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上海现代建筑设计(集团)有限公司技术中心建筑节能技术研究学科中心(所)副所长。在建筑遮阳理论、计算机仿真技术、绿色建筑工程实践等方面有研究。近年主要参与的科研和工程项目包括绿色技术在申都大厦旧楼改造工程中的集成应用研究、上海市建筑节能示范项目评估研究、上海世博会展馆建筑中节能技术及可再生能源应用研究、京沪高速铁路上海虹桥站、世博轴、申都大厦等。
摘要:回顾绿色建筑的发展及其带来的建筑行业的变化,阐述绿色建筑的概念及其理念给建筑设计行业带来的新要求,提出设计行业应变绿色建筑要求的革新思路,包括设计准则、设计流程、设计方法和设计工具四个方面。
关键词:绿色建筑 设计 革新
1、背景
自2006年我国“绿色建筑评价标准”以来,我国的绿色建筑在2012年已经步入快速发展的通道。这个阶段,绿色建筑的理念也已被社会各界广泛认同,包括大型房地产开发企业、大型建筑施工企业以及最早接受此理念的建筑设计院、科研机构。随着国家住建部和财政部的财建[2012]167号文的,绿色建筑将进入第四阶段,即快速发展阶段,其理念将真正渗透进入建筑行业的各个领域,不仅包括开发、设计、施工,还包括规划、物业运维、检测、招投标、概预算、建筑产品、部品、材料以及建筑管理等各个方面,绿色理念将成为市场竞争的核心要素。
对于建筑行业来说,建筑市场即将进入绿色品质的竞争阶段,随之而来的是房企不断改革,更加注重建筑建造后的运行管理和商业开发,从单独的建筑开发销售模型转变为全寿命周期的经营模型;设计施工企业纷纷走向联合模式,或者是施工企业兼并设计企业,或者是设计企业发展施工业务,设计施工总承包模式逐步形成;建筑材料、产品企业也在发展部品化、一体化的产品,如装配式构件(含保温)、一体化集热设备(光伏、光热)、一体化门窗(含活动遮阳)等。设计企业作为技术实施流程的龙头,必将最先改变。
2、绿色建筑对于设计行业提出的新要求
2.1 绿色建筑评价标准的诠释
绿色建筑评价标准对绿色建筑的定义为:绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效使用空间,与自然和谐共生的建筑。其核心思想是“四节一环保”。这是结合了我国的资源环境状况后提出的具有中国特色的绿色建筑定义,为我们指明了符合中国国情的绿色建筑发展方向。
绿色建筑评价标准可用于评价住宅建筑和办公、商场、宾馆等公共建筑,评价指标体系有节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理6类指标组成。每类指标包括控制项、一般项与优选项。其中,控制项为评为绿色建筑的必备条款;优选项主要指实现难度较大、指标要求较高的项目。对于住宅,共有控制项27项,一般项40项,优选项9项,共计76项;对公共建筑,以单体建筑为对象进行评价,共有控制项26项,一般项43项,优选项14项,共计83项。在控制项指标满足的前提下,按满足一般项和优选项的程度,将绿色建筑划分为一星级、二星级和三星级。
2.2 相对于现行设计标准的变化
绿色建筑评价标准大体上是基于我国现行的设计标准,也部分借鉴了国外绿色建筑评价标准的内容,同时结合我国的特征进行了修改补充,如节地部分,要求“建筑物周围人行区风速低于5m/s,不影响室外活动的舒适性和建筑通风”、“室外透水地面面积比大于等于40%”;如节能部分,要求“建筑总平面设计有利于冬季日照并避开冬季主导风向,夏季有利于自然通风”、“新建的公共建筑,冷热源、输配系统和照明等各部分能耗进行独立分项计量”、“建筑设计总能耗低于国家批准或备案的节能标准规定值的80%”;如节水部分,要求“办公楼、商场类建筑非传统水源利用率不低于20%、旅馆类建筑不低于15%”;如节材部分,要求“建筑结构要素要简约,无大量装饰性构件”;如室内环境部分,要求“设置室内空气质量监控系统,保证健康舒适的室内环境”、“办公、宾馆类建筑75%以上的主要功能空间室内采光系数满足现行国家标准《建筑采光设计标准》GB50033的要求”等。标准一方面补充了现有标准在绿色方面的欠缺,另一方面强化了相关设计要求的量化标准。
此外,绿色建筑评价标准还强调了设计阶段应关注施工、运营方面的内容,如节材部分,要求“建筑结构材料合理采用高性能混凝土、高强度钢”、“在建筑设计选材时考虑使用材料的可再循环使用性能,在保证安全和不污染环境的情况下,可再循环材料使用重量占所用建筑材料总重量的10%以上”;如运营管理部分,要求“办公、商场类建筑耗电、冷热量等实行计量收费”等。
2.3 绿色建筑体系的完善
伴随着绿色建筑的推进,绿色建筑评价管理单位也不断发展,但绿色建筑评价标准在地方适用性、建筑类型适用性、评价的标准细则上还有不足,需要不断发展。如在建筑类型方面,编制和颁发了“绿色医院”、“绿色办公”、“绿色商店”、“绿色超高层”、“绿色校园”、“绿色生态城”等;在地方适用性方面,上海、北京、天津、深圳、江苏等大部分省市都提出和颁发了适用于地方特点的地方标准。
此外,现存的设计标准也进行了相应修订和完善,如《上海市民用建筑太阳能应用技术规程(光伏发电系统分册)》(DG-TJ08-204B-2008)、《地源热泵系统工程技术规范》(2009年版)、《上海市居住建筑节能设计标准》(DG/TJ08-2078-2010)、《民用建筑节水设计标准》(GB50555-201O)、《建筑遮阳工程技术规范》(JGJ237-2011)、《上海市公共建筑用能监测系统工程技术规范》(DGl08-2068-2012)、《上海市公共建筑节能设计标准》(DGl08-107-2012)、《半导体照明应用节能评价技术要求》(2012年版)、《工商用制冷设备的环境标志产品技术要求》(2012年版)、《民用建筑室内热湿环境评价标准》(GBfr50785-2012)等。
3、设计革新的思路
建筑行业在应对绿色建筑评价标准方面,除了需要不断完善设计标准体系之外,还需在以下三个方面进行革新和改变。
3.1 设计准则的变革
虽然我们的现存设计标准不断完善了绿色建筑的相关要点,但是建筑设计的宗旨仍然是在保证功能、美观、安全、舒适的前提下,实现初投资的经济性和投资的高回报率,这也与开发商的投资利益最大化的思路相符。但不同的是,“绿色建筑”强调的不是初投资经济性下的建筑性能最佳,而是建筑全寿命周期下的投资回报率最佳。简而言之,更加关注的是“动态回报率”,而非“静态回报率”,即绿色建筑时代,建筑设计的优劣准则应以消耗最经济的资源来满足功能、美观、安全、舒适等固有属性的需求。
3.2 设计流程的变革
因为绿色建筑强调全寿命周期,强调性能化设计,所以绿色建筑设计一方面要求设计师需要了解设计的相关知识,了解建筑的建造过程和运行使用的运维要求,另一方面需要使用计算机模拟的方式来计算和分析设计方法的优劣。其实对于社会分析逐步细化的今天,设计师难以全部掌握这些技术,为了适应这两方面的需求,最重要的是改变本身固化的设计流程和设计方式。
建筑物理专业必然成为绿色建筑设计新流程中的一员,他们主要承担多种设计方案的性能比较分析,以帮助设计人员在有限的时间内设计出最佳的建筑,当然有些大型企业还会诞生如建筑材料/产品咨询师、建筑需求分析咨询师等分工,他们可以为设计师释放更多的时间去关注设计方案本身在功能、美观、舒适等基本功能方面的优化组合和实现。
建筑设计的过程也必须成为全过程化,在施工图完成之后的技术招标、图纸深化和施工、调试、运营阶段,设计师都必须时时跟踪,并担当重要的角色,如图1,在电气系统技术深化阶段,施工图的设计单位仍然需要承担技术审核的角色。
3.3 设计方法的改变
与传统的建筑设计方法不同,绿色建筑的设计方法更加注重气候、环境等因素的引导设计、定性设计方法的定量化、定量设计方法的可视化,同时更加注重集成技术的最优化设计。
(1)气候、环境等因素的引导设计
传统建筑的建造在适应气候、环境等方面有很多的实践并形成了一些值得我们借鉴的经验。在当今的建筑设计中,这些方法都或多或少地消失了。当代建筑设计中建筑师多数把利用或者抵御气候的问题转移给了设备工程师,气候等因素所能体现的内容只是一些技术标准和技术措施。绿色建筑则要求建筑师在设计建筑之前就应该了解当地的气象地理特征,从而指导如何进行体型、窗口设计等。如图2,就是在建筑设计之前,充分了解当地可以利用自然通风满足室内舒适性的月份,从而指导以何时的气候条文作为边界条件指导自然通风设计。
(2)定性设计方法的定量化
传统的建筑设计方法对于某些技术的效果表达很难用定量方法量化,如自然通风效果等。如图3,通过结合计算机模拟技术的自然通风性能设计,可以定量表达房间开窗设计在自然通风情况下小于0.3m/s区域的面积比,通过定量化的评价可以为开窗开门大小、位置提出改进建议。
(3)定量设计方法的可视化
传统的建筑设计方法对于某些技术的设计通常使用经验公式或某些简化的图表进行计算,如自然采光、空调风口的设计、噪声、空调处理过程等。但这种定量设计方法缺乏可视性和形象化,对于计算结果的验证也只能通过经验或者计算书的检查来实现,对于某些非专业的业主或者使用者就很难表达清楚。建筑性能设计方法就可以通过一些计算机仿真技术将传统的定量设计方法进行可视化。如图4为某大空间建筑的气流组织分析图,通过经验公式计算初步确定了风口布置方式(10个送风口和5个排风口,送风口风速3m/s,排风口风速为2m/s),可视化的结果表明送风可达到池厅区域,排风口的设计不会形成短路现象,且空气流动均匀性较好,大部分区域满足小于0.2m/s、大于O.05m/s的要求。
(4)集成技术的最优化设计
自从2005年《公共建筑节能设计标准》以来,我国就非常重视建筑节能的工作,可以说绿色建筑的核心也是建筑节能,在能源方面就体现了与绿色建筑相适应的特点,可以分析不同节能技术集成的综合效果,可以展示建筑的能耗特征,促进建筑节能技术措施的优化。如图5,该项目预测出建筑未来逐月以及主要用能设备的能源消耗情况,通过进一步调整围护结构保温、遮阳、照明节能以及高效制冷机等空调设备节能措施,从而将节能率从50%提高至60%。
3.4 设计工具的变革
从绿色建筑工程的实践可以发现设计方法的推进还存在以下问题:1)二维制图设计与三维仿真分析的交替建模的重复矛盾;2)多种性能化分析软件之间的协调配合;3)专业化分析人员与专业化设计人员的协调发展。
从发展来看,以BIM建筑信息化模型平台集成众多性能化分析技术的设计程式将是未来发展的趋势,如Autodesk的Revit就尝试集成了Ecotect、IES等软件,Sketchup就尝试集成了EnergyPlus软件;同时加强设计人员的性能化分析技术的培训和专业化分析队伍的设计工程实践也是促进新设计方法发挥更大作用的措施(图6)。
4、案例分析一以建筑遮阳设计为例
以上海某交通建筑屋顶遮阳设计为例,阐述绿色建筑设计方法和设计流程的特点。
4.1 项目背景
屋顶天窗的设计基于提高室内采光、降低能耗、提高室内视野通透性的原则进行设计,基于以上原则之后,设计的天窗面积为屋顶面积的0.27,基于PKPM节能分析难以满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)的要求。
基于以上情况,遮阳设计必须介入。经过多方讨论,形成以下遮阳设计的原则:1)采用固定外遮阳形式,而不采用内遮阳形式;2)以解决夏天阻挡太阳辐射为主,冬季太阳得热为辅;3)可在玻璃上多加处理,解决部分遮阳问题。
4.2 遮阳设计的开始
由以上情况可知,此次遮阳设计并不是一开始就介入,而是在项目调整阶段中介入的,所以困难和限制更多。项目组专门成立了屋顶遮阳专项组,专项组的成员包括项目经理、建筑师、建筑物理工程师、建筑材料工程师以及遮阳厂家。接下来的设计过程如下:
(1)首先确定遮阳设计优化措施:适当减少天窗面积;提高玻璃遮阳性能(建筑材料工程师(或玻璃厂家)提供);考虑大梁对天窗的遮阳(考虑自身遮阳);设置固定百叶外遮阳。
(2)在以上基础上,建筑师根据实际情况提出了以下两种固定百叶外遮阳方案:
方案1:固定百叶,南北方向布置,三个百叶为一组,组间距为950mm,组内百叶间距为425mm,百叶宽度450mm,百叶中心线距天窗距离为200mm(图7,8)。
方案2:固定百叶,东西方向布置,五个百叶为一组,组间距为950mm,组内百叶间距为512mm,百叶宽度450mm,百叶中心线距天窗距离为200mm(图9,10)。
(3)由于该项目超出了查询手册的适用范围,软件模拟计算方法(EnergyPlus)进行分析,此时建筑物理工程师介入,进行分析。
4.3 遮阳模拟分析
4.3.1 分析思路
针对固定遮阳,计算夏季外遮阳系数和冬季外遮阳系数,继而得到夏季外遮阳系数和冬季外遮阳系数的比值(以下简称夏冬比),从全年节能角度来讲这个值越小越好,即夏季尽量遮挡阳光,冬季尽量引入阳光。
4.3.2 方案1与方案2的比较
两种方案的比较结果见表1(其中材料的反射率等参数由建筑材料工程师或厂家提供)。
由计算结果可知,方案1相对方案2优势明显,方案2夏冬比的差别不大,方案1的夏冬比最低可以做到0.8以下。此外在方案1中还可以看出,百叶向南开比向北开更有优势,故选择方案1,并且把角度向南开作为后续分析的基础。
4.3.3 方案1中参数变化的影响分析
在确定方案1后,需要就百叶宽度、百叶角度以及百叶中心线与天窗距离对遮阳效果的影响进行进一步分析,然后确定它们的尺寸。
(1)角度的确定
由图11可以看出,在百叶宽度和离窗距一定的情况下,百叶向南开,角度与水平面成30°时为最佳。
(2)百叶宽度和百叶中心线与天窗距离的确定
图12是基于30°情况下,对于离窗距和百叶宽度的分析。由图可知,百叶宽度为450mm时为最佳,离窗距对结果影响不大,距离200mm稍好于400mm。
4.3.4 建筑师提出两种布置方式并比较
建筑物理工程师结合遮阳、采光、视野、经济性综合评价图13中两种方式优缺点,最终推荐后者。
确定了固定外遮阳百叶的开启方向、尺寸、离窗距离以及布置形式之后,还需结构工程师结合风荷载及重量荷载对于遮阳结构提出要求或复核,并且电气工程师还需提出控制、防雷以及变配电等方面的要求。
4.3.5 建筑师要与厂家确定遮阳产品的安装预留空间、材料颜色等内容
该工程对于屋顶遮阳系统进行了性能化设计的尝试,通过性能化的优化设计,使得屋顶遮阳系统的百叶形式、开启方向、角度和尺寸等参数从定性化设计向定量化设计进行了转变。设计流程中建筑物理专业的介入也为建筑遮阳的方案对比和参数确定提供了重要的分析依据。
【关键字】钢结构高层住宅;节地;节水;节能;节材
前言
近年来,我国建筑行业快速发展,在很大程度上满足了人们的物质文化需求,但是建筑耗能也日益剧增,引起人们的广泛关注。随着全球气候变化,建筑行业的节能减排也被提上日程。建筑行业作为一个高能耗产业,在未来发展过程中,坚持节能减排、低碳环保的建筑设计方法,减少建筑能耗,将是推动建筑行业的可持续发展唯一方法。钢结构住宅应孕而生。下面以万郡大都城为实例,通过分析类似工程在节地、节水、节能、节材等方面的差别,阐述高层钢结构住宅在节能减排、积极应对全球气候变化中起到的积极作用。
万郡・大都城住宅小区位于草原钢城―内蒙古包头市,地震设防烈度为8度,总占地面积约28万平方米,总建筑面积约100万平方米,绿化率 达35%,是全国钢结构住宅产业化示范小区,被住建部批准为“省地节能环保型住宅、国家康居示范工程”,整个工程分四期建设。一二期项目结构体系采用钢框架及钢支撑组合的双重抗侧力结构体系,矩形钢管混凝土柱(内灌自密实混凝土)、H型钢组合梁和钢支撑、梁柱连接节点采用横隔板贯通式刚接连接、现浇钢筋桁架楼承板,围护结构采用:轻钢龙骨、CCA灌浆墙体(外墙厚度280mm、岩棉保温80~100mm厚、分户墙150mm)、CCA板EPS混凝土复合条板墙(分室墙90mm)、断桥铝合金双层夹芯玻璃门窗,是包头市首个取得二星级标识的绿色建筑。
1、节地
对于建筑节地,主要考察在相同建筑面积情况下不同结构体系提供的有效建筑使用面积的多少,并以此作为反映建筑对土地资源消耗的状况,所以建筑节地也就是在提供合理的建筑功能要求的基础上减少对土地资源的占用。
采用计算每户可使用面积率(使用面积率=每户套内实际可使用面积/每户套内实际建筑面积)的方法分析不同结构体系的土地资源利用状况,也反映了实际可使用面积与消耗土地面积的比率关系,也可以理解为对于一定量土地资源的建筑可利用率。即使用面积率越高,对土地的利用率也越高,相对应的节地效果越好。
现以万郡・大都城钢结构体系住宅的三室两厅一厨两卫的户型(图1),和一栋包头地区的相同层高、相同层数和相同户型的钢筋混凝土剪力墙结构(图2)作比较,套内面积和实际使用面积详见表1。万郡・大都城钢结构住宅围护墙采用CCA灌浆墙体,外墙厚度280mm,分户墙150mm,分室墙90mm CCA板EPS混凝土复合条板墙;钢筋混凝土剪力墙结构的围护墙采用加气混凝土砌块填充墙,剪力墙厚度为300mm,与剪力墙相连的填充墙厚度300mm,不与剪力墙相连的填充墙厚度100mm。
经过计算可以发现在使用功能相同的建筑设计方案中钢结构住宅能够比混凝土结构住宅获得更多的使用面积。据统计万郡大都城高层钢结构住宅比钢筋混凝土高层住宅每100平米得房率将提高(5~8)%,建筑的节地性能较为明显。传统的结构由于室内混凝土剪力墙的存在使户型布置存在局限性,而采用钢框架及钢支撑组合的结构体系室内均属于分隔墙,户型布置较灵活。在户型布置和功能使用上钢结构住宅更有优越性。
2、节水与节能
万郡大都城项目采用的钢构件均为工厂加工,现场湿作业较少,根据施工纪录及现场调查计算得到,万郡大都城自2010年10月2日开工起至2013年5月30日竣工,共用水 115113.75吨,折合0.42 吨/平方米。传统的钢筋混凝土高层住宅建设施工阶段由于现场湿作业较多,用水约 2.5 吨/平方米。2.08 吨/平方米,万郡项目共100万平米,总计节水208万吨,施工阶段节水优势十分明显。
钢结构住宅施工阶段用电:根据钢结构工厂施工记录每吨钢结构用电107.33度,折合11.56度/平方米;施工现场自2010年10月2日开工起至2013年5月30日竣工,共用电 4037690 度,折合 14.84 度/平方米,两项共计:26.4度/平方米。传统的钢筋混凝土高层住宅建设施工阶段由于现场施工机具较多,用电约 42 度/平方米。两者相差15.6度/平方米,万郡项目共100万平米,总计节电1560万度,建设施工期节能优势明显。
3、节材与减排
万郡大都城项目采用全钢结构框架―支撑体系,在满足整体建筑结构的抗震性能前提下,实现建筑工业化、标准化和产业化。矩形钢管混凝土柱有效地提高整体结构的抗震性能、钢柱抗侧刚度和抗火性能,同时,减小了框架柱的截面,不但节省了大量的建筑材料和天然矿产资源,而且提高住房的有效使用面积。通过控制房屋的高宽比(高宽比控制在3.5)和长宽比(长宽比控制在3.5-4),可以使钢结构体系含钢量达到最优。
万郡大都城项目钢结构住宅体系在0.000以上建造基本没有建筑垃圾和粉尘排放,减少城市PM2.5~10的排放。建造过程以装配干作业为主,很少湿作业,砼用量很少,这样也减少了砂石料使用,保护了自然生态环境。
4、可卸装配式钢筋桁架楼承板的使用
万郡大都城项目楼板采用装配式钢筋桁架楼承板,将楼板中钢筋在工厂加工成钢筋桁架,再将钢筋桁架与镀锌钢板现场用连接件装配成一体,与普通整浇楼板相比,减少现场绑扎工作量70%左右,减少常规浇灌砼的支模和支撑,模板工程和钢筋绑扎工程得到了简化,加快了安装速度,降低了建安成本。
结束语
随着房地产市场告别过去高速增长的“黄金期”,逐渐步入平稳发展的新常态阶段,钢结构体系住宅本身具有节能减排的优势,产业化生产缩短了钢结构住宅的施工工期,减少了劳动力的使用,提高了资金回报率,大量建造钢结构高层住宅必将成为我国住宅业发展趋势。
参考文献
[1]《绿色建筑评价标准》 GB/T 50378-2006
[2]刘亮俊 苏丽丽. 高层钢结构住宅含钢量分析与探讨[J]. 山西建筑
关键词:绿色建筑;新能源;应用
中图分类号:TU198 文献标识码: A
引言
近年来,我国建筑行业得到迅速的发展,成为国民经济中重要的组成部分,对提高人们生活水平有着重要的意义,而伴随建筑行业发展而来的是建筑材料的高消耗。建筑材料的高消耗,易造成大气污染等多种环境问题,不符合可持续发展观。在这样的背景下,绿色建筑理念应运而生,绿色建筑充分运用了新型的节能技术,不仅有效节约建筑能源,而且大大提高了房屋建筑的性能,为人们提供舒适、健康的居住环境。
1.绿色建筑概念
绿色建筑指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑又称为生态建筑,其要求在建筑施工过程中,尽可能地节约各种资源,包括水资源、能源资源、材料资源以及土地资源等,减少建筑施工对生态环境造成的不良影响,达到保护环境的目的,使建筑能够与自然和谐发展,为人们提高舒适、健康的居住环境。绿色建筑评价指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理六类指标组成。依据绿色建筑的评价标准,绿色建筑需满足以下三个方面的要求:①运用新型的节能技术。在建筑施工中充分运用多种新型的节能技术,有效减少能源消耗。②保护生态环境。绿色建筑采用的是新型的节能技术,其可降低能源的消耗,降低建筑施工对生态环境的影响,减少施工中二氧化碳的排放量,达到有效保护生态环境的作用。③满足人们多方面的需求。绿色建筑不仅要满足人们的健康需求,而且要满足人们舒适及高效的需求,为人们提供健康、舒适、高效的居住环境。
2.太阳能利用技术
太阳能热利用技术在我国已历经二十多年的发展沿革。利用太阳能可节省大量电力、煤炭等能源。太阳能资源一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。我国、青海、新疆、甘肃等地的总辐射量和日照时数均为全国最高,属太阳能资源丰富地区。
1) 太阳能热水器作为太阳能热水系统较为低端的产品,在国内发展成熟,普及率高,最具代表性,按结构可分为闷晒式、管板式、聚光式、真空管式、热管式等,已经进入寻常百姓家,可提供日常生活用热水,节约用电,具有良好的经济性。
2) 太阳能空调系统是利用太阳能进行光热转换,以热能制冷,方法有多种,如压缩式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸收式制冷等。
3) 太阳房是利用太阳能采暖、降温的设计方法,使房屋内活动主体空间与外界环境之间形成温度缓冲区实现采暖、降温需求。无需安装特殊动力设备的被动式太阳房应用最为广泛,尤其在气候寒冷或炎热的地区。我国被动太阳房采暖可节能60% ~ 70% ,平均每平方米建筑面积每年可节约标煤 20 ~40kg,发挥着良好的经济和社会效益,但在技术水平上与国外相比仍有较大差距。
4) 太阳能光伏发电系统是利用半导体器件的光伏效应原理将太阳辐射能转换成电能。目前,我国太阳能与建筑一体化的发展呈现良好态势。政府主管部门在相应太阳能推广政策中明确提出了应大力推广“太阳能建筑一体化”的模式,优先支持一体化项目,在济南、烟台等地出台了建筑强制安装太阳能利用设备的政策规定,为太阳能与建筑一体化的发展奠定了政策基础。
3.地热利用技术
1) 地热发电是地热利用的最重要方式。地热发电的过程是: 首先将地下热能转变为机械能,再将机械能转变为电能。通过“载热体”把地下的热能带到地面上来进行利用,目前能够被地热电站利用的载热体主要为地下天然蒸汽、热水。
2) 地热供暖是通过换热将地热能直接用于采暖、供热和供热水,是仅次于地热发电的利用方式。其利用方式简单、经济性好。
4.风能利用技术
风能资源取决于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能的利用主要以风力发电为主。我国风力资源丰富,可开发利用的风能储量约为10 亿 kW。对于我国沿海岛屿、交通不便的边远山区、地广人稀的草原牧场及远离电网的农村、边疆,利用风能可解决生产、生活能源需求。风能资源受地形的影响较大,我国东南沿海、内蒙古、新疆、甘肃一带风能资源很丰富,这些地区适于发展风力发电。但是,风能利用技术也会因风速不稳定、风能利用受地理位置限制严重、风能的转换效率低、相应设备不成熟等因素制约。
5.绿色建筑能源利用技术的评价
绿色建筑能源利用技术的评价大致可以从以下四个方面来对生态建筑能源利用技术进行评价。
1)建筑节能状况
重点应放在围护结构的保温、隔热及其相应的自动控制上,使建筑节能满足国家现行的有关标准,具体实施与评价严格按照建设部的《民用建筑节能管理规定》(建设部第76号令)执行。节能指标对于北方采暖地区为50%,其它节能措施要达到节能5%。
2)常规能源系统的优化
在使用常规能源时,应对能源系统进行优化,应合理地选择确定整个系统中各设备系统的能源供应方案,优化设备系统的设计与运行,避免因多种能源结构形式的重复建设而造成浪费,在满足功能与健康要求的基础上,减少对常规能源的需求量和因使用常规能源对环境造成污染。
3)新能源的利用
新能源的利用程度是绿色建筑能源利用技术评价中的一项重要参考指标,是绿色建筑是否符合“绿色”原则的直接体现与标志。其重点应放在太阳能、地热能、风能、废热资源等绿色能源的开发与利用上。新能源的利用要因地制宜,宜选择适合本地特点、性能价格比优良的技术与产品。
4)环境效益
环境效益作为绿色建筑最重要的目标之一,是其是否生态的直接体现,是评判建筑是否生态的主要指标,而能源利用技术在很大程度上决定了其对环境的影响。因此,绿色建筑中应尽量使用绿色能源,减少环境污染。
6.新能源技术应用的思考
目前,在大力倡导应用新能源技术的同时,更应重视当前基础、常规的建筑技术。例如,不可忽视围护结构保温技术,而一味追求通过新能源实现采暖需求。有人将围护结构保温比喻为建筑物的外衣,把新能源视为建筑节能的“补药”,那么我们必须避免不给建筑穿外衣就开始大力补充新能源,不可“吃着补药裸奔”。对此,清华大学的张寅平教授曾表示“新能源的应用是趋势,但高新技术在某些清况下未必是适宜技术。所谓可再生能源及高新技术的应用一定不要用概念说话,一定要用科学数据说话。技术是否适宜一定要以应用中的实测数据来佐证,实践是检验真理的唯一标准。”以太阳能电池为例,生产太阳能电池的材料制备过程需要用能,如果太阳能电池的总体产能低于其生产期间耗能,那么其大规模应用必须慎重。此外,虽然太阳能属于清洁能源,且使用时不污染环境,但是制造太阳能电池的过程会污染环境。在寻求绿色建筑发展的道路上,一定要做到因地制宜,合理使用新能源、新技术、新材料,不可盲目跟风。我国正处于城镇化进程中,面临着建筑能耗与环境压力。城市是一个复杂庞大的有机系统,建设低碳城市规划设计先行。规划设计在节能减排和低碳城市建设中具有重要意义,可从源头控制建筑能耗、降低碳排放。
7.结语
当前,我国建筑节能的重点领域为北方地区城镇供热计量的改造、新建建筑节能标准的实行、大型公共建筑的节能改造、住宅全装修和装配式施工的推广、可再生能源在建筑中的应用、绿色建筑的示范等。建筑行业从业人员,应从全寿命周期视角下对建筑能耗进行综合考虑,构建绿色建筑、人与自然和谐发展的梦想。
参考文献
[1]李志锋,胡朝昱.浅析绿色建筑设计及其在我国的发展[J].广西城镇建设,2009,10(06).