綠色建筑技術在城鎮建設中的應用

周鑄軍

無極縣住房和城鄉建設局 河北 石家莊 052460

當前，我國正處在城鎮化高速發展階段，在城鎮化的進程中，也造成了大量的能源和資源浪費，數據顯示，城鎮化率每增加1%，需6000萬噸標煤的能源消耗，城鎮化進程的發展無疑也對生態資源造成了一定的破壞，這種破壞影響著國家的能源安全和社會的可持續發展。綠色建筑是目前廣泛推崇的一種技術形態，發展綠色建筑，能夠有效解決城鎮化進程中的能源、資源消耗問題，這是實現節能減排的重要戰略。從2008年開始，我國就開始積極推行綠色建筑評價標識工作，此后，綠色建筑標識項目數量逐年增加，如今，綠色建筑理念已經被市場、社會所認可，我國的綠色建筑技術也取得了階段性的突破。

1 綠色建筑技術的概念與特征

1.1 綠色建筑技術的概念

綠色建筑也被稱之為“可持續建筑”，是在建筑實踐中，盡可能減少自然資源的用量，減小對環境造成的破壞，這需要將綠色節能環保的理念滲透到選址、設計、建造、運行、維修、更新、拆除的各個環節中。根據我國《綠色建筑技術導則》的定義，“綠色建筑是在建筑的全壽命周期內，最大限度的節約能源，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”。綠色建筑技術屬于建筑技術的一種類型，但是又與常規的建筑技術不同，一方面，綠色建筑技術遵循綠色、可持續的發展理念，能夠有效提高資源的利用率，減少對環境的破壞；另一方面，綠色建筑技術又與其他的建筑技術不同，以節水、節材、節能、節地、作為主要原則，涉及建筑物的全壽命周期，致力于為居住者提供舒適、健康、低耗、無害的空間，減少建筑對環境造成的負荷。綠色建筑技術不僅僅是技術層面的進步，更是建筑理念的發展[1]。

1.2 綠色建筑技術的特征

綠色建筑技術有幾個重要特征：

首先，綠色建筑技術的應用具有經濟、文化、自然和地域的差別。我國地大物博，各個地區的實際情況不同，在綠色建筑技術的應用上，需要以當地的氣候條件和區域經濟作為出發點，找出適合當地經濟文化發展水平的綠色建筑技術。因此，綠色建筑技術的應用具有很強的地域性，這一技術的發展其本質就是為了解決環境和氣候上的問題，在技術的應用上，會受到區域特點的制約。

其次，綠色建筑技術只有適應與否，沒有新舊之分。技術是在人類社會的發展下不斷進步，建筑技術的演變也經歷了幾個階段，從低技術逐漸朝著中技術、高技術發展，綠色建筑技術涵蓋低技術、中技術、高技術幾個不同層次，其應用沒有高低之分，只要符合區域的地域文化、經濟發展和自然氣候條件，能夠達到節能要求，就是適宜的綠色建筑技術。

再次，綠色建筑技術會隨著時代的變革不斷發展。綠色建筑技術展現的是節約和效率，在時間的推移下，綠色建筑技術也將會不斷發展、進步，無論是節能技術、節水技術、節地技術，還是其他的節材技術，在技術的進步下，其改善環境的性能將會越來越優良，無論是采用哪一種技術，初衷是不會改變的[2]。

2 綠色建筑技術在城鎮建設中的應用

2.1 推行光伏一體化系統

建筑節能就是要確保在建筑的各個壽命過程中，都要能夠做到節能、環保，在建筑的選址、規劃、設計、建造、使用過程中，通過各類節能建筑材料、設備和產品的使用，提高采暖、制冷、通風、照明、管道、給排水的運行效率，以確保建筑物在同樣的室內環境下，能夠有更低的能源消耗。大力發展風能、太陽能、地熱能、潮汐能等，充分滿足了綠色建筑的發展要求。針對城鎮建設，可以推行太陽能光電技術，太陽能光電技術就是利用大規模陣列拋物或者碟形鏡面將太陽能收集起來，通過換熱裝置來提供蒸汽，從而達到發電目的，其原理與太陽能產熱是近似的。目前，光伏一體化系統已經慢慢成熟，就是將光伏方陣設置在建筑物陽臺和屋頂上，配備蓄電池，可滿足獨立供電要求，與公共電網并聯之后，能夠共同為建筑物提供供電，這是建筑與光伏系統結合的一個常見形式。光伏發電與建筑一體化的推廣，充分滿足了節能要求，關于光伏發電技術在建筑物的使用上，一般會使用并網發電技術，這一系統與傳統獨立的光伏系統相比，有著顯著優勢，首先，光電池是設置在建筑外墻和建筑屋頂上，不會額外增加用地，還能夠原地發電，節約了電站送電的投資費用；其次，通過與傳統電網的并聯，大幅提升了光伏發電系統的穩定性[3]。

在光伏建筑一體化的設計上，需要充分考慮到建筑物所處的區域條件、太陽能資源與建筑周圍的環境條件，根據負載或者功率要求來設計光伏方陣大小，配備相應的配套系統。同時，還要充分考慮到結構的安全性，光伏組件與建筑物的結合在結構安全性上，需要關注兩個問題，第一就是光伏組件本身的安全性，第二就是連接方式的安全性。考慮到太陽能發電的能量均是源自于太陽，電池方陣的輻射量會直接決定發電量，而輻射量與地理緯度、太陽高度、大氣質量、海拔高度、日照時間、大氣透明度等因素有關，各個季節太陽輻射各不相同，對此，需要基于各個地區的氣候環境和區域特點來合理搭配。在具體的安裝上，不管功率是多少，都要嚴格按照國家規范來設計、安裝，安裝環節要充分考慮到用電安全、人身安全、工程安全和結構安全，施工環節不能對建筑物本身的結構和附屬設施造成破壞，也不能影響建筑物的荷載能力，如果由于客觀因素不得已對建筑造成局部破壞，在施工完畢后，要第一時間修復。在屋面結構層施工完畢后，需要根據要求進行防水處理，涂抹防腐涂料，避免后續的雨雪、大風天氣影響系統的正常運行。

目前，國際上高度重視光伏建筑一體化系統的研究，國外發達國家也取得了豐碩的研究成果，尤其是美國和日本，其在光伏建筑一體化上有著成熟的設計和施工經驗，我國的光伏發電系統也有了一定的規模，近年來，裝機量也在不斷增加。這一技術非常適合應用在城鎮建設中，當然，目前光伏一體化的應用還受到技術水平的限制，在下一階段，需要繼續加強深度研究，突破現有的技術瓶頸，以實現光伏一體化系統的廣泛推行。

2.2 推行地源熱泵

地源熱泵是能夠同時提供制冷、供熱的高效節能空調系統，可分別在夏季和冬季作為制冷和供熱的能源使用，在夏季，將室內熱能取出，釋放到地能中，在冬季，將地能熱量釋放出來，供給室內采暖。相較于鍋爐等傳統的供熱系統，地源熱泵可以節約% 55%左右的能量。地源熱泵的熱源溫度穩定集中在10到25℃，其運行費用不到傳統中央空調的50%，目前，在北美國家中，地源熱泵空調系統得到了廣泛推行。近年來，我國地源熱泵事業也得到了突飛猛進的發展，清華大學、天津大學等高校與科研院所與各個企業組成了產學研聯合體，開發出了適合我國的地源熱泵系統，如今，已成功建成幾個大型的示范工程，地源熱泵在我國的市場前景非常廣闊，鑒于這一技術的種種優勢，在城鎮建設中，有著極強的可推廣性。

地源熱泵在城鎮建設中的使用可以分為家用和商用兩類，家用是用戶利用自家的熱泵水路、電源和風管輸送系統來進行冷熱供應，適合用于自建房、別墅等。系統的使用主要有集中系統和混合系統兩種類型，集中系統是將熱泵固定在機房內，將冷熱量集中分配至各個房間，更適合用于學校、辦公樓、寫字樓等建筑。混合系統是將冷卻塔或者加熱鍋爐聯合使用作為供冷供熱系統，在南方地區，熱負荷低、冷負荷高，在夏季，適合聯合使用冷卻塔和地源，在冬季，只要單一使用地源即可滿足要求；在北方地區，冷負荷低、熱負荷大，在冬季，建議聯合使用地源和鍋爐，夏季，只要使用地源即可，這就能夠有效減少資金的投入。

地源系統的投資費用包括初投資、年總成本、年經營成本。初投資有設備購置費用、土建費用、安裝費用和其他的設計費用、監理費用；年總成本是系統運行的各項費用，如電費、水費、燃料費、管理人員工費、排污費等等；年經營成本是從年成本扣除的折舊費用。在地源系統的運行過程中，不會產生任何的污染，適合建在居民區，不需要傳輸熱量，也不需要將系統堆放在燃料廢物場地，除了可以為居民提供供暖和制冷之外，還能夠提供生活熱水，非常適合城鎮的辦公樓、住宅、商場，地源系統的使用壽命也較長，一般可以達到15年以上，維護費用較低，自動化控制程度高，非常具有競爭力。

2.3 推廣門窗節能技術

門窗是建筑中最容易損失熱量的薄弱部位，數據顯示，門窗耗能約占建筑物總耗能的65%以上，因此，門窗是建筑節能的重點。在保障建筑物通風、采光、觀景的條件下，需盡可能減少門窗洞口面積，通過加裝密封條等方式來改善門窗結構，提升門窗的氣密性和熱工性能。在門窗的選擇上，盡可能使用反射玻璃、吸熱玻璃、隔熱遮光薄膜，并配備遮陽板、窗簾等遮陽設施。另外，在門窗的設計上，開啟方式是需要重點關注的內容，如果門窗關閉后密封不好，也會增加熱量損失，基于此，對密封條的設計不僅要關注到密封性能，還要通過多種方式來降低能耗。

2.4 創新外墻保溫技術

長期以來，在建筑的外墻中，一般是使用加氣混凝土墻體、空心砌塊墻體，單一的材料導熱系數高，難以滿足環保、隔熱的要求，因此，根據節能要求，需要采用承重材料與高效保溫材料組成的復合墻體，根據保溫材料設置的位置不同，可劃分為外墻內保溫和外墻外保溫兩種方式。從上世紀90年代開始，我國開始推廣外墻保溫技術，這一技術有良好的保溫和節能效果，在采用了保溫措施之后，對于冬季寒冷的北方地區，建筑節能效果能夠達到50%以上，同時，還能減少墻體的厚度、減輕墻體重量，有效節約了土地資源[4]。但是，盡管外墻保溫技術有種種優點，但是，在使用過程中也發生了一些問題，一方面，受到原材料的影響，這類材料的價格較高，增加了建筑物的造價，使用了外墻保溫技術的墻體與普通墻體相比，每平米的外墻造價要高上30%~40%，且施工工期長、工序多。為了確保工程質量，在材料之間，需要具有良好的相容性；另一方面，雨水侵蝕、熱脹冷縮、大氣中的酸堿腐蝕等也會對外墻保溫系統產生影響，容易導致外墻出現空鼓、脫落、開裂等問題。影響外墻保溫質量的因素是非常多的，比如材料質量、保溫層施工厚度、養護日期、施工質量控制、漿料配比等，為了提升保溫效果，需要合理選材，科學調整配比，嚴格把控好施工的厚度，當然，我國各個地區的氣候條件不同，還存在其他的影響因素，在實際的設計與施工中，需要進行嚴格把控，綜合考慮到多方面因素，以不斷完善外墻保溫技術的應用。

3 推廣綠色建筑技術的對策

總體來看，盡管我國的綠色建筑技術已經趨于成熟，但是，比之歐美發達國家，還是處于初級發展階段，為了讓綠色建筑技術能夠更好的在城鎮建設中得到了推行，那么，就需要發揮出政府的主導作用，制定與綠色建筑相關的法律法規和標準制度，頒布配套的執行、監督和激勵機制。綠色建筑技術的使用是一個復雜的產業系統，涉及政府、房地產、開發商、使用者、設計者等各個參與方，各方的利益訴求不同。為了激活各方的積極性，促進整個市場的順利轉型，在標準和政策的制定上，需要關注多個主題，兼顧到各方利益[5]。同時，針對各地推行具有操作性的綠色建筑技術標準和技術體系，出臺指導性文件，編制技術指南、技術標準、推廣目錄、技術導則，明確各種性質建筑物的建設標準和技術評價體系，以達成改善環境、節能減排的目標。同時，盡快建立綠色建筑材料和產品的環境影響數據庫，包括運輸數據庫、材料數據庫、機械數據庫等，結合國內外的環境統計現狀，對綠色產品開展全生命周期的環境統計，明確各個階段環境影響數據的具體途徑和計算方法，為綠色建筑技術全生命周期的推廣提供評價服務。對于相關企業而言，也要大力創新綠色建筑材料，加快保溫、隔熱性能優質的建筑保溫體系和材料的研發，發展一體化斷橋鋁隔熱窗、遮陽系統、多功能復合一體化墻體材料、加氣混凝土制品、燒結空氣制品，推行預拌混凝土、預拌砂漿，建立綠色建材認證制度，杜絕不達標的建材進入市場[6]。

4 結語

節能環保是社會發展的主流，將綠色建筑技術用于城鎮建設中，能夠有效節約能源、提升施工質量，又可減少材料的消耗，提高土地利用率。在下一階段下，需要建立以政策為導向、市場為主體的發展機制，鼓勵各個地區因地制宜、積極創新、合理規劃，形成綠色節能環保的良性循環鏈條。