馬明均

進入21世紀以來,全球淡水資源越來越匱乏,但是能源消耗卻不斷增加,人類每年的CO2排放量都以0.5%的速度增長,面對巨大的資源、能源和環境壓力,綠色建筑已逐漸成為國際關注的熱點問題。據權威機構統計,世界上約有50%的資源用在建筑領域,環境中的固體廢物也有50%來自建筑物。建筑和建筑相關行業的能源消耗占世界總能耗的46.7%左右,世界上約40%的CO2來自建筑物。因此,大力推進綠色建筑的發展是解決資源、能源和環境問題的最有效途徑,從20世紀開始,許多國家和地區都大力發展綠色建筑認證體系,以達到促進綠色建筑快速發展的目的。
目前,我國建筑行業的能耗非常巨大。預計到2020年,國內建筑建造將達到200億m2,如果不加大節能建筑的研發力度,則高耗能建筑比例將會超過95%。與發達國家相比,我國建筑節能起步晚,相關法律法規和節能標準直到20世紀80年代初才陸續出臺,法律本身也有一定的局限性,缺乏可依據的技術細節和操作標準。此外,政府部門的建筑節能標準流于形式,缺乏具體有效的實際措施,在系統管理部門之間的溝通較差,職能分工不夠明確,造成能耗高的建筑數量一直降不下來。此外,政府部門缺乏激勵性的經濟規制,而經濟控制的激勵政策不到位,就會導致節能改革資金匱乏,最終減緩建筑節能目標的實現。
綠色建筑節能的核心是節能、節材、節水、節地,并堅持以人為本。由于我國能源短缺、資源緊張,如果過度追求舒適,就會增大建筑能耗,所以綠色建筑以適用為最佳。不能一味地堆砌高科技設備、儀器,要分區選擇適用的技術。
例如對西北地區(例如甘肅地區)等降雨量比較少的省份,安裝雨水回收利用系統是沒有必要的,會造成不必要的能源消耗。由于地區日照時間長,建筑設計時要盡量按照南北方向進行布置,提升太陽能的利用效率,并且可以充分利用日照充分的特點,建設玻璃封閉的暖廊,降低能耗。
而對于西南地區(例如成都地區)這種日照時間比較短的城市,并不適合推廣使用太陽能,會造成資源浪費,達不到節能目的。
再如,在建筑結構中窗戶是不可或缺的,建筑能耗的50%都會通過窗戶流失,在進行窗戶設計時,需要根據具體的情況來確定,分析建筑功能和類型,建筑所在的地區是南方還是北方,如果是學校建筑,對采光要求比較高,對制冷、制熱的要求相對較低,為了便于采光,可以將建筑窗戶開大,而普通住宅對制熱和制冷要求比較高,特別是家里有小孩和老人的家庭,對采暖要求最高,而且要考慮節能因素,因此住宅窗戶不適宜開得過大。當前很多新建住宅設計成落地窗其實是不合理的。
又如在進行建筑外墻保溫設計時,要求東北嚴寒地區保溫板的設計厚度達到20cm,而一些北方寒冷地區(例如北京地區)保溫板的厚度只需要達到8cm即可,如果執意做成20cm厚無疑是造成了資源浪費。所以,要根據項目所在地區的具體情況因地制宜地選擇綠色節能技術。
(1)健全綠色建筑標準和評價體系
首先,對現有的綠色建筑技術準則不斷進行優化改進,根據不同氣候、區域制定出不同的綠色建筑使用規范和產品適用性評價系統。其次,對現有的綠色建筑評價制度進行完善。為了大力推動綠色建筑工作的進行,需要對產品的能效進行分級認證和能效管理,不斷擴大綠色建筑的評級體系。對監管部門的工作職能和工作方式進行明確化,強化綠色建筑的后期評價系統。
(2)充分利用節能新技術
①余熱回收系統。在建筑節能過程中,空調余熱回收系統是節省能耗的關鍵。實際應用過程中,可以使用空調對新風進行熱交換,然后采用排風的方法降溫,從而達到回收余熱的效果。
②末端裝置技術。在建筑物中空調不僅散發熱量,而且還有大范圍的輻射,各類輻射會讓居民不能感受到風的存在,還能透過低溫源頭和高溫源頭使用,提升熱泵效率。利用末端裝置技術可以間接降低冷熱源,降低常規能源的使用量。
③采暖技術。將平衡閥安裝到城市管網中可以使系統保持平衡,而且可以使采暖范圍的平均溫度降低,提升系統熱效率,降低能源消耗。
④太陽能光伏技術和LED照明等技術的應用可以顯著降低能耗,具有良好的經濟效益。在實際應用時可以使用并網的方法將全部路燈光伏發電容量充分利用起來,并網后發送至電網中。晚上時,LED路燈可以使用電網的電,一輸一送后可以使發電能力提升50%,并且不需要安裝蓄電系統,系統的造價可以降低50%。對于不能充分利用太陽能的地區,可采用組合利用蓄能材料、隔熱玻璃的方法因地制宜地使用材料研發儲能器。白天可以利用儲能器對太陽能進行收集,晚上可以將收集到的能量釋放出來,進而達到節省能耗的目的,如圖1所示。

圖1 蓄能材料和隔熱玻璃組合使用
(3)自然通風、自然采光創新設計
建筑設計時,自然采光和自然通風設計可以使居住者感到更加舒適,有助于提升室內環境。自然光源具有多樣性的特點,不同的時段、不同的季節表現出來的特性也不同。對于建筑節能來說,進行自然光和自然通風的合理設計,可以有效降低空調能耗和人工照明能耗。例如,某塔樓建筑在進行設計時,在中部位置布設了內天井,辦公室進深保持在9m左右,保證了采光條件。走廊、電梯后梯廳均實現了自然采光,提高了建筑的使用舒適度。而且塔樓天井在熱壓作用下會形成煙囪效應,在春季和秋季,入口門廳和辦公室可以實現穿堂通風,使室內空氣質量得到了改善,營造了舒適陰涼的室內環境。如圖2所示。

圖2 內天井效果
綜上所述,我國處于綠色建筑和建筑節能的關鍵性時期,不僅需要抓住機遇,克服一切困難,而且還需要打破傳統思維的里面,傳播新型的建筑理念。采用因地制宜的方式來進行綠色節能的推廣,再充分利用政府單位的扶持,建立起全新的綠色建筑和節能發展的局面。