kg/(m2?a),充分體現本項目對超低能耗建筑的設計目標和理念。
2 綠色建筑設計思路
2.1 主要技術措施
朗詩?虹橋綠郡項目主要采用了以下技術手段:
總平面室外環境模擬優化;室內環境模擬優化;本土物種選配及復層綠化設計;場地透水地面鋪裝;高效護結構;地源熱泵熱水/空調;天棚輻射+24小時置換新風系統;非同步調光卷簾外遮陽系統;建筑形體自遮陽設計;排風熱回收系統;新風PM2.5級過濾;高效照明光源;減震隔聲系統;高效節水器具;同層排水系統;可再循環利用材料;低VOC內裝材料;設備運營檢測系統;小區智能化管理系統;智能家居。
在上述技術手段的全面使用下,本項目可以滿足國家環保部環境標志《低碳建筑》認證的要求。項目的綜合節能率大于75%,可再生能源使用覆蓋率100%,且每戶精裝修交付。
2.2 室外環境優化
室外的場地規劃基于指導建筑排布以保證場地內舒適性為主,考慮室外聲、光、熱、風在不同建筑排布下的影響,借助模擬軟件,在先期方案設計中提供參考。同時與景觀設計相結合,營造一個良好的室外微氣候條件。
經過合理排布,項目的室外人行區域風速不大于5m/s,場地內噪聲晝間不大于45dB(A),夜間不大于35dB(A)。
2.2.1 提高場地綠地率
本項目綠地面積2986.17m2,綠地率35%,達到上海市規定的新建小區35%的綠地率要求,同時項目在2#和4#樓屋頂種植屋頂綠化(圖2)。
2.2.2 屋頂綠化與垂直綠化
本項目綠地率達35%,在2#樓和4#樓種植屋頂綠化,種植屋頂綠化可以達到遮熱、斷熱與冷卻、減緩雨水沖刷等效果。屋頂綠化率約占2#和4#樓屋頂面積的80%~90%,約占總體屋頂面積的38%左右。
2.2.3 熱島強度
本項目綠地率為35%,綠地面積為2986.17m2;喬木總投影蓋度面積為1542.55m2,投影蓋度比例為51.66%;且本項目平均斑塊面積大于200m2,同時本項目還設有2處水景及若干處涼霧裝置,可有效減緩城市熱島效應。設計中有改善室外熱舒適的措施。
本項目設計中采取了如下改善室外熱舒適的措施:
栽植中型或高大喬木為室外活動場所提供綠化遮陽(參見綠化設計);
建筑規劃布局有利于室外活動場地通風散熱(參見風環境模擬);
設計2處水景,在取得良好景觀效果的同時,有利于提高室外的熱舒適性;
入口處涼霧設施(見圖3)。
2.3 建筑節能
為了保證室內的舒適性及節能,建筑外表皮的設計尤為重要。本項目外墻墻體采用100mm半硬質礦(巖)棉板保溫,屋頂采用70mm半硬質礦(巖)棉板保溫,主要房間外窗選用隔熱金屬型材多腔密封(三玻雙腔)(5透明+9A+5透明+9A+5透明),傳熱系數2.00W/m2?K,玻璃遮陽系數0.84,兼顧保溫隔熱和隔聲的性能要求。
在建筑的遮陽設計上,除了改變原先的卷簾遮陽形式,更多的考慮利用建筑自身構件和形體構成自遮陽。在項目設計中同時考慮諸如陽臺挑板、豎向隔墻,以及周邊建筑的影響,確保遮陽設計的實效性。
可再生能源利用
空調末端為“天棚輻射+置換新風”系統,利用地埋管作為冷熱源,采用兩臺地源熱泵機組和一臺冷水機組為末端天棚系統和新風系統提供冷熱量。新風系統夏季直接由熱泵和冷水機組提供7℃/12℃的冷凍水,冬季直接由熱泵提供35℃/30℃的熱水;天棚輻射系統夏季通過板換提供18℃/20℃的冷凍水,冬季提供28℃/26℃的熱水。不同季節運行工況的轉換靠閥門的切換實現。開式冷卻塔則完全根據熱泵系統運行情況及地下溫度監測情況實時開啟,即在夏季運行時為地埋管系統放熱提供補充,以保證地下熱場平衡,避免熱堆積。選取2臺高溫熱泵機組提供55℃生活熱水。
2.4 室內環境質量
本項目采用天棚輻射+置換新風集中空調系統,室內夏季設計溫度26℃,相對濕度60%,冬季設計溫度20℃,相對濕度40%,每戶換氣次數均不小于0.5次/h。天棚輻射系統夏季由熱泵機組+制冷機組提供18℃/20℃的冷凍水,冬季則由熱泵機組提供28℃/26℃的熱水。
室內空間的舒適性一直是朗詩產品所關注的要點。朗詩?虹橋綠郡項目在平面設計時,運用各種計算機仿真手段驗證室內在自然條件下的采光、通風以及在朗詩特有的天棚輻射+置換新風系統下的氣流組織及舒適度。
經過優化設計,室內90%的主要功能空間的采光效果采光系數在1%以上,自然通風情況下的換氣次數不小于3次/h。在天棚輻射系統下,垂直溫度梯度在1~2℃之間。室內舒適度指標-1≤PMV≤+1,PPD≤10%。
在對室內污染源的控制上,朗詩與國內外專家合作,開發了空氣品質預測軟件。通過采用體系性的措施對建筑和裝修材料進行控制,從源頭上防控VOC。同時0.5次/h的24小時新風系統也能保證室內空氣質量的健康。
3 朗詩二代產品