試論“雙碳”戰略下綠色建筑的設計與發展趨勢

劉汝超 徐國良 胡國標

(中國建筑第七工程局有限公司 廣東 佛山 528000)

國際能源研究中心報告顯示,全球建筑行業碳排放占總量40%,因此若想實現“雙碳”戰略目標,需積極建設綠色建筑,減少建筑全生命周期的碳排放量。“雙碳”戰略下,科學設計綠色建筑是必然發展選擇,也是實現建筑行業健康、穩定發展的重要舉措。

1 綠色建筑的興起及設計

為有效應對全球氣候變化、資源能源短缺、生態環境惡化的挑戰,綠色建筑逐漸興起[1]。綠色建筑又可以稱為生態建筑,其不僅可以為城市人們提供舒適的生活環境、減少環境污染,而且其還可以有效降低能源消耗,實現能源可持續發展。現如今,綠色建筑儼然成為社會可持續發展的必然選擇[2]。

在對綠色建筑進行設計時,需遵循3個設計依據和4個設計原則。3個設計依據:市場依據,掌握市場規律進行需求分析,確定生態開發思路研究消費心理行為確定生態項目。資源依據,自然依據有包括自然景觀和人文景觀,其中自然景觀包括氣候、氣象和地形地貌等。人文景觀包括名勝古跡、觀光農業和社會風情等。符合成功設計特點,即硬質項目和軟性項目與場地的對應關系需得當;集合項目、元素項目和單元項目層次需合理。4個設計原則:注重地方性,綠色建筑應尊重傳統文化和鄉土知識,并且能夠充分利用鄉土材料和自然資源。保護與節約自然資本,指的是用用新技術維護生態系統平衡。以自然為向導,避免大動手筆,只需按照自然脈絡去略施粉黛。增強人與自然的聯系,除了人與自然的互動,還要顯露自然體系,提高人們對環境生態的保護意識。

2 “雙碳”戰略下綠色建筑的設計方案

2.1 案例介紹

廣州市天河區冼村項目位于廣州市天河區冼村街道黃埔大道以南、冼村路以東、獵德大道以西、金穗路以北,屬珠江新城板塊。為滿足綠色建筑發展需求,廣州市天河區冼村項目在布局、配套設施、交通以及公共空間等方面進行了整改,意在推進冼村改造、改善城市面貌。其中,融資區305 地塊,總建筑面積28.98萬m2,業態含3 棟超高層住宅、2 棟超高層公寓、1棟高層公寓、1棟幼兒園、1棟商業裙樓、3層地下室。復建區306地塊:總建筑面積8.12萬m2,業態含2棟超高層住宅、公建配套、3層地下室。

2.2 設計過程

2.2.1 節能

在集中供熱系統中充分地考慮了防凍措施和防過熱措施。具體來說,防凍措施指的是冬季如果屋頂的溫度低于5℃,則集中供熱系統會自動啟動儲熱部分循環泵,并實現熱水箱水和集熱管內水的循環,這可以起到良好的防凍作用。防過熱措施指的是夏季如果屋頂溫度過高和散熱器以及板式換熱器等會去除掉多余的熱量。為充分節約能源,還設計了科學的控制系統,即太陽能熱水系統所以對溫度、日照強度等進行測量,之后將相關數據反饋給電動閥以及循環泵等,以此實現熱交換控制、防過熱控制和防凍控制等。

2.2.2 節材

廣州市天河區冼村項目中的高層建筑以及超高層建筑采用的是大開洞剪力墻體系,降低了結構墻體用量,節約了許多施工材料。與此同時,該項目使用的是高強度鋼材和高性能混凝土,節約了許多鋼材和水泥,同時因為鋼材和水泥的用量有所減少,所以也間接地減少了CO2和SO2等有害氣體的排放,這與我國綠色發展理念是相符的。除此之外,該項目在施工的過程中還實現了資源再利用,即將施工過程中所產生的廢物,包括廢砂漿、廢混凝土等,轉變為了抗浮回填材料。在對室內進行裝修時,不僅使用的施工材料都符合國家施工材料標準,而且還是用了大量的綠色材料,這起到了良好的環保作用。

2.2.3 可持續

廣州市天河區冼村項目在對綠色建筑設計的過程中,還將可持續發展理念貫穿于整個項目工程之中。具體體現為,該項目減少了對不可再生資源的使用,并且結合了實際用地情況對綠色建筑進行了科學設計,有效地提高了土地資源利用率。此外,該項目所選擇的材料具有可重復使用性,大大降低了施工材料的消耗。是同時該項目采取了低溫系統加熱的方式,這既可以減少能源消耗,又可以保持建筑內部氣溫始終恒定。如圖1所示,為有效降低建筑物白天的空調負荷,其采取了蓄冷結構,即利用溫度比較低的室外空氣充分冷卻室內空氣,并將冷量儲存于蓄冷結構中。白天時關閉通風系統可以減少建筑通過維護結構的得熱。蓄冷結構所儲存的冷量可以抵消建筑物白天的空調負荷。

2.3 設計結果

從布局方面來看,調整之后的冼村的酒店、商鋪、肉菜市場以及停車位等規劃的更加合理,冼村人民的幸福感更加強烈。從配套設施方面來看,冼村增加了幼兒園、小學、社區居委會、社區衛生站和托老所等基礎設施。從交通方面來看,冼村在經過整改之后,交通更加方便、車行效率更高,人們停車更加方面。從公共空間方面來看,社區內綠地綠化、休閑活動、人流集散空間比例都有明顯增加,這有效地提升了社區宜居品質。

3 “雙碳”戰略下綠色建筑的發展趨勢

3.1 新材料的開發

綠色環保建筑材料對于環境保護、資源能源節約以及人類健康生活具有重要的意義[3]。“雙碳”戰略下,綠色新型材料將會得到廣泛的應用。傳統施工材料具有耗能大、污染嚴重等特點,這與我國全面發展綠色建筑理念是相悖的。而綠色新型材料卻具有3個較為突出的特點,分別是環境協調、舒適性和創新性,因此綠色新型材料必將會受到廣泛的關注與歡迎。例如:環保活性土在綠色新型材料中得到了廣泛的應用,其又可以稱為改性無機粉,是制作綠色新型材料的基礎材料,其與不同性能、不同質量的有機高分子聚合物雜化,可衍生出不同的有機、無機雜化材料。如今,環保活性土在MCM 片材、板材、皮材及MCS運動地板等方面都得到了應用,未來可以將環保活性土應用于更多的建筑方面,包括家具以及其它施工材料等。

從節能新材料的角度來看,節能材料應具有能耗少、可高效利用特點。從節能新材料材質上來看,節能材料應包含非金屬材料、金屬材料、天然材料以及化工材料等。從節能新材料功能角度來看,其應具有緩解能源緊缺、提升生態環境質量的作用。例如:以保溫隔熱復合墻為例,其所具有的新型材料防水混凝土結構具有良好的抗滲、承重和耐腐蝕性的特點,相比較于傳統結構具有材料來源廣、工程造價低的特點。此外,粉煤灰及礦渣磚材料、水泥纖維板、節能門窗、節能墻體、節能玻璃等都是節能性較好的新材料。在“雙碳”戰略下,綠色、節能的新材料必將會得到廣泛應用,并且也必定會有更多企業著手研究新材料。

3.2 “健康”發展為核心

為充分落實中央《健康中國2030規劃綱要》指示精神,我國必將會推動新時代高質量綠色建筑發展,提升建筑健康性能和健康服務,以此更好滿足人民群眾對美好生活的需要和對健康生活的向往。建筑業和健康業進行深度融合,既是落實以人民為中心理念的必然要求,也是以新發展理念引領建筑行業高質量發展的重要驅動力。因此,健康建筑產業將會是新時期建筑行業的發展亮點。將綠色建筑轉變成健康建筑,不僅可以推動建筑行業高質量發展,提高人民群眾的健康生活水平,助力“健康中國”落地實施,而且還能切實滿足人民群眾的切實需求。同時,這也將會為建筑行業帶來新的發展機遇和更大的發展空間,建筑行業也因此會迎來更高、更快的發展。

3.3 智能建筑的應用

大力推廣綠色建筑的根本目的是節約能源、改善生態環境、實現社會可持續發展。而為能夠對“能源”的使用情況進行有效的監控,高新技術、大數據技術、智能化技術等必然會應用于綠色建筑中,以此促使綠色建筑具有一定的“智慧”,即能夠對建筑設備系統的運行情況進行實時檢測與分析,并能夠將相關數據反饋到電腦終端,以便相關人員及時采取有效措施。

4 結語

大力推廣綠色建筑,既可以降低能源消耗、提高能源利用率,又可以充分保護生態環境。“雙碳”戰略背景下,必須全面推進綠色建筑發展,順利實現“碳達峰、碳中和”的目標。