綠色建筑與“綠色臺站”建設研究

徐東亮

（黑龍江省氣象局，黑龍江哈爾濱150001）

綠色建筑與“綠色臺站”建設研究

徐東亮

（黑龍江省氣象局，黑龍江哈爾濱150001）

“綠色臺站”建設是“綠色氣象臺站”建設的簡稱。推動“綠色臺站”建設是氣象部門踐行綠色發展理念，轉變基層氣象臺站基礎設施建設方式、實現內涵式發展的重要舉措和具體行動?！熬G色臺站”建設以綠色建筑為基礎，其內涵是盡可能地節約能源、推廣應用綠色能源、最大限度地節約資源、大力提倡回歸自然；其本質是將低碳經濟戰略等可持續發展理念應用于基層氣象臺站基礎設施建設之中；其核心是內涵式科學發展。開展“綠色臺站”建設應從設計理念入手，著重在控制業務技術用房規模、科學運用建筑氣候分區、推廣綠色新技術應用、推動“海綿庭院”建設4個方面開展工作。

氣象；綠色建筑；建筑節能；綠色臺站

1 引言

基層氣象臺站是氣象發展的基石，也是氣象創新要素的重要聚集地。實施“綠色臺站”建設，對于轉變氣象臺站基礎設施建設方式，樹立降低資源能源消耗、改善生態環境的綠色發展理念，實現內涵式發展的升級影響深遠，對于夯實氣象發展基礎意義重大。

2 綠色建筑

2.1 綠色建筑（green building）概念

建筑、工業和交通是構成社會能源總消耗的三大行業。建筑在建造和使用過程中，需要消耗大量的資源并增加環境負荷。據統計，人類把從自然界所獲得的50%以上的物質原料用來建造各類建筑及其附屬設施。這些建筑在建造和使用過程中又消耗了全球能量的50%左右；與建筑有關的空氣污染、電磁污染、光污染等占環境總污染的34%；建筑垃圾占人類活動產生垃圾總量的40%。

在此背景下，綠色建筑應運而生。我國《綠色建筑評價標準》將綠色建筑定義為：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。所以，綠色建筑又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。

2.2 綠色建筑內涵

綠色建筑源于環境保護，其理論基礎是生態學原則。綠色建筑所稱的“綠色”，并非指一般意義上的栽花種草、屋頂綠化、園林景觀，而是一種理念、概念或技術手段的結合，是指建筑對環境無害，能充分利用自然環境資源，并且在不破壞環境基本生態平衡條件下建造的一種建筑。

綠色建筑實現人及建筑與環境的和諧共處、永續發展，其基本內涵可歸納為如下3條：

（1）減輕建筑對環境的負荷，充分利用陽光并節省能源和資源。

（2）提供安全、健康、舒適的生活空間，為居住者創造一種接近自然的感覺。

（3）以人、建筑和自然環境的協調發展為目標，盡可能地控制和減少對自然環境的使用和破壞，與自然環境親和，充分體現向大自然的索取和回報之間的平衡。

2.3 綠色建筑評價標準

綠色建筑的本質是將低碳經濟戰略等可持續發展理念引入建筑領域，已成為現代建筑的主導趨勢。世界各國普遍重視綠色建筑的研究，許多國家和組織都在綠色建筑方面制定了相關政策和評價體系，有的已著手研究編制可持續建筑標準。我國也積極推動綠色建筑相關政策的研究，先后發布了GB/T 50378-2014《綠色建筑評價標準》[1]、JGJ/T 229-2010《民用建筑綠色設計規范》[2]。國家標準的發布，對引導綠色建筑活動、規范綠色建筑評價，推進建筑領域節約資源，保護環境和可持續發展起到了積極作用。

根據《綠色建筑評價標準》，對住宅建筑和辦公、商場、賓館等公共建筑在設計和運行過程中的7項指標予以評價，各類評價指標的權重見表1。

3 “綠色臺站”

表1 綠色建筑各類評價指標的權重

3.1 “綠色臺站”定義

“綠色臺站”是“綠色氣象臺站”的簡稱，是將綠色建筑理念應用于氣象臺站基礎設施建設和延伸，以實現氣象臺站基礎設施從設計、建設到運行、維護全過程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，為氣象職工提供健康、適用和高效的學習和工作環境。

建設和發展“綠色臺站”必將成為氣象部門的共識，也是展示氣象文化的重要載體。

3.2 “綠色臺站”內涵

作為綠色建筑在氣象基礎設施建設中的應用，“綠色臺站”建設應秉承綠色建筑理念，在氣象臺站基礎設施設計和建設中，按照節約資源、保護環境和減少污染的原則，結合部門實際和特點，體現如下內容：

（1）盡可能地節約能源。建筑節能在國家能源戰略中占有越來越重要的地位。因此，在氣象臺站基礎設施建設中應將建筑節能放在首要位置。采用節能的建筑圍護結構以及節能的通風、采暖和空調設備。利用自然通風的原理設置風冷系統，使建筑能夠有效地利用夏季的主導風向改善室內的溫、濕環境。業務技術用房采用適應當地氣候條件的平面布置形式及總體布局，減少通風、采暖和空調設備的使用時間。

（2）推廣應用綠色能源。作為高科技應用部門，在建設方案設計過程中，應因地制宜，根據地域條件和氣象臺站的功能使用特點，盡可能考慮使用太陽能、風能、地熱和地冷等綠色可再生能源，減少對碳排放能源的使用和依賴。如在設計室內照明時應優先考慮使用LED照明產品。

（3）最大限度地節約資源。業務技術用房在設計、建造過程中，應充分考慮到建筑材料的選擇使用，盡量選用當地生產或天然可再生的建筑材料，減少不可再生資源的使用。節約資源，保護環境，減輕對環境的二次污染。如在規劃設計時同時考慮節約水資源的措施，在業務技術用房內設置中水（或雨水）收集處理系統，做到使水資源能合理循環利用。

（4）大力提倡回歸自然。業務技術用房外觀設計要盡可能與建筑周邊的環境相協調，建筑的形態、色彩、布局應與建筑所處環境相融合。盡量做到和諧一致、動靜互補，讓人有回歸自然的感覺。建筑所用玻璃應盡量選用無色的，保證透光率，減少光污染。應按“海綿城市[3]”建設要求，設計和建設“海綿庭院”，盡量減少庭院硬化面積，最大限度保持土地和綠化面積，使大地能與空氣形成“呼吸”，保持自然生態循環。

4 “綠色臺站”設計理念

“綠色臺站”設計是實現“綠色臺站”建設的前提條件，應本著“綠色、適用、超前”的原則開展設計，并從以下方面入手。

4.1 科學合理確定業務技術用房建設規模

（1）合理確定房屋規模。氣象臺站基礎設施建設主要包括業務技術用房、輔助用房和配套設施3個部分。業務技術用房是指氣象臺站為開展氣象探測、預報、預警、服務、科研、實驗、人工影響天氣等業務技術活動所需的基礎性房屋；輔助用房是指為滿足氣象臺站生產生活所需的保障性房屋；配套設施是指為滿足氣象臺站業務發展需要配套建設的除房屋外的其他基礎設施。建筑規模因氣候條件、功能需求和地域經濟發展的不同，南北方氣象臺站可能有所差異。以黑龍江省為例，由于冬季漫長寒冷，防寒保溫是主要矛盾，從綠色發展要求出發，應在保證氣象發展需求并留有發展余量的前提下，有效控制建筑規模，注意內涵式發展，以選擇1200 m2建筑面積較為合適，并根據業務發展需要在實踐中適當增減建筑面積。

（2）正確區分“樓堂館所”?！皹翘灭^所”主要是指辦公樓、會議樓、大禮堂、招待所、展覽館、紀念館、俱樂部、干休所、療養院、有較高級裝飾的干部宿舍和干部病房以及以各種中心為名的此類項目。其中，辦公樓（黨政機關辦公用房）按照《黨政機關辦公用房建設標準》規定[4]，由基本辦公用房（辦公室、服務用房、設備用房）、附屬用房兩部分組成（表2）?？破贞惲?、新聞影視、文體活動等用房也視同辦公用房。

4.2 科學運用建筑氣候分區

（1）推廣節能建筑對實現節能減排至關重要?！熬G色臺站”設計首要的是解決建筑節能問題，并通過節能建筑（Energy-efficient buildings）來實現。節能建筑是指遵循氣候設計和節能的基本方法和原則，對建筑規劃分區、群體和單體、建筑朝向、間距、太陽輻射、風向以及外部空間環境進行研究后，設計出的低能耗建筑，其主要指標有：建筑規劃和平面布局要有利于自然通風，綠化率不低于35%；建筑間距應保證每戶至少有一個居住空間在大寒日能獲得滿窗日照2 h等。目前，對于節能建筑，我國要求居住建筑設計應達到50%的標準，其中建筑部分占30%、供暖系統占20%。在保證使用功能、建筑質量和室內熱環境符合小康目標的前提下，實現夏季室內溫度低于30℃、采暖地區冬季室內溫度達到18℃的基本要求。

表2 辦公用房的構成

（2）建筑氣候分區決定建筑方式。我國幅員遼闊，由于地理緯度、地勢地貌條件的不同，各地氣候相差懸殊。針對不同的氣候條件，各地建筑的節能設計都有對應不同的做法。炎熱地區的建筑需要遮陽、隔熱和通風，以防室內過熱；寒冷地區的建筑則要防寒和保溫，讓更多的陽光進入室內。建筑氣候分區是氣象學在建筑領域的應用科學，是為了明確建筑和氣候兩者的科學關系，以便根據不同的分區進行不同的建筑設計。按照GB 50352-2005《民用建筑設計通則》[5]和GB 50178-93《建筑氣候區劃標準》[6]，以熱工的不同，將中國建筑氣候區劃細分為7個區、20個子氣候區，并對各個子氣候區的建筑設計提出了不同的要求,本文僅列出與黑龍江省有關分區（表3）。

根據黑龍江省氣候中心對全省氣象臺站最近30 a（1981-2011年）平均氣溫統計分析結果，其1月份的平均氣溫為-19.5℃、7月份的平均氣溫為21.9℃，按氣候區劃標準屬I區，即嚴寒地區。在此區域，建筑物必須滿足冬季保溫、防寒、防凍和防止凍土、積雪對建筑物的危害等要求，夏天應滿足防冰雹要求，西部地區還應注意防風沙。

（3）防寒保溫常用措施。目前，建筑物常用的防寒保溫措施是通過合理選擇建筑的體型、朝向或窗墻面積比，以及使用新型保溫建材來增強墻體、窗戶、屋面等圍護結構的保溫和隔熱性能。

4.3 推廣綠色新技術的應用

推廣綠色新技術的應用，不但可以降低日常運行成本，而且可以體現氣象高科技性質，對于推動氣象內涵式發展十分重要。

（1）全面推廣普及LED綠色照明光源。從2016年10月1日起，我國已禁止進口和銷售15 W及以上白熾燈。此項措施的實施，預計每年可節電480億度、減少CO2排放4800萬噸。2014年被認為是LED照明光源走向應用普及的元年，因其體積小、功耗低、壽命長、無污染、可靠性高、抗震能力強等突出優點被世界公認為是節能環保的重要實現途徑之一，替代傳統的白熾燈和熒光燈已是大勢所趨。隨著LED照明技術的成熟、產能的擴大和人們節電意識的增強，制約LED照明光源普及最敏感的價格因素逐漸消除，在氣象部門推廣應用LED綠色照明光源的時機業已成熟。LED照明光源一旦推廣普及將有效降低氣象臺站的運行維護成本。

表3 分區對建筑的基本要求

（2）積極推廣光伏系統。將太陽能光伏發電應用于室外氣象探測設備、特別是無電源供給的氣象臺站和野外探測設備的供電已在氣象部門應用多年。在氣象臺站推廣應用光伏系統，或者實現風能和太陽能的“風光互補”，是在“綠色臺站”建設中，尊重當地氣候變化規律，以微氣候改善大氣候環境的有益嘗試，對于降低運行成本、節能環保、推行綠色發展、提高氣象發展內涵具有重要意義。充分利用太陽能可再生能源和氣象站業務用房閑置屋頂，逐步試驗在氣象站安裝分布式屋頂太陽能光伏發電系統，為日?；練庀髽I務運行提供電能，既可實現節能減排，又可實現向“綠色臺站”建設的升級，對于提高氣象發展內涵具有重要意義。

（3）發展陽光房（winter garden）的建設理念。陽光房是采用玻璃與金屬框架搭建的透明建筑，曾在西藏、青海等藏區氣象臺站得到應用。陽光房可以充分利用高原充足的太陽能輻射資源、提高冬季室內環境溫度、降低能源消耗、改善氣象生產和生活條件的目的，是人類在生產和生活中長期與自然界斗爭、逐漸掌握和靈活運用自然規律、充分利用自然資源的經驗總結和較好范例，完全符合綠色發展理念和要求。

（4）推廣地緣熱泵系統（ground source heat pump system）。《公共機構節約能源資源“十三五”規劃》[7]規定，“地市級以上城市建成區的公共機構基本淘汰10蒸噸/時以下的燃煤鍋爐”。因此，在冬天供暖地區，應優先考慮加入城市集中供熱系統。但氣象部門因探測環境保護等需要，氣象站往往都建在距離市區較遠的地方，不具備加入城市集中供熱管網條件，此時可考慮使用地緣熱泵系統。地源熱泵系統是以巖土體、地下水或地表水為低溫熱源，由水源熱泵機組、地熱交換系統、建筑物內系統組成的空調系統（冬季可以供熱，夏季可以制冷）。通常地源熱泵系統消耗1 kW的電能，可以獲得4 kW以上的熱量或冷量，具有較好的節能減排和污染較小的特性，是建設部“十一五”時期重點推廣的節能技術，較為適合在氣象臺站應用。

4.4 推廣“海綿庭院”建設

海綿城市（The Sponge City）是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。全國基層氣象臺站的占地面積少則幾千平方米，多則幾萬平方米。在氣象臺站庭院建設中，應將“海綿城市”的理念融入其中，轉化為更具氣象特色的“海綿庭院”建設。

（1）轉變觀念。應改變過去盲目追求大面積硬化效果的傳統觀念，樹立“硬化面積最小化、綠化面積最大化”的新理念。在氣象臺站庭院設計和建設中，在保證道路、停車位、活動場所等基本硬化面積需求情況下，應盡量減少硬化面積，最大限度地保持土地和綠化面積，使大地能與空氣形成“呼吸”，保持自然生態循環。除必須修建水泥或瀝青路面的，有些道路和活動場所可以采用透水鋪裝。

（2）因地制宜。我國幅員遼闊，氣象庭院即使在平原地區也并非一馬平川，在氣象臺站庭院設計和建設中，除對氣象探測環境造成影響的，切忌盲目將庭院推平，應根據庭院原有自然狀況，因勢利導、因地制宜，最大限度地保護原有河湖、濕地、坑塘、溝渠等“海綿體”不受建設活動的影響，營造與周邊自然環境相協調、和諧共生，符合氣象文化建設要求的生態空間。

（3）科學排水。應遵循生態優先等原則，將自然途徑與人工措施相結合，在確保庭院排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水在庭院區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境保護。庭院綠地應充分“沉下去”，強調優先利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織排水，以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規劃設計理念。

5 結語

推進“綠色臺站”建設是生態文明建設和貫徹落實綠色發展理念的必然要求；是基層氣象臺站可持續發展的必然選擇；是轉變基層氣象臺站基礎設施建設方式，實現綠色發展的必然途徑?！笆濉睍r期，加快實行基層氣象臺站基礎設施建設向“綠色臺站”建設的升級，對推動資源高效循環利用，積極構建環境友好型臺站，實現基層氣象臺站內涵式發展具有十分重要的意義。

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB/T 50378-2014.綠色建筑評價標準[Z].2015-1-1.

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ/T 229-2010.民用建筑綠色設計規范[Z].2011-10-1.

[3]住建部.海綿城市建設技術指南[Z].2014-11-2. [4]國家發改委,住建部.黨政機關辦公用房建設標準[Z].2014-11-24.

[5]中國建筑標準研究院.GB 50352-2005.民用建筑設計通則[Z].2005-5-9.

[6]國家技術監督局，中華人民共和國建筑部.GB 50178-93.建筑氣候區劃標準[Z].1984-2-21.

[7]國管局，國家發改委.公共機構節約能源資源“十三五”規劃[Z].2016-6-28.

1002－252X(2016)04－0028－05

2016－9－1

徐東亮（1962-），男，重慶市云陽縣人，成都信息工程大學，本科生，高級工程師.