綠色建筑策略實施論文
時間:2022-03-25 03:40:00
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摘要:五合國際在深入研究國際先進技術基礎上,結合在中國多年的實際工程實踐,努力探索一套適合中國國情具體措施,歸納總結了適合中國國情的一些生態(tài)、舒適、節(jié)能的高新技術體系,發(fā)表出來,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的充分重視,因此切實地推進建筑生態(tài)節(jié)能面臨著大眾觀念、經(jīng)濟成本、技術保證等諸多方面的制約。影響我國建筑節(jié)能推進的深層根源主要體現(xiàn)在以下四方面:1)對于建筑領域各個方面,尚缺乏有效的政策激勵制度;2)公眾節(jié)能意識不足且能源價格目前偏低,節(jié)能項目由于技術的投入,初次投資成本增加,對業(yè)主和消費者缺少足夠吸引力;3)施工監(jiān)管不力及施工驗收手段差.使節(jié)能項目的質(zhì)量難以保證,對此,我們也缺乏有力的懲罰機制;4)節(jié)能技術的基礎研究不夠,由于綠色建筑在我國處于起步階段,很難明確得知一項技術在建筑全生命周期的生態(tài)效果、節(jié)能效果。很多項目選技術時都遇到這個問題。
1發(fā)展策略
在制定政策方面國外的很多經(jīng)驗對中國有借鑒意義,例如,為了降低建筑物的能源消耗量,德國政府和社會采取的措施多種多樣,如:國家銀行系統(tǒng)為綠色建筑提供低息貨款,資助節(jié)能技術的應用;建立針對明確目標群組(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;此外,還有把舊房改造目標定為舒適、節(jié)能、環(huán)保,利用稅收政策推動建筑節(jié)能等等。
參照歐美國家成功的生態(tài)節(jié)能政策體系和技術措施,對具體節(jié)能技術體系我們也應規(guī)范地進行引導、控制與要求,如:頒布節(jié)能法規(guī),規(guī)定建筑最低標準的保溫值。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。具體要加強的工作有:計算機模擬技術和建筑物使用能耗計算方法的深入研究,這是生態(tài)節(jié)能居住區(qū)規(guī)劃和住宅設計的前提條件。另外,加強太陽能技術,太陽能取暖,太陽能發(fā)電等技術的研究。提高太陽能利用效率,在工程建設中,一方面引進國外先進技術為我所用,另一方面,全面系統(tǒng)地消化、吸收引進技術并努力創(chuàng)新、不斷增強自主研究開發(fā)的能力,并開辟各種渠道,結合工程設計和技術改造項目,推廣應用新工藝、新技術、新材料、新設備,取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。發(fā)達國家有很多先進的產(chǎn)品,根據(jù)項目的需求,整合國際、國內(nèi)技術產(chǎn)品資源形成適當?shù)募夹g體系是開發(fā)中的關鍵。技術系統(tǒng)立足于國產(chǎn)產(chǎn)品,關鍵設備材料采用在國內(nèi)市場上可以購買到的國外產(chǎn)品。新技術的采用,不求最新、最貴,重在系統(tǒng)化的配合與互動。新技術的采用能夠促進產(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需求。
2技術實施體系
生態(tài)節(jié)能建筑的設計主要從整體環(huán)境規(guī)劃和單體建筑設計兩個方面開展。在整體環(huán)境規(guī)劃中,強調(diào)的是建筑與環(huán)境的關系,解決建筑與地貌、植被、水土、風向、日照與氣候的關系。這里就不具體展開談了。在單體建筑設計中則分為九個方面:1)外圍護結構系統(tǒng);2)太陽輻射的控制與改善;3)自然通風與采光的利用;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系統(tǒng)。以下對這九個方面進行簡要的介紹和說明。
2.1外圍護結構系統(tǒng)的節(jié)能設計包括以下方面:
1)高效保溫隔熱的外墻體系;
2)熱橋阻斷構造技術;
3)高效保溫隔熱屋面技術與構造設計;
4)高效門窗、幕墻系統(tǒng)及高性能玻璃的選用與構造技術。
2.2高性能遮陽技術系統(tǒng)
太陽輻射對建筑有相當?shù)挠绊?,日照使室?nèi)獲得充足的光線,對其進行有效的利用可減少照明系統(tǒng)的能耗,而且在冬季。太陽的輻射可使建筑得到一定的熱量,從而降低建筑的熱負荷,但夏季太陽的輻射得熱構成了空調(diào)負荷相當?shù)牟糠?。因此對太陽輻射應當有計劃、有目的地靈活控制與改善,以達到最大限度利用太陽輻射的目的。
當前,隨著城市空氣質(zhì)量下降.粉塵污染增加和人們在室內(nèi)停留的時間大大增加;生態(tài)通風技術與“房屋呼吸”概念出現(xiàn)。但建筑通風面臨一系列新的問題:建筑的體量面積增加。密閉性加強,傳統(tǒng)的自然通風減少;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;在無法實現(xiàn)自然通風采光的房間,構造處理欠佳的墻面,容易出現(xiàn)凝結水和發(fā)霉。設計應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)開設一定的開窗面積,既達到了自然采光的目的,又可依靠室內(nèi)外的風壓及熱壓差,形成有組織的自然通風,在室外氣候適宜時通過自然通風達到調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境的目的。雙層皮幕墻技術科學合理地保證了室內(nèi)通風量,且能過濾空氣,低噪聲動力通風系統(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太陽能
對太陽能的利用總體上可分為兩類:太陽能集熱板集熱及太陽能光伏發(fā)電。太陽能集熱板集熱技術較為成熟,設備材料價格也不昂貴,有一定的應用。太陽能光伏發(fā)電是太陽能最好的利用方式,雖然受技術及材料成本的限制,目前應用還不廣泛,但不久的將來必將廣泛應用。
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,形成一個較好的提取及釋放熱能的場所。地源熱泵就是利用這一特點進行工作。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)結構,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,是目前最好的地源熱泵形式(圖3)。能量活性建筑基礎的技術原理就是在建筑基礎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。該項技術誕生于上世紀八十年代初的歐洲,初期多用于居住建筑,今天更多應用于大型公共建筑以及商業(yè)和工業(yè)建筑。其突出優(yōu)點是不需要專門鉆井而可以獲取地熱(地冷)資源,投資相對較少,經(jīng)濟效益明顯。根據(jù)建筑基礎土質(zhì)情況和建筑基礎工程的要求,可采用與基礎形勢相配合的技術,如能量活性基礎樁、基礎墻與基礎板。經(jīng)過20余年的發(fā)展,這項技術已基本成熟。
2.4.3地表水體熱能
在中國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),也形成了一個較好的提取及釋放熱能的場所。因此,可采取水源熱泵機組對其利用,其基本工作原理與地源熱泵相同。
2.4.4風能
在風力資源較豐富的地區(qū),在建筑屋頂采用成熟、噪聲較低的風力發(fā)電設備。在一定高度的空中風速較大,利用這一特點,在高層及超高層建筑中結合建筑造型,在角部設置風力發(fā)電設備.對整個建筑的用電進行一定的補充。
2.4.5生物能
在廣大農(nóng)村沒有燃汽供給的區(qū)域,設置沼氣發(fā)生、供給及燃燒設備,可提供清潔充足的能源,同時減少了對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)加置換式通風系統(tǒng)
輻射制冷采暖系統(tǒng)(圖4)加置換式新風系統(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)境的同時也具有較好的節(jié)能效果。其特點如下:1)室內(nèi)無吹冷風感,主要通過輻射換熱這一舒適感最高的方式換熱i2)系統(tǒng)運行節(jié)能3)無凝水潮濕部分,消除了霉菌問題;4)置換式新風系統(tǒng)提供最健康的新風供給方式:新風處理后直接送入室內(nèi),污濁空氣進行余熱、余冷回收后再直接排出室外,充分利用能源。因為無循環(huán)風,不存在交叉污染。5)室內(nèi)無任何運轉(zhuǎn)設備,不產(chǎn)生噪音;6)室內(nèi)無任何空調(diào)設備,美觀且節(jié)省空間。
2.5.2變風量(VAV)系統(tǒng)
變風量系統(tǒng)是由變頻中央空調(diào)系統(tǒng)配以變風量(VAV)末端設備組成,是一種高舒適度、低能耗的空調(diào)系統(tǒng)。變風量系統(tǒng)比常規(guī)這種系統(tǒng)具有相當多的優(yōu)點:系統(tǒng)中的能耗設備均可進行變頻調(diào)節(jié)能量輸出,即使在較低負荷的工況下,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)中各個房間可獨立起停及調(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;不會出現(xiàn)“一開全開”。即使無人使用的房間也進行空調(diào)的浪費能源的現(xiàn)象出現(xiàn)。
2.5.3變頻技術
變頻技術是在建筑物空調(diào)負荷需求發(fā)生變化時(如室內(nèi)人員、室外溫度、太陽輻射強度的變化)。通過對冷水機組、水泵、風機等設備進行變頻調(diào)節(jié)來降低能量輸出以適應負荷需求。其整體節(jié)能效果可達到30%~40%。2.6.1冷熱電聯(lián)產(chǎn)
熱電冷聯(lián)產(chǎn)是采用燃煤或燃氣產(chǎn)生一次蒸汽利用汽輪機發(fā)電。來提供電力,同時充分回收其排放的低品位廢熱即中高溫二次蒸汽及高溫煙氣來提供生活用熱、冬季供暖以及為單效或雙效溴化鋰制冷機提供動力夏季供冷。從而實現(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)電廠實際運行效率只有36%左右。而冷熱電聯(lián)產(chǎn)項目的實際運行效率可達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)構成上來說只是在常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的基礎上增加了一套蓄冷裝置,其它各部分在結構上與常規(guī)空調(diào)并無不同,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,空調(diào)高峰時用電量達到城市用電負荷的25%~30%,大大增加了電網(wǎng)的峰谷用電差。冰蓄冷中央空調(diào)之所以得到各國政府和工程技術界的重視,正因為它對電網(wǎng)有卓越的削峰填谷功能,是電力需求側最有效的電能蓄存方法,全國如果有300家3萬平方米商場采用冰蓄冷空調(diào),則相當于建設了一座30萬千瓦的調(diào)峰電廠。雖然單純從單個系統(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,但從國家的角度講,對電力使用削峰填谷,提高了利用率,節(jié)約了基礎建設投資,創(chuàng)造了巨大的社會效益,因此是節(jié)能的,同時因峰谷電價的差異,冰蓄冷系統(tǒng)亦可為業(yè)主節(jié)約30%~50%的運行費用。
2.6.2.2PCM_相位變化蓄熱材料技術
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,增加室內(nèi)熱惰性,使室溫受室外氣溫變化產(chǎn)生的波動較小,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,達到溫和、均勻、持久的供暖效果,提高住宅舒適度(圖6)。該項技術目前仍處于研究和試用階段,尚未得到大規(guī)模應用。在某些特殊的工程中有很成功獨特的功效。
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、已達標排放的生產(chǎn)污水等水源.經(jīng)物化或生化處理,達到國家《生活雜用水水質(zhì)標準》,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,替換出等量的自來水,又減輕了城市污水處理廠的運行負荷,是利國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、保安、廣播、通訊等設備以集中監(jiān)視與管理為目的,構成的一個綜合系統(tǒng)。一般的是集散型系統(tǒng),即分散控制與集中監(jiān)視、管理的計算機局域網(wǎng)。目的是使建筑物成為具有最佳工作與生活環(huán)境、設備高效運行、整體節(jié)能效果最佳、安全的場所
2.9提供高舒適度的其他技術系統(tǒng)
2.9.1消除樓板噪聲,浮筑樓板技術
為解決樓板撞擊傳聲產(chǎn)生的噪音,德國住宅地面普遍采用“浮筑樓板”構造(SchwimmendeEstrich)。即在結構樓板上鋪設一層絕緣隔聲材料,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,從而達到極好的隔音效果。同時,在此之上還可鋪設木地板、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,達到簡易的樓板隔聲效果(圖7)。國內(nèi)不少住宅已經(jīng)開始采用地板采暖技術,在熱水管的下方鋪設聚苯保溫材料,之上澆鑄水泥砂漿層。實際上已形成很好的隔音層.但大都沒有考慮隔聲要求.側面與墻體之間不設絕緣層,其剛性連接致使隔聲效果大打折扣。這些構造細部實際上不會增加太多投資,只需建筑師在設計中認真考慮,施工中按圖執(zhí)行就能達到。而這些構造細部所帶來的價值對于住宅使用者而言是至關重要的。
2.9.2綠色屋面技術
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,國外已有成熟的綠色屋面技術,適宜不同條件、不同植物的生長構造。例如在通常條件下,可種植一些易成活、成本低、無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、需定期維護且對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。這一構造,一方面要滿足植物生長的不同要求,解決蓄水和通風問題;同時該技術構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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