楊小剛
(西安市地鐵資源開發有限公司 710016)
世界能源所出現的危機有目共睹,已成為全球的迫切問題和境遇,隨著全球資源的過度開發、能源危機的加劇,以及城市化的快速發展,世界的“動力血液”——煤炭、石油、天然氣等能源物質短缺;水資源、木資源等匱乏和破壞,使得國家的安全發展面臨很大的挑戰和抉擇。而這些都與我們的建筑息息相關。
建筑能耗在社會全部能耗中的比例是驚人的,發達國家的建筑用能一般占到全國總能耗的30~40%,因而被稱之為“能耗黑洞”。目前,建筑能耗約占我國社會總能耗將近30%。而中國已有的建筑數量和未來城市化過程中還將繼續保持著高速增長,將會進一步增長建筑能耗的比重。預計,2020~2030年左右,我國建筑能耗將占社會總能耗的30~40%,達到歐美目前的比例,超過工業,成為全社會第一耗能大戶。在這樣的情勢下,節能建筑的設計實踐顯得異常緊迫。
當下可持續性建筑的概念深入行內人士,是一種前沿性的建筑思想,同時又是一種作為建筑師而言不得不回應的社會責任,對于綠色建筑和可持續性建筑其實并沒有太大本質上的區別,只是綠色建筑更側重于工程技術方面的內容。在這樣的情勢下,節能建筑設計實踐顯得異常緊迫,以下是設計實踐中的節能策略,這些節能策略不但是可能的,也是應該做的。除此之外,還有更多其他的可能性有待大家一起努力嘗試。
通過可調節的外遮陽來減少進入到建筑內部的熱量,以降低空調運行負荷。
合理設計空間的進深以及增加采光面積使盡可能多的空間有充足的自然采光,來減少人工照明的使用。
通過采用淺色地面鋪裝材料,或者把地面和屋面的種植以及水景極大化來降低熱島效應。
通過改善建筑體量的規劃來保證場地合理的通風和采光條件,使微觀氣候達到改善,并減弱上面提及的熱島效應。從宏觀的角度來降低建筑單體以及擴大化區域的冷熱荷載。
在氣候允許的時間段里,自然通風可以大大降低甚至替代空調的使用。建筑的外維護設計應考慮設置盡可能多的可開啟扇來提供自然通風的可能性。
熱工性能好的的外維護體系應該盡可能的減少夏季熱吸收和冬季的熱損失。高效保溫材料,雙層隔熱玻璃,LOW-E,燒結玻璃表面處理等均可以改善熱工性能。
在地質條件可行的情況下,地源熱泵是一種高效利用能源來進行熱交換的方式。在能源日益緊張的未來,它所帶來的使用成本節約越來越引起今天人們的關注。
空調冷或熱水在預埋于結構樓板中的管道里循環流動,通過樓板作為熱量載體的輻射效應來高效的調節室內溫度。
在辦公室空間里,地板下或者采用風管或者利用架空空間做送風靜壓箱來送風,制冷送風溫度提高,送風截面積增加,末端用戶主體調節可能性的增設,都可以降低能源的消耗。同時,節約的吊頂空間可以降低層高的要求。
通過避免設定夏季過冷、冬季過熱的室內控制溫度來輕而易舉的節約的能源是超出我們大家想象的。而如此簡單的一種事情在實際操作上的阻力也正因為我們“事不關己”的自私而存在。
與物質回收利用的原理相同,熱量的回收和再利用的潛力在一個建筑或者建筑群內部是非常容易被忽略的細節。在多功能的建筑群內,由于冷熱源的復雜性,熱回收的潛力更大。
夜間用電波谷的時間產生空調冷水或者熱水,而在波峰時間使用。這樣在節約了電費的同時,也降低了波峰時電網的壓力。系統分為水蓄冷、水蓄熱和冰蓄冷等多種形式。
保證在沒有人員使用的情況下,照明和空調系統能源不被白白浪費掉。
在氣候適合的時間段。利用室外新風或者冷卻塔,而不靠啟動制冷機組而達到制冷效果。
通過提供公共樓梯的數量和空間質量來鼓勵使用者多使用樓梯而少使用電梯。節能的同時也提高體能,增加人員交流機會。
增加設備對能源的利用率而間接降低它們的能耗。
照明系統盡可能采用高效熒光燈或者LED燈源等低能耗或者高發光率的燈源。
減少或者避免沒有必要的建筑外立面照明,在避免光污染的同時,控制資源和能源的浪費。
隨著太陽能光電池發電效率的提高和造價的降低,它的應用將會更為廣泛。而太陽能熱水器成為大眾產品的今天,公共建筑里的應用卻并沒有得到應有的普及。
建設選擇很大意義上決定了使用公共交通的效率和可能性,而自行車使用是可以通過設計的重視和尊重而得以鼓勵的。
開放的復合功能小區或者建筑群的策劃可以提供日常生活工作所必需的功能空間,從而減少外出的必要性。它和上一條一起間接的減少私家車使用的能耗。
材料生產制作過程中所消耗的能源是隱含在建筑中的一種能源,而容易被忽視。回收的材料相對于新的材料要低能耗,同樣體積銅的能耗是混凝土的250倍。
采用地方性材料不但構筑一種地方的記憶和聯系,同時也減少材料在運輸過程中所消耗的能源。
避免沒有必要的裝飾性材料來掩飾構筑材料的真實性,“少”即是“多”。
通過選取免維護或者少維護的材料和設備,來減少日后維護成本和能耗。
沒有什么比不斷拆掉重來所消耗的能源更為可惜的事情了。提高設計和建造的質量,不追隨稍縱即逝的新潮,提供應付未來的可變性和適應性,這些都可以增加建筑的使用周期。小到建筑,大到城市,都是同樣的道理。
綠色建筑是21世紀建筑的發展趨勢,推進綠色建筑是發展節能省地型住宅和公共建筑的具體實踐。發展綠色建筑必須從建筑全壽命周期的角度,全面審視建筑活動對生態環境和住區環境的影響。綠色建筑是基于人與自然持續共生原則和資源高效利用原則而設計建造的一種能使建筑內外物質能源系統良性循環,無廢、無污、能源能實現一定程度自給的新型建筑模式。此種建筑最顯著的特征就是親自然性,即在建筑的規劃設計、施工建造、使用運行、維護管理、拆除改建等一切活動中都自始至終地做到尊重自然,愛護自然,盡可能地把對自然環境的負面影響控制在最小范圍內,實現建筑與環境的和諧共存。
除了我們提倡的綠色建筑之外,還能不能有其它的建筑方式的出現使得同樣具有在建筑全周期內具有節能的效用?或許這是我們也應該探尋的道路之一。綠色建筑是不是一定意味著就是高新技術的使用呢?如果是通過建造的改變是不是也是一種有力的回應呢?張永和說:“所謂普通建筑要有三個基本條件:①認真做的;②有質量的;③與每天的生活發生關系的。在中國最受輿論關注的明星建筑,符合①、②但不具備③。而老百姓最關心的城市住宅,符合③但沒有①、②,因為盡是沒有太多研究的大生產式建筑。中國狀態,最常見的就是建設中。所謂超越建筑就是超越建筑的一個思考,而我們的思考是通過現狀。當中國正在成為世界建筑工地之時,或許這種“普通建筑”就是一種在概念上和建造方式上和社會影響上對與綠色建筑的理解和轉接。或許,鳥巢,水立方,大劇院的出現我們不再去評價它的好壞和是否合適,而是要肯定是不再需要那樣的建筑了,因為繼續下去在中國就太不合適了!
[1]李 虎.節能建筑設計 A-Z[J].城市中國,2008,11.
[2]綠色建筑在中國的實踐[M].北京:中國建筑工業出版社,2007.