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摘要:綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能,節地,節水,節材) ,保護環境和減少污染,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所謂“綠色建筑”的“綠色”,并不是指一般意義的立體綠化、屋頂 ,花園,而是代表一種概念或象征,指建筑對環境無害,能充分利用環境自然資源,并且在不破壞環境基本生態平衡條件下建造的一種建筑,又可稱為可持續發展建筑、生態建筑、回歸大自然建筑、節能環保建筑等。
關鍵詞:建筑節能,綠色建筑,太陽能
建筑節能,是指民用建筑在規劃、設計、建造和使用過程中,通過采用新型的節能電力電氣設備和新型墻體材料,執行建筑節能標準,加強建筑物用能設備的運行管理,合理設計建筑圍護結構的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和通道等電力電氣設備系統的運行效率,以及利用可再生能源,在保證建筑物使用功能和室內熱環境質量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源的活動。
建筑節能體系(圖1)可以從兩個大方面來考慮:建筑本體節能和建筑設備節能。建筑本體節能主要體現在建筑規劃、設計、施工過程中,判斷節能與否主要看建筑是否采用新型節能建材、是否因地制宜利用自然能源,尤其是可再生能源,以及節能材料和可再生能源的使用率等等。建筑的設備節能則貫穿建筑的使用過程,涉及管理、優化和改造等細節方面,從空調、給排水、衛生、照明、電氣等末端設備入手,挖掘節能潛力,創造節能效果。
太陽能是典型的可再生能源,太陽能與建筑的結合體現在建筑的本體節能方面,但同時太陽能設備作為建筑設備的一種,在管理節能方面也具一定潛力。
太陽能建筑(Solar Building),即用太陽能(Solar Ener-gy)代替部分常規能源,為建筑物和居民提供采暖、熱水、空調、照明、通風、動力等一系列功能,以滿足或部分滿足人們
的生活和生產的需要。所謂的太陽能建筑,其利用太陽能的最高境界是“零能耗”,即建筑物所需的全部能源供應均來自太陽能,常規能源消耗為零;從而真正做到環保清潔、綠色生態。
基于以上對太陽能建筑的定性分析,太陽能建筑的特點可以概括為3條:1)既舒適義健康;2)節約一次能源;3)減少對環境的破壞和污染。
在倡導綠色能源、可持續發展的今天,太陽能作為最經濟、環保的能源之一,愈來愈受人們重視。目前太陽能建筑的典衛建筑結構類型有陽臺壁掛型(圖2),屋面貼合型(圖3)、集中供熱型(圖4)、集中分戶型(圖5,等等。
太陽能建筑的宗旨是在不破壞建筑立面的前提條件下,注重太陽能系統的安全性、實用性和智能性。然而,在太陽能與建筑的結合問題上,綜合各方面考慮,目前仍存在諸多問題。
I)太陽能產品制造商,往往只強調產品的功能,而忽視了建筑的特點與要求,使太陽能產品與建筑物成為兩個獨立的部分;太陽能產品由于沒有與建筑設計相結合,因此會破壞原有建筑的整體外觀形象,進而破壞環境;而且目前的太陽能產品結構單一,建筑設計師即使在設計中考慮使用太陽能產品,也很難將太陽能產品有機地融人到設計中,使太陽能產品成為建筑設計中的“雞肋”。
2)建筑設計院,仍有不少建筑設計師缺乏綠色生態的理念,根本不考慮太陽能及其他綠色能源的使用,造成太陽能產品大都在建筑施工過程中臨時安裝,即“事后狀態”下安裝,結果影響到建筑群體,甚至整個城市的建筑風貌。
3)政府規劃機構,往往不能夠將綠色環保的理念和相關政策很好結合。雖然江蘇地區已出臺12層以下民用建筑必須安裝太陽能熱水器的強制性政策,但由于其它相關配套設施、標準的不完善,尤其是太陽能施工驗收標準一塊,仍存在爭議點。在一定程度上影響了太陽能產品的生產,導致推廣效果不好、范圍不廣。
針對以上問題,解決方案如下:(I)太陽能產品的生產商應更多地了解建筑設計的需求,開發推出多款適合建筑結構利用的系列和型號;(2)建筑師在設計初期,即將太陽能系統包含的所有內容都當作建筑不可或缺的元素加以考慮,使之成為建筑組成的一部分;(3)加強太陽能產品生產商、建筑師、政府機構的交流與溝通,從設計階段即將太陽能產品與建筑真正的融為一體,并配以后期的政府激勵政策、規范的市場引導機制,太陽能產品一定可以在建筑節能中發揮更大作用。在各領域的合作之下,太陽能建筑必將達到完美與和諧的統一。太陽能系統與建筑設計一體化的設計思路,也將得以持續和發展。
太陽能的應用,從技術途徑看,主要分為光一熱轉換技術和光一電轉換技術;從具體應用范圍看,主要有太陽能熱水供應、太陽能地板采暖、太陽能溫水游泳池(圖6)、太陽能空調、太陽能路燈(圖7)等5大系列。到目前為止,太陽能光一熱轉換技術發展已較為成熟,不僅可以提供人們生活所需熱水,還可解決取暖等問題;太陽能光一電轉換(圖8)具有較高的技術成分,發展與應用量較小,但是隨著光電轉化技術的進一步成熟,以及太陽能光一電板成本的進一步降低,太陽能應用必將具有更廣泛的空間和發展市場。
我國具有豐富的太陽能資源,在正常發展和生態驅動發展兩種模式下,預測2050年我國太陽能利用在總能源供給中分別占4.7%和10%。目前我國太陽能熱水器的保有量已超過6 001)萬mz,而此數據的太陽能建筑僅占所有建筑1%
根據美國環境總署EPA的統計數據、目前世界各國建筑能耗中排放的:約占全球排放總量的30%-40%。而人們對未來:在大氣中含量的預計是,如果不采取任何措施,50年后大氣中:的含量將會達到現在的3.5倍。眾所周知,國家推廣太陽能的目的是為了環保節能,而環保節能在另外一層意義上說就是盡量減少:的排放。換個概念,使用太陽能減少:排量與綠地吸收的效果相一致。據科學計算,可以總結出如下等式:1 m=的太陽能集熱器“95.39 kg標煤產生的熱量之70.11 kg =19.475 m2的草坪吸收力=0.779 m2的落葉喬木吸收力==1.5 m2的綠地吸收力。從以上數據,我們可以明顯地看出建筑應用太陽能的環保節能效應。
太陽能建筑異太陽能十建筑。綠色的設計理念對太陽能建筑來說尤為重要。建筑應該從設計一開始就將太陽能系統考慮為建筑不可分割的一個組成部分,將太陽能外露部件與建筑立面進行有機地結合,彰顯出太陽能建筑的特色。完美的太陽能建筑,應該從設計中就能品味出它獨特的建筑風格,體現出一種理性、高科技、時尚和未來的美。
綠色建筑主要有以下幾點特征:建筑本身較傳統建筑,其耗能大大降低。綠色建筑尊重當地自然,人文,氣候,因地制宜,就地取材,因此沒有明確的建筑模式和規則。綠色建筑充分利用自然,如綠地,陽光,空氣,注重內外部的有效聯通,其開放的布局較封閉的傳統建筑的布局有很多區別。綠色建筑過程中,對整個過程都注重環保因素。
節約環保就是要求人們在構建和使用建筑物的全過程中,最大限度地節約資源、保護環境、呵護生態和減少污染,將因人類對建筑物的構建和使用活動所造成的對地球資源與環境的負荷和影響降到最低限度和生態的再造能力范圍之內。
創造健康和舒適的生活與工作環境是人們構建和使用建筑物的基本要求之一。就是要為人們提供一個健康、適用和高效的活動空間。對于經受過非典SARS肆虐和甲型H1N1流感全球蔓延困擾的人們來說,對擁有一個健康舒適的生存環境的渴望是不言而喻的。
自然和諧就是要求人們在構建和使用建筑物的全過程中,親近、關愛與呵護人與建筑物所處的自然生態環境,將認識世界、適應世界、關愛世界和改造世界自然和諧與相安無事地統一起來,做到人、建筑與自然和諧共生。只有這樣,才能兼顧與協調經濟效益、社會效益和環境效益;才能實現國民經濟、人類社會和生態環境又好又快地可持續發展。
節約能源和資源,減CO2少污染 建筑本身就是能源消耗大戶,同時對環境也有重大影響。據統計,全球有50%的能源用于建筑,同時人類從自然界所獲得的50%以上的物質原料也是用來建造各類建筑及其附屬設施。盡管諸如道路,橋梁,隧道等不能以綠色建筑去衡量,但是居住區,辦公大廈,公寓等對資源的利用時周而復始的。另外,建筑引起的空氣污染,光污染,電磁污染占據了環境總污染的1/3還多,人類活動產生的垃圾,其中40%為建筑垃圾。對于發展中國家而言,由于大量人口涌入城市,對住宅,道路,地下工程,公共設施的需求越來越高,所耗費的能源也雨來越多,這與日益匱乏的石油資源,煤資源產生了不可調和的矛盾。
人們已不但注重單體建筑的質量,也關注小區的環境,不但注重結構安全,也關注室內空氣的質量,不但注重材料的堅固耐久和價格低廉,也關注材料消耗對環境和能源的影響。同時,用戶的自我保護意識也在增強。今天,人們除了對于煤氣、電器、房屋結構方面可能出現的隱患日益重視外,對一些慢性危害人體健康的東西的認識也在加強,人們已經意識到“綠色”和我們息息相關。
通過引進、消化、借鑒,先后開發出環保型、健康型的壁紙、涂料、地毯、復合地板、管道纖維強化石膏板等裝飾建材,如“防霉壁紙”是壁紙革命性的改變。“塑料金屬復合管”,是國外20世紀90年代剛開始的替代金屬管材的高科技產品,其內外兩層為高密度聚乙烯,中層為鋁,塑料與金屬鋁之間為兩層膠,具有塑料與金屬的優良性能,它有不會生銹,不使水質受污之優勢,目前國內已研制成功。
目前建筑行業主要的環境因素有噪聲的排放、粉塵的排放(揚塵)、運輸的遺撤、大量建筑垃圾的廢棄、油漆、涂料以及化學品的泄露、資源能源的消耗如生產生活水電的消耗,裝修過程中引起投訴較多的油漆、涂料、膠及含膠材料中甲苯、甲醛氣味的排放等。一些企業已通過150l400l環境管理標準認證。