綠色低碳建筑的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

綠色低碳建筑的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略2011年，十一屆全國(guó)人大四次會(huì)議審議通過“十二五”規(guī)劃綱要，把資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)工作放在更加突出的位置，將“綠色發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”單獨(dú)列作一篇，明確了“十二五”時(shí)期要實(shí)現(xiàn)能耗強(qiáng)度下降16%、二氧化碳排放強(qiáng)度下降17%等約束性目標(biāo)。推之于建筑領(lǐng)域，目前我國(guó)建筑能耗約占社會(huì)總能耗的30%左右，在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、人口增長(zhǎng)的大背景下，商業(yè)建筑、民用住宅的能源需求持續(xù)增長(zhǎng)，與之相關(guān)的能源消耗、碳排放都將顯著增加，除非能有一個(gè)大改變以遏制此趨勢(shì)，否則將無(wú)法實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排的約束性目標(biāo)。1建筑節(jié)能的法律法規(guī)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)近年來，我國(guó)的建筑節(jié)能立法與標(biāo)準(zhǔn)逐漸在完善，現(xiàn)行的主要法律法規(guī)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要有：(1)《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》，1997年11月1日通過，2007年10月28日修訂；(2)《中華人民共和國(guó)建筑法》，1997年11月1日通過，自1998年3月1日起施行；(3)GBT50378—2006《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》；(4)GB50189—2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》；(5)GB50411—2007《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》；(6)GB50034—2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》；(7)《民用建筑節(jié)能條例》。2005年7月，GB50189—2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》開始實(shí)施，要求所有的新建、改建類公共和商業(yè)建筑，與20世紀(jì)80年代的同類建筑的能耗基準(zhǔn)相比，必須達(dá)到50%的能耗減少量。2008年3月，中華人民共和國(guó)建設(shè)部正式更名為中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部(簡(jiǎn)稱住建部)。同年10月1日，與建筑能源使用相關(guān)的《民用建筑節(jié)能條例》開始實(shí)施，但條目為概括形式。2可持續(xù)建筑的定義發(fā)展通常，可持續(xù)建筑與1987年《布倫特蘭報(bào)告》中對(duì)于可持續(xù)發(fā)展的定義互相聯(lián)系，即“可持續(xù)發(fā)展是既滿足當(dāng)代人的需求，又不對(duì)后代人滿足其需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展稱為可持續(xù)發(fā)展?！钡强沙掷m(xù)發(fā)展的定義寬泛，常被批評(píng)為過于模糊?？沙掷m(xù)建筑沒有統(tǒng)一的定義，環(huán)保、生態(tài)、節(jié)能、綠色、生物和氣候適應(yīng)性建筑，都被認(rèn)為是可持續(xù)建筑的實(shí)現(xiàn)途徑。所有可持續(xù)建筑的實(shí)現(xiàn)途徑都關(guān)注兩大方面：一即“建筑設(shè)計(jì)需從根本上考慮與自然環(huán)境的關(guān)系，及對(duì)自然環(huán)境的影響”，二即“需減少建筑運(yùn)行過程對(duì)石油燃料的依賴性”。3可持續(xù)建筑的低碳設(shè)計(jì)戰(zhàn)略為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排的雙重目標(biāo)，一種綜合性的可持續(xù)建筑發(fā)展戰(zhàn)略呼之欲出。此種戰(zhàn)略并不僅僅聚焦于技術(shù)層面，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了高效能源管理和行為轉(zhuǎn)變?cè)诮ㄖ?jié)能領(lǐng)域中的作用，而這兩點(diǎn)通常在中國(guó)的建筑行業(yè)被忽略。在國(guó)家法律、條例和標(biāo)準(zhǔn)之外，可采用5個(gè)獨(dú)立的策略，以實(shí)現(xiàn)建筑的低碳可持續(xù)發(fā)展。3.1高效能源管理系統(tǒng)高效能源管理系統(tǒng)是整個(gè)低碳設(shè)計(jì)戰(zhàn)略的核心，應(yīng)該包括技術(shù)層面和非技術(shù)層面。技術(shù)層面涉及能源管理網(wǎng)絡(luò)、能源運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集和分析等；非技術(shù)層面需要解決能源管理與建筑用戶之間的關(guān)系。使用能源管理系統(tǒng)，通過對(duì)能耗數(shù)據(jù)的分析，有效監(jiān)管建筑運(yùn)行過程，對(duì)節(jié)能設(shè)備安裝的推動(dòng)，建筑用戶意識(shí)的提升，以及可再生能源的利用都有積極的影響。3.1.1能源管理網(wǎng)絡(luò)建筑能源管理系統(tǒng)由一系列的技術(shù)組成。從相對(duì)簡(jiǎn)單呆板的閉環(huán)控制，到專門為建筑單體或建筑群體設(shè)計(jì)的復(fù)雜數(shù)據(jù)檢測(cè)、儲(chǔ)存和交換系統(tǒng)等。比如CISCO研發(fā)的新興智能互聯(lián)建筑解決方案CiscoNetworkBuildingMediator系列，可以對(duì)所有耗能設(shè)備分配IP地址，通過一個(gè)中央系統(tǒng)遠(yuǎn)程遙控供熱、通風(fēng)和制冷系統(tǒng)(HVAC)、照明系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、安保系統(tǒng)等，將整幢建筑連接成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)。通過將能源測(cè)量裝置、溫度和照明傳感器與建筑能源管理系統(tǒng)相連，即時(shí)監(jiān)測(cè)能耗信息，并利用自動(dòng)糾錯(cuò)軟件修正誤操作。3.1.2能源運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集和分析單純依賴于國(guó)家統(tǒng)一安裝的電表讀數(shù)是不夠的，因?yàn)槠胀姳聿⒉挥涗洔y(cè)量日期和測(cè)量時(shí)間點(diǎn)，僅為估計(jì)讀數(shù)。所以我們需要一個(gè)完備的能源計(jì)量系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)際能耗的定期記錄。記錄時(shí)，所有能耗數(shù)據(jù)需固定在同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的讀數(shù)時(shí)間，即為同一周、同一天的相同時(shí)刻。根據(jù)收集的能源數(shù)據(jù)，進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。如果建筑內(nèi)部有良好的控制系統(tǒng)，建筑的供熱、制冷系統(tǒng)能耗應(yīng)與外部環(huán)境溫度成比例。比如在供熱日內(nèi)，隨著外部溫度升高，能耗應(yīng)下降。如果供暖、制冷控制到位，則數(shù)據(jù)應(yīng)分布在能耗趨勢(shì)線附近；若數(shù)據(jù)離散，則說明控制差；若能耗偏離趨勢(shì)基線很多，說明供熱設(shè)備存在故障。如果將能源數(shù)據(jù)的使用情況和分析結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)在電腦顯示器或者電視的終端方式顯示出來，告知使用者他們的使用方式與使用情況，能夠?qū)θ藗兊男袨楫a(chǎn)生影響。3.1.3能源管理組織機(jī)構(gòu)一個(gè)完備的能源管理機(jī)構(gòu)，應(yīng)該明確機(jī)構(gòu)中從高級(jí)經(jīng)理，到能源管理人員，到核心能源團(tuán)隊(duì)，再到低層職員的各級(jí)別人員，并在整個(gè)建筑運(yùn)行過程中，為如何實(shí)現(xiàn)更好的能源運(yùn)行目標(biāo)，提供明確、綜合的指導(dǎo)與培訓(xùn)。3.2低碳節(jié)能技術(shù)手段建筑供暖、通風(fēng)、制冷、空調(diào)系統(tǒng)(即HVAC系統(tǒng))和照明系統(tǒng)，占了建筑總能耗的絕大比例。低碳節(jié)能技術(shù)手段也聚焦于此，在維持建筑的熱平衡、保證照明舒適度的同時(shí)，采用現(xiàn)代先進(jìn)科技和創(chuàng)新型產(chǎn)品，降低建筑能耗。3.2.1維持建筑熱平衡在建筑設(shè)計(jì)過程早期，應(yīng)將當(dāng)?shù)貧夂驐l件、太陽(yáng)高度角、采光條件等考慮入設(shè)計(jì)概要中。建筑從屋頂、外墻到窗戶可應(yīng)用智能玻璃立面、建筑遮陽(yáng)設(shè)備、創(chuàng)新型隔熱產(chǎn)品等先進(jìn)技術(shù)與材料，降低整個(gè)建筑的屋頂、外墻、窗洞等傳熱系數(shù)，從而減少住戶用于取暖和消暑的電費(fèi)支出。3.2.2照明設(shè)備與控制系統(tǒng)照明設(shè)計(jì)應(yīng)符合建筑照明標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，使用高效節(jié)能的光源與燈具，并根據(jù)使用者的實(shí)際需求，設(shè)置適當(dāng)?shù)沫h(huán)境照明和任務(wù)照明。采用時(shí)控、光控或者智能控制器進(jìn)行調(diào)光，在一個(gè)空間內(nèi)依據(jù)用戶的需求與喜好，創(chuàng)造不同的場(chǎng)景，適應(yīng)多功能的用途。智能調(diào)光系統(tǒng)在保證光環(huán)境舒適宜人的同時(shí)，也能提高用戶的工作效率，同時(shí)，最大限度地節(jié)省使用燈光，節(jié)省電力消耗，充分展示在照明運(yùn)行環(huán)節(jié)最大限度挖掘節(jié)能減排的潛力。3.3可再生能源技術(shù)與建筑一體化設(shè)計(jì)可再生能源技術(shù)與建筑一體化設(shè)計(jì)，即將建筑的使用功能與可再生能源的利用有機(jī)地結(jié)合在一起，形成多功能的建筑構(gòu)件，使得建筑各部分的功能協(xié)調(diào)統(tǒng)一，達(dá)到令人滿意的節(jié)能和使用效果。如今，光熱建筑一體化、光伏建筑一體化、風(fēng)能建筑一體化等技術(shù)，在建筑中的應(yīng)用也越來越廣泛。但從目前來看，這些技術(shù)大多更適于整合于新建建筑中，而用于已建建筑的改造，還亟須技術(shù)改進(jìn)。3.3.1光熱建筑一體化太陽(yáng)能熱水器是目前我國(guó)太陽(yáng)能熱利用的主要形式。除此之外，還可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化后的熱能利用于制冷與空調(diào)，包括太陽(yáng)能吸收式制冷、太陽(yáng)能除濕式制冷、太陽(yáng)能吸附式制冷等。但由于太陽(yáng)能集熱器占地較多，在推廣中難免受到一些限制。太陽(yáng)能集熱器是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能系統(tǒng)的重要組成部分，也是一體化設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容。建筑設(shè)計(jì)需將太陽(yáng)能集熱器作為建筑的組成元素，與建筑有機(jī)結(jié)合，保持建筑統(tǒng)一和諧的外觀，并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。在保證集熱效果的前提下，太陽(yáng)能集熱器的設(shè)計(jì)安裝有著多種方式，包括在建筑屋面(平、坡屋面)、陽(yáng)臺(tái)攔板、建筑立面等。其中，太陽(yáng)能集熱器設(shè)置在平面屋頂上是最為簡(jiǎn)單易行的設(shè)計(jì)方法，其優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單，可放置的集熱器面積相對(duì)較大，且可以調(diào)整集熱器的朝向，對(duì)于東西朝向的建筑極為便利。而太陽(yáng)能集熱器設(shè)置在建筑外立面上會(huì)使建筑有一個(gè)新穎的外觀，能彌補(bǔ)屋面(尤其是坡屋面)上集熱器面積及安裝角度受限的缺陷。3.3.2光伏建筑一體化新建建筑采用光伏建筑一體化，可以達(dá)到更好的節(jié)能和碳減排效果。通過太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能，再通過逆變器將直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，就能成為絕大多數(shù)家用電器的電能來源。但在實(shí)際應(yīng)用上，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能電池片轉(zhuǎn)換效率目前僅為15%左右，即使采用聚光技術(shù)的電池片，最高轉(zhuǎn)換效率也只能達(dá)到35%左右。而許多辦公設(shè)備(比如筆記本電腦、打印機(jī)等)，又要將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，能量損失最高可達(dá)50%。事實(shí)上，大多數(shù)電氣設(shè)備，包括照明設(shè)備，都能依靠直流電有效工作而不需要交流電源。鑒于此，更多地使用直流分配網(wǎng)絡(luò)(DCdistributionnetworks)，可減小不必要的能量轉(zhuǎn)換，提高可再生技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益。從另一個(gè)角度看，目前使用太陽(yáng)能電池板發(fā)電，相對(duì)于傳統(tǒng)煤炭等發(fā)電手段，價(jià)格依然比較昂貴。如果每千瓦時(shí)的電能價(jià)格能夠降低，那么將光伏產(chǎn)品用于建筑發(fā)電的低碳潛力巨大。隨著太陽(yáng)能電池板生產(chǎn)量的擴(kuò)大、生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟，光電轉(zhuǎn)換效率不斷在提高，太陽(yáng)能電池板的價(jià)格也不斷在下降?，F(xiàn)今的研發(fā)重點(diǎn)也聚焦于傳統(tǒng)晶硅電池片的替代品研究，采用不同基質(zhì)材料(比如薄膜聚化物)嘗試光電轉(zhuǎn)換，使得CIGS等各類低成本電池片的效率仍在提高。與此同時(shí)，專為建筑集成而開發(fā)的光伏組件雙面玻璃的封裝方式在逐漸流行，為建筑商將光伏組件直接組成玻璃幕墻，擴(kuò)大電池片覆蓋建筑的面積，從而為提高電量輸出提供著新的設(shè)計(jì)思路與方法。這些都預(yù)示著光伏技術(shù)將成為可再生能源技術(shù)與建筑一體化設(shè)計(jì)中的重要一員。3.3.3風(fēng)能建筑一體化風(fēng)能建筑一體化發(fā)電效率高、成本較低。小程機(jī)器，其應(yīng)用價(jià)值還有爭(zhēng)議，而中程機(jī)器(5～50kW)，若裝置適當(dāng)(如成為新型建筑或高層建筑的一部分)，則貢獻(xiàn)巨大。比較典型的例子如2007年6月竣工的巴林世貿(mào)中心(WTC)，3個(gè)巨大的風(fēng)力渦輪螺旋槳按照獨(dú)特的空氣動(dòng)力學(xué)安裝到建筑中，每個(gè)直徑長(zhǎng)達(dá)29m，每次工作，這3個(gè)巨大的螺旋槳大約能給大樓提供11%～15%的電力，足夠給300個(gè)家庭用戶提供1年的照明用電。3.4意識(shí)提升與行為轉(zhuǎn)變?cè)诤芏嗲闆r下，意識(shí)提升對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)能和碳減排的目標(biāo)，有著極大的促進(jìn)作用，既節(jié)約成本，又行之有效。日本政府曾發(fā)起知名的“CoolBiz”運(yùn)動(dòng)，倡導(dǎo)上班族在夏季改掉正裝裝束，穿短袖襯衫上班，來節(jié)省空調(diào)費(fèi)用，幫助改善環(huán)境，帶來了一定的節(jié)能效益?？沙掷m(xù)建筑的擴(kuò)展，需要利用政府立法和企業(yè)政策的影響力，提升建筑用戶的意識(shí)，促使行為轉(zhuǎn)變以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。比如鼓勵(lì)建筑用戶，當(dāng)離開房間的時(shí)候，關(guān)閉不必要的照明和電器設(shè)備，可以有效地減少電能消耗。又比如，在中國(guó)很多的商業(yè)建筑中，有近50%的能量用于供熱和制冷需求。如果在任何一座建筑中調(diào)整1℃的室內(nèi)溫度變化，可在建筑年度能耗中，帶來非常可觀的節(jié)能效果。3.5碳抵償措施碳抵償，即人們計(jì)算自己日?；顒?dòng)直接或間接制造的二氧化碳排放量，并計(jì)算抵消這些二氧化碳所需的經(jīng)濟(jì)成本，然后付款給專門企業(yè)或機(jī)構(gòu)，由他們通過植樹或其他環(huán)保專案、可再生能源工程等方式，抵消大氣中相應(yīng)的二氧化碳量。建筑節(jié)能領(lǐng)域可以考慮推動(dòng)碳抵償措施的實(shí)現(xiàn)。建筑在采取了高效能源管理、節(jié)能技術(shù)應(yīng)用以及可再生能源利用等措施后，可以針對(duì)建筑全壽命期間的碳排放量進(jìn)行合理的評(píng)估，采取一定的碳抵償措施，以實(shí)現(xiàn)更為顯著的碳減排效果。但值得注意的是，碳抵償仍舊富有爭(zhēng)議，自愿減排項(xiàng)目不僅缺乏統(tǒng)一認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，客觀上造成認(rèn)證、監(jiān)測(cè)的難度，還無(wú)法保證其真正實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目所在地社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。因而，應(yīng)該在前述措施都已有效開展后再考慮碳抵償措施。4結(jié)語(yǔ)為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排的雙重目標(biāo)，可持續(xù)建筑的低碳設(shè)計(jì)戰(zhàn)略不僅僅聚焦于高效能源管理系統(tǒng)，暖通空調(diào)系統(tǒng)與照明系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)手段，以及可再生能源技術(shù)與建筑一體化設(shè)計(jì)，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了意識(shí)提升與行為轉(zhuǎn)變?cè)诮ㄖ?jié)能中的作用，鼓勵(lì)政府或企業(yè)框架下的政策激勵(lì)手段。鑒于碳抵償本身尚缺乏認(rèn)證、監(jiān)測(cè)透明度，應(yīng)在前述4種措施完成后再求助于