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0引言
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市規(guī)模的不斷擴大,目前,我國正處在房屋建筑的高峰期。現(xiàn)代建筑一般采用鋼筋混凝土、磚混結(jié)構(gòu),用水暖電各種設備來滿足建筑舒適度的要求,這就需要消耗大量的原材料和能源。我國近400億立方米城鄉(xiāng)建筑中99%屬于高耗能建筑,建筑能耗在我國能源總消費量中所占比例已達27%,單位建筑面積能源消耗為發(fā)達國家的3倍多。目前,我國現(xiàn)代建筑普遍存在能耗大、污染嚴重,對人類居住的環(huán)境帶來諸多不利的因素,致使人們正經(jīng)歷著各種環(huán)境危機。如向環(huán)境排放大量的CO2造成的溫室效應、城市熱島效應等現(xiàn)象的產(chǎn)生;裝修中大量使用化工材料,導致人類致癌性增多等;舊城改造、廢舊建筑物拆除會產(chǎn)生大量的建筑垃圾,會造成我們居住環(huán)境的惡化,會帶來空氣、土壤、水體等污染。為了人類與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,人們開始了生態(tài)環(huán)境建設的思考。
1生態(tài)建筑的涵義
生態(tài)建筑也稱為“綠色建筑”,是根據(jù)當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境,運用生態(tài)學、建筑學和現(xiàn)代科學技術(shù)手段等,使建筑和環(huán)境之間成為一個有機的整體;同時具有良好的室內(nèi)氣候條件和建筑物的自我調(diào)節(jié)能力[1]。生態(tài)建筑包括了節(jié)能、降耗、減排、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量提升、垃圾和廢物管控等主要內(nèi)容,因此,具有節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、減少污染、延長建筑壽命、改善生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點,更加滿足人們對環(huán)境舒適度的要求[2,3]。生態(tài)建筑強調(diào)建筑與環(huán)境具有最佳關(guān)系,能充分發(fā)揮環(huán)境效益,且對環(huán)境的影響最小。目前,美國、日本、加拿大、德國等發(fā)達國家都在積極推行生態(tài)建筑的理論研究和實踐探索,已成為世界上生態(tài)建筑研究、設計、節(jié)能技術(shù)開發(fā)、節(jié)能設備研制、法規(guī)條例制定等方面領(lǐng)先的國家[4]。所以,生態(tài)建筑是21世紀建筑設計發(fā)展的方向。
2生態(tài)建筑中的節(jié)能環(huán)保措施
由于中國人口的不斷增加,能源短缺問題空前突出,節(jié)能形勢尤為嚴峻和迫切。建筑節(jié)能是指在保證民用建筑使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,降低其使用過程中能源消耗的活動。建筑節(jié)能是一項復雜的系統(tǒng)工程,涉及設計、施工、運行管理等多個環(huán)節(jié),甚至延伸到整個建筑的全生命周期。我國建筑能耗高于發(fā)達國家,主要表現(xiàn)在建筑物保溫與供熱系統(tǒng)狀況差。絕大多數(shù)的生態(tài)建筑主要是空調(diào)供暖系統(tǒng)的改造、建筑外觀的優(yōu)化、照明節(jié)能系統(tǒng)的設計、新材料、新工藝和新產(chǎn)品的選用以及新能源技術(shù)的應用等方面[5]。與無任何特別的節(jié)能措施的大樓相比,理想的生態(tài)建筑能達到50%左右的節(jié)能效果,其中建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能潛力約為20%,建筑設備系統(tǒng)中的照明和空調(diào)的節(jié)能潛力約為30%。
2.1建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能
建筑外圍護結(jié)構(gòu)主要由墻、門、窗和屋頂組成。隨著科技的大力發(fā)展,墻體保溫技術(shù)也越來越先進,人們越來越關(guān)心外墻保溫的經(jīng)濟性,在建設過程中大力推廣執(zhí)行外墻外保溫技術(shù)。如以界面劑為界面層,聚苯顆粒保溫漿料為保溫層,抗裂砂漿復合耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布為抗裂防護層等,不斷開發(fā)和利用這些建筑物的新型保溫節(jié)能系統(tǒng)。在建筑圍護結(jié)構(gòu)中節(jié)能潛力最大的是窗戶。窗戶是居住者與室外自然環(huán)境溝通、交融的主要通道,也是室內(nèi)人工環(huán)境與室外自然環(huán)境的分界。目前比較流行的如中空玻璃、熱反射玻璃等節(jié)能玻璃和熱鋁型框等,這些技術(shù)的推廣和應用增大了窗戶的整體傳熱系數(shù),減少了向外界的傳熱量。在不斷改進建筑外墻、外窗的保溫性能后,還必須進一步加強屋頂?shù)谋馗魺嵝阅堋榱私档拖募咎栞椛洌蓓斠瞬捎酶咝У谋馗魺嵛菝妫齻鳠嵯禂?shù)、熱惰性等指標應滿足建筑設計規(guī)定,有條件的還可采取屋頂綠化等措施。目前,一些建筑屋面保溫就采用膨脹珍珠巖保溫芯板的保溫層,替代常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖的做法。另外,還可以設置架空通風屋面、坡屋面、綠化屋面等,綠化屋面不僅有利于屋頂?shù)谋嘏c隔熱,而且可以起到美化城市環(huán)境的效果。
2.2建筑設備的節(jié)能
自古以來多數(shù)建筑物只有單純的居住概念,從基本上保證人的御寒防熱,其功能性較差。而現(xiàn)代建筑主要強調(diào)居住環(huán)境的舒適性,這就需要設置各種各樣的設備來完善它的使用功能,如大量使用空調(diào)、照明、家電等設備,大大增加了建筑的能耗。有報道表明,通過改進和增設空調(diào)系統(tǒng)中的一些節(jié)能措施,可以顯著降低建筑物的高能耗。如在空調(diào)系統(tǒng)中安裝全熱交換器,既可以減少占空調(diào)負荷30%左右的新風負荷,又可以讓空調(diào)排風與新風直接進行熱交換,可回收排出氣體能量的70~90%;利用空調(diào)回風進行換氣,將空調(diào)回風中與新風量相等的排風用于己污染的房間的通風換氣;如提高空調(diào)系統(tǒng)中風道和管道系統(tǒng)的保溫效果;改用高效率風機和水泵等都是些節(jié)能效果明顯的措施[6]。
2.3樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能
在一座現(xiàn)代化大樓內(nèi)部或是寬敞明亮的辦公室里,經(jīng)常會出現(xiàn)即使是沒人時,空調(diào)和照明設備依然運行著的現(xiàn)象,這種人工化的操作和管理上的漏洞造成了嚴重的能源浪費。樓宇自控系統(tǒng)又稱建筑物自動化系統(tǒng),是智能建筑內(nèi)部信息化系統(tǒng)的重要組成部分。它是通過利用現(xiàn)代的計算機技術(shù)和網(wǎng)絡系統(tǒng),對建筑內(nèi)部的通風系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等項目實施自動化監(jiān)控和中央管理。樓宇自控系統(tǒng)通過傳感器,對溫度、壓力、流量、濕度、液位等實施監(jiān)測,利用網(wǎng)絡操作平臺作出自動化操作,節(jié)省人力約50%,最大的優(yōu)點是使能耗降低約25%,提高大樓內(nèi)人員的工作效率,最大限度地節(jié)約和利用能源,從而大大減少了不必要的資源浪費和浪費所帶來的環(huán)境污染。
2.4其它節(jié)能措施
文獻報道[7],東京都內(nèi)的世田谷區(qū)立特別老人之家養(yǎng)老院的建筑就設有一套完整的能源綜合循環(huán)利用系統(tǒng),地下設有蓄水池、儲留收集的雨水,將這些水進行深度處理后再次利用,可保證衛(wèi)生間沖廁用水的70%。屋頂設有太陽能集熱板,集熱板所提供的熱水能保證全年12%的洗澡水。對空調(diào)制冷時的排熱進行回收利用,通過熱交換氣制熱水,可提供全年23%的洗澡用水。
3結(jié)語
在現(xiàn)代建筑中積極采用先進、節(jié)能的工藝、技術(shù)、設備,加強節(jié)能管理,提高能源利用率,不斷擴大建筑節(jié)能效果,積極推廣節(jié)能產(chǎn)業(yè),不僅會獲得一個低能耗和低運行費的建筑,同時又利于建筑與環(huán)境之間的可持續(xù)發(fā)展[8]。總之,生態(tài)建筑是一種經(jīng)濟上可行的方案。有專家分析,節(jié)能建筑的總成本比高耗能建筑低許多,這個總成本包括投資成本及之后的運營成本。節(jié)能建筑投入使用后,可大大節(jié)省水、電、采暖等能源費用,隨著能源價格的不斷上漲,其效果更加顯著。目前,許多國家特別是一些發(fā)達國家對生態(tài)建筑非常重視。如德國在建筑節(jié)能與環(huán)保立法方面走在國際前列,取得了突出的成就,并同時推出一系列行之有效的鼓勵政策和資助措施[9]。日本政府對于安裝太陽能電池的家庭給予約200萬日元的補助,而我國也將采用相關(guān)政策推動建筑節(jié)能,對節(jié)能建筑將采取減免稅收、貼息貸款、財政補貼等措施進行鼓勵。目前,我國正處在房地產(chǎn)和建筑行業(yè)持續(xù)、高速成長的關(guān)鍵階段,此時對于推廣生態(tài)節(jié)能建筑有著更為迫切的要求。發(fā)展生態(tài)建筑是社會、國家發(fā)展大勢所趨,只有降低能耗,節(jié)約資源,才能實現(xiàn)人和環(huán)境的和諧發(fā)展。