零碳綠色建筑設計與可持續(xù)發(fā)展研究-論文

PAGEPAGE1零碳綠色建筑設計與可持續(xù)發(fā)展研究摘要:綠色建筑是友好環(huán)境的訴求,是節(jié)約型社會發(fā)展的基礎,是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保證,是當今世界建筑發(fā)展的方向。根據(jù)《綠色建筑評價標準》中對綠色建筑的定義，綠色建筑是在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護環(huán)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。關鍵詞:零碳建筑；綠色建筑；可持續(xù)發(fā)展Abstract:Greenbuildingistheappealforfriendlyforenvironmentandthebaseofthedevelopmentofeconomicalsociety.Alsogreenbuildingisnecessarytoensurethesustainabledevelopmentofthebuildingindustry,anditisthedirectionofbuildingdevelopmentintoday’sword.Accordingtothedefinitionofgreenbuildingin《Evaluationstandardforgreenbuilding》,itisthearchitecturewhichcanimproveutilizationofresource(energy,land,waterandmaterials)andcutdowntheemissioninthewholelifecycleofbuilding.Itcanalsoprotecttheenvironmentandreducepollutiontoprovidepeoplewithhealthy,applicableandefficientuseofspace,coexistingwithnatureinharmony.Keywords:Zerocarbonbuilding;Greenbuilding;Sustainabledevelopment一．零碳綠色建筑總論綠色建筑的概念有不同表述,但其基本內(nèi)涵是表示人、建筑與環(huán)境三者之間的和諧關系,即建筑在建造和使用過程中必須節(jié)約能源、節(jié)約資源,減少對環(huán)境的污染;要求人們在利用自然條件和技術(shù)手段創(chuàng)造良好、健康居住環(huán)境的同時,應盡可能地控制和減少對自然環(huán)境的過度使用和破壞,維持生態(tài)環(huán)境和人類向大自然的索取與回報之間的動態(tài)平衡。在建筑規(guī)劃設計方面,綠色建筑體現(xiàn)在室內(nèi)布局設計方面應十分合理,充分利用陽光和自然通風,最大限度地節(jié)省能源,為居住者創(chuàng)造一種安全、健康、舒適的生活空間和親近自然、和諧、舒適的良好生活感受。我國《綠色建筑評價標準》(GB50378)對綠色建筑的定義為:在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)約能源、節(jié)約土地、節(jié)約水資源、節(jié)約材料),保護環(huán)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。二．零碳綠色建筑發(fā)展面臨窘境綠色建筑的一次性建設成本較高，且運營和維護較低。因為目前我國的部分建筑還處于比較傳統(tǒng)的設計階段，建筑的目標還是以滿足人的基本需求為設依據(jù)，所以，在進行綠色建筑建設，提升建筑品質(zhì)的過程中，會帶來一定的建筑造價成本的增加，根據(jù)綠色建筑品質(zhì)和建設標準的不同，成本造價也有所不同。因此要想推廣綠色建筑的建設就要考慮綠色建筑的經(jīng)濟性,發(fā)揮綠色建筑工程造價的指導作用，就有必要對其全壽命造價進行管理。三．推行綠色建筑的必要性何謂綠色建筑？目前，國內(nèi)認為它是一種節(jié)約型建筑。它將作為21世紀建筑業(yè)的主旋律，應體現(xiàn)在健康、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)能、治污、循環(huán)利用。1.健康人們對于“綠色建筑”的重視，本身也是追求健康建筑。主要是由于出現(xiàn)了“建筑綜合癥”，他產(chǎn)生的原因主要有：（1）建筑材料。尤其是現(xiàn)代出現(xiàn)了名目繁多的室內(nèi)裝飾、裝修材料和室內(nèi)用具污染的存在，使新裝修的房屋室內(nèi)含有大量對人體有害甲醛、氡氣、石棉、氧化物及CO2、CO等等，對人體健康危害極大。（2）不恰當?shù)墓?jié)能措施。它降低了室內(nèi)空氣質(zhì)量，聯(lián)合國衛(wèi)生組織WHO統(tǒng)計，近30﹪的新建及改建的建筑是有病的。（3）廚房及其他污染。燃料在灶具中燃燒產(chǎn)生有害物質(zhì)和烹飪過程中發(fā)生的油煙，主要成分為焦油、一氧化碳、氮氧化物等。焦油中含有強烈的致癌物；一氧化碳和氮氧化物易引發(fā)心血管和神經(jīng)系統(tǒng)等多種疾病。另外，室內(nèi)用的各清新劑、除廁劑等散發(fā)的氣味亦會影響到人體的健康。2.節(jié)地近幾年，我國因建設用地平均每年減少50萬平方千米的耕地，由建國50年時人均耕地面積0.2平方千米減少到0.1平方千米，故節(jié)約土地的方針勢在必行。（1）積極推進墻體材料的改革，要加大力度發(fā)展節(jié)能、節(jié)地、利廢、保溫、隔熱的新型墻體材料，鼓勵采用綠色建材。采用各種板材，空心磚砌塊等來減少墻體厚度，并對墻體進行合理設計，以先進的建筑結(jié)構(gòu)來增加使用面積，節(jié)約用地。（2）舊城區(qū)改造要有新模式，以便節(jié)地，嚴格控制城鄉(xiāng)居民建設用地是一項長期的措施。3.水資源全球淡水資源短缺。我國北方城市的資源性缺水，南方一些城市的水質(zhì)性缺水已經(jīng)對經(jīng)濟和社會亮起了紅燈。城市居民用水時水資源平衡分配的重要環(huán)節(jié)，這既包含了水量問題，也包括了水質(zhì)問題，住宅小情趣水系統(tǒng)的問題：（1）在小區(qū)中建立水的大循環(huán)的理念，自來水、雨水、地下水、污水等，均可列入考慮范圍，進行系統(tǒng)化設計，循環(huán)再利用。（2）由于資源性缺水和水質(zhì)性缺水同樣嚴重，應針對不同情況制定強制性措施。如對耗水量大的設備、器具要強制淘汰并強制推行節(jié)水設施等。（3）隨著居民生活水平的提高，管道直接飲用水已經(jīng)進入小區(qū)，形成第二水廠，它達到了提供優(yōu)質(zhì)直接飲用水和節(jié)約用水的雙重目的。（4）小區(qū)應建立水的回收和再利用系統(tǒng)，缺水地區(qū)應設立小區(qū)雨水收集和再利用系統(tǒng)。4.節(jié)能我國的能源儲量并不是很高，卻還存在著能源利用低、浪費嚴重等問題。（1）我國一些工業(yè)產(chǎn)品的能耗比發(fā)達國家要搞4倍，單位過敏生產(chǎn)總值的能耗為日本的6倍、美國的3倍、韓國的4.5倍。（2）能源結(jié)構(gòu)不合理，煤占70﹪，由于清潔煤技術(shù)尚未普及，造成空氣污染嚴重。（3）我國建筑能耗占全國能耗的25﹪，住宅每平方米能耗為相同氣候能耗國家的3倍。（4）我國石油儲量僅占世界總量的23﹪，可開采的只有206年，大大低于世界平均年限428年。5.治污要加強對污染物的排放和治理工作，達到利廢、節(jié)約、環(huán)保的目的。四．零碳綠色建筑設計案例美國紐約Ecovillage、亞利桑那州Civano社區(qū)、芬蘭赫爾辛基Viikki、瑞典馬爾默VastraHamnen、斯德哥爾摩HammarbySjostad、英國BedZed太陽村、阿聯(lián)酋Masdar零碳城、中國天津中新生態(tài)城、荷蘭Ecolonia小區(qū)、格林威治世紀村GreenwichMillenniumVillage等，這些都是一些典型的零碳綠色建筑設計案例。就拿英國BedZed太陽村、阿聯(lián)酋Masdar零碳城、荷蘭Ecolonia小區(qū)這三個具有典型代表性的案例來說，生態(tài)宜居社區(qū)型開發(fā)產(chǎn)居綜合社區(qū)型開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新型開發(fā)典型案例荷蘭Ecolonia小區(qū)英國BedZed太陽村阿聯(lián)酋Masdar零碳城關鍵驅(qū)動因素規(guī)模區(qū)位歐美發(fā)展城市郊區(qū)，規(guī)模大小不一發(fā)展初期規(guī)模較小，有香蕉去大規(guī)模發(fā)展的趨勢城市郊區(qū)較大規(guī)模，普通在5平方公里以上開發(fā)背景由發(fā)展商和建設事務所共同承擔投資基金會為主體，環(huán)保組織及政府予以資助由政府主導開發(fā)，并結(jié)合國際基金投資平臺進行開發(fā)功能以住宅開發(fā)為主，配以商業(yè)、文化休閑配套綜合性社區(qū)，功能包括辦公，住宅及基本配套設施綜合性新城，功能包括商務商業(yè)、科技研發(fā)、生態(tài)居住、科教配套等等驅(qū)動因素人文環(huán)保理念人文環(huán)保意識和綠色效應結(jié)合需要巨大的人力物力財力投入綠色低碳體現(xiàn)技術(shù)技能：通過降低建筑設計、交通規(guī)劃、能源方面等消耗，達到低碳綠色目的特別之處：主要通過產(chǎn)、居一體化，減少外出，從而達到降低排放技術(shù)技能：同類型一使用一系列高新綠色科技項目，通過城市內(nèi)部自循環(huán)，完全實現(xiàn)零碳排放總結(jié)形式單一且不具有規(guī)模，是狹窄局限的生態(tài)系統(tǒng)綠色與效益結(jié)合的模式，處于發(fā)展初期，但表現(xiàn)出較高的開發(fā)價值和社會效益，具有發(fā)展?jié)摿覒?zhàn)略，成本過高，發(fā)展模式不具有可復制性五．零碳綠色建筑設計1.盡可能地節(jié)約能源采用節(jié)能的建筑圍護結(jié)構(gòu)以及節(jié)能的通風、采暖和空調(diào)設備。利用自然通風的原理設置風冷系統(tǒng),使建筑能夠有效地利用夏季的主導風向改善室內(nèi)的溫、濕環(huán)境。建筑采用適應當?shù)貧夂驐l件的平面布置形式及總體布局,減少通風、采暖和空調(diào)設備的使用時間。在設計時應系統(tǒng)地考慮建筑在建造、使用、維護和報廢整個壽命周期內(nèi)的成本、節(jié)能、環(huán)保、資源利用等一系列問題。此外，房屋將通過熱壓和風壓兩種自然通風的模式，盡可能最大化自然通風，從而減少空調(diào)使用的時間，降低房屋在開放過程中對于能源的消耗。頂端所鑲嵌的藍色透明ETFE膜氣枕天窗，通過自然采光照明可降低照明的能耗。低碳家裝以減少溫室氣體排放為目標，以低能耗、低污染為基礎，注重裝修過程中的綠色生態(tài)設計、可利用資源的再次回收、裝飾產(chǎn)品的環(huán)保節(jié)能等，從而減少家庭裝修過程中的二氧化碳排放。這其中環(huán)保節(jié)能的裝飾裝修材料起著至關重要的作用。2.推廣應用綠色能源在設計過程中應因地制宜,根據(jù)地域條件和用戶的功能使用特點,考慮盡可能考慮使用太陽能、風能、潮汐能、地熱和地冷等綠色可再生能源,減少對碳排放能源的使用和依賴。多元化利用太陽能，使之不僅用于發(fā)電、供暖，還與被動風能和地源熱能共同帶動室內(nèi)通風，調(diào)節(jié)屋內(nèi)的溫度和濕度；屋頂?shù)?2個彩色風帽可以隨著風向靈活轉(zhuǎn)動，利用溫壓和風壓將新鮮的空氣源源不斷地輸入每個房間，并將室內(nèi)空氣排出。同時利用太陽能和黃浦江水源給進入室內(nèi)的新風降溫除濕。此外，通過屋頂收集的雨水沖洗馬桶或灌溉植物，減少了對自來水的需求；通過生物厭氧過程將生活垃圾進行降解處理，變成沼氣，從而產(chǎn)生電能和熱能；屋頂種植綠色植物，夏可遮陽，冬可保暖。在廚房與衛(wèi)生間的裝修中，防水是必需的程序，在做完防水涂層后，衛(wèi)生間和廚房里氣味比較大。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，主要是由于防水涂料造成的污染，而且這種污染不容易清除。在十項強制性國家標準中，沒有規(guī)定防水涂料的有害物限制標準，因此在家庭裝修時應該了解不同種類的防水涂層，選購合格的環(huán)保防水涂料產(chǎn)品。目前，市場上的防水涂料有兩大類：一類是聚氨脂類防水涂料。這類防水涂料一般是由聚氨脂與煤焦油作為原材料制成，它所揮發(fā)的焦油氣毒性大，且不容易清除，使用這種防水涂料時，一般采用含有甲苯、二甲苯等有機溶劑來稀釋，也含有毒性。另一類為聚合物水泥基防水涂料。防水涂料由多種水性聚合物合成的乳液與摻有各種添加劑的優(yōu)質(zhì)水泥組成，在抗?jié)B性與穩(wěn)定性方面表現(xiàn)優(yōu)異。聚合物水泥基防水涂料的優(yōu)點是施工方便、綜合造價低，工期短，且無毒環(huán)保。目前防水涂料正朝著水乳性化和環(huán)保型方面發(fā)展，如高性能水乳性聚合物改性瀝青防水涂料、水乳性聚氨酯防水涂料等。采用東易的防水涂層,其使用的是防水柔性灰漿，采用聚合物乳液與水泥砂漿復合而成的高品質(zhì)雙組分彈性防水涂料，涂層堅韌高強、耐高溫、耐火候、耐水及耐久性優(yōu)異，無毒環(huán)保，保證了施工工人和用戶的安全。3.最大限度地節(jié)約資源綠色建筑在設計、建造過程中,應充分考慮到建筑材料的選擇使用,盡量選用當?shù)厣a(chǎn)或天然可再生的建筑材料,減少不可再生資源的使用。節(jié)約資源,保護環(huán)境,減輕對環(huán)境的二次污染。如在規(guī)劃設計時同時考慮節(jié)約水資源的措施,在住宅小區(qū)內(nèi)設置中水收集處理系統(tǒng),做到使水資源能合理循環(huán)利用。選用麥秸稈壓制而成的麥秸板作為最主要的建筑材料，給農(nóng)作物秸稈的再利用增加了一條有效的途徑，此舉將減少森林資源的消耗量。在裝修中經(jīng)常使用的大芯板，一則木材的成材周期長，大規(guī)模開采破壞自然資源，二則大芯板等以酚醛樹脂和脲醛樹脂為膠粘劑，會釋放甲醛等有害成分，其環(huán)保系數(shù)一直令業(yè)主擔心，近一、兩年，裝飾公司多采用更為環(huán)保的歐松板來替代大芯板。據(jù)了解，目前市面上出現(xiàn)了更為環(huán)保、低碳的秸稈板材，主要以農(nóng)村廢棄的農(nóng)作物秸稈——油菜稈、稻草、麥草、亞麻稈、蘆葦、棉稈等為原料，采用國際先進的真空纖維分離技術(shù)，結(jié)合全新不含甲醛的聚氨酯生態(tài)粘合劑，讓膠粘劑與原料發(fā)生三重反應加工而成。該板材還具有強度高、載重能力強、加工性能優(yōu)異，可以滿足不同工藝需求。目前，九朝裝飾、瑞樂櫥柜等多個家居企業(yè)采用這種零甲醛的新型板材。隨著國家相關森林保護政策的出臺，木材原料供應越來越緊張，木質(zhì)人造板的成本會越來越高。但從長遠來看，秸稈板作為家裝用材，不僅有利于家居環(huán)保，也是倡導低碳裝修，追求低碳生活方式的需要。環(huán)保水性木器漆目前家裝市場上木器漆普遍采用溶劑型木器漆，這種木器漆漆膜較厚，使用起來美觀、耐用，但溶劑型木器漆含有苯、甲苯、二甲苯、甲醛及其衍生物，這些有機揮發(fā)物跟汽車排放尾氣一樣，會對我們的大氣層造成破壞，直接影響我們?nèi)祟惖木幼…h(huán)境。水性木器漆跟溶劑型木器漆的根本區(qū)別就是：水性木器漆是以水代替有機溶劑，產(chǎn)品無毒無味，超低的VOC含量，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛及其衍生物，非常環(huán)保，適合家裝使用；另外水性木器漆使用安全，遇到火不燃燒，這一點也讓家居裝修更加安全保險。據(jù)了解，傳統(tǒng)的溶劑型木器漆每年揮發(fā)的苯類、芳香族溶劑類達240萬噸。此類溶劑大都是采用石油或天然氣提煉的產(chǎn)品，只用于調(diào)稀涂料方便涂裝，對成膜后的使用性能起不到任何作用。但這240萬噸有機溶劑換算成汽油足夠整個西安市的全部私人汽車用上一年。而水性木器漆用水代替有機溶劑，給我們的家庭裝修減少了浪費，減少了對于能源的消耗，帶來了節(jié)能的效果。4.大力提倡回歸自然綠色建筑外觀設計要盡可能與建筑周邊的環(huán)境相協(xié)調(diào),建筑的形態(tài)、色彩、布局應與建筑所處環(huán)境相融合。盡量做到和諧一致、動靜互補,讓人們有回歸自然的感覺。六．零碳綠色建筑可持續(xù)發(fā)展1.研究和推廣符合我國國情的綠色建筑和建筑節(jié)能技術(shù)在中國老百姓收入不高的情況下,我們引進綠色建筑標準和技術(shù)時,要充分考慮建筑的建造成本和使用成本,規(guī)定綠色建筑所采用的技術(shù)、產(chǎn)品和設施,成本要低。如冬暖夏涼的延安窯洞,為我國西北地區(qū)特有的傳統(tǒng)民居建筑代表,它的造價并不高,可以將它進行改造成中國式的綠色建筑;新疆某地有一種建筑,墻壁材料由當?shù)氐氖嗪徒斩捇旌辖ǔ?保溫性很好、建造成本也很低廉,是非常具有地方特色的建筑。這些典型的鄉(xiāng)村綠色建筑進行推廣,其造價較低,可以因地制宜、就地取材,容易被老百姓接受。再如一些投資回報率很高的節(jié)能技術(shù)和設備,如節(jié)能燈、太陽能熱水器、節(jié)能空調(diào)、節(jié)水馬桶等,用戶一旦采用了這些技術(shù)和設備后,可以最大限度地減少電費、水費和其他能源費的開支,一般5~8年之內(nèi)就可以把增加成本收回來。這樣的綠色建筑和節(jié)能技術(shù)才符合中國國情,中國老百信才容易接受,才容在中國大范圍推廣應用。2.突破對綠色建筑認識的誤區(qū)如果將綠色節(jié)能建筑定位為高端化和貴族化就難以推廣、普及,也不符合我國國情。事實證明,綠色建筑發(fā)展必須符合中國國情、能被普通老百姓接受、適用技術(shù)式的綠色建筑才是中國綠色建筑健康發(fā)展的道路。以前的智能建筑就走了彎路,僅將智能建筑停留在安保和音響控制等方面,將線路設計得十分復雜,工程造價非常高,但建成后耗電量卻居高不下,運行成本很高[5]。所以這不是我們提倡的綠色智能建筑。綠色智能建筑應該是利用信息技術(shù)來節(jié)省能源,為工作、生活提供舒適和便利。比如用手機來控制家里的智能開關,冬天出門時把家里的暖氣或空調(diào)關掉,回家之前半小時,用手機遙控啟動家中的供熱或空調(diào)開關,當?shù)郊依飼r,房間里就正好達到使人舒適的溫度。據(jù)統(tǒng)計,如能做到主人不在家的時候家中不供暖,就可節(jié)省1/3的供暖能源。夏季在南方,室內(nèi)40%熱量是來自太陽輻射[5]。可以設計一個很小的智能感應裝置,當太陽輻射較強時,控制百葉窗或遮陽簾自動調(diào)節(jié)室內(nèi)的輻射量,減少太陽輻射造成室內(nèi)的熱效應,從而達到節(jié)約空調(diào)能耗的目的。象這樣的智能建筑才可稱為綠色智能建筑,才是符合新時代要求的綠色智能建筑。3.大力推廣“綠色建筑”的標識目前,由于綠色建筑標識的內(nèi)涵不明確,國家也沒有制定相關的規(guī)范和標準,部分房地產(chǎn)開發(fā)商為提高房價或推銷其產(chǎn)品,常常就濫用“綠色建筑”的概念做虛假宣傳,欺騙消費者。建議應規(guī)范和大力推廣“綠色建筑”這一標識,通過對建筑的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、室內(nèi)環(huán)境及對生態(tài)環(huán)境影響等這些具體指標給出量化的標準值,讓綠色建筑從一個模糊的概念變成定可測量的量化的標準,并出臺相關政策,對達到標準的授予“綠色節(jié)能建筑”的標識。這樣“偽綠色建筑”就會原形畢露,沒有市場。4.老舊建筑節(jié)能改造納入綠色建筑發(fā)展規(guī)劃發(fā)展綠色建筑不能只局限于新建筑。近年我國新建建筑節(jié)能工作相對做得較好,基本遵循了國家建筑節(jié)能的標準。然而,大量既有建筑的節(jié)能改造卻推進得不是很順利,許多既有老舊建筑仍是耗能大戶。據(jù)建設部統(tǒng)計,我國北方地區(qū)仍有63×108m2建筑采用集中供熱方式,其建筑面積約占全國總量的10%,但建筑能耗卻占全國城鎮(zhèn)建筑總能耗的40%[6]。由于老舊建筑未采用分戶計量的供熱方式,有些人打開窗戶開放暖氣,能源浪費非常大。目前,我國平均單位建筑面積采暖能耗折合標準煤約為20kg/m2·a,是北歐同緯度條件下建筑采暖能耗的1~1.5倍。據(jù)估算,在北方地區(qū),如果房間里供熱是可以調(diào)節(jié)的,僅在供熱時不開窗戶就可以節(jié)約15%的能耗;如果是主人不在家時把暖氣關掉,回來以后再打開,約可以節(jié)約30%的能耗。30%的能耗就意味著北京市冬季采暖節(jié)省500×104t煤,或相當于減排1000×104t的二氧化碳氣體。僅這一項節(jié)能改造措施,就可以達到可觀的減排效果。對于舊建筑的節(jié)能改造難的問題建議采用政府補助、企業(yè)資助、住戶適當出資的形式推廣。如東北有一家德國公司援助的一項建筑節(jié)能改造項目,政府給每戶出資3000元,住戶出資2000元,國外援助2000元,共計一戶投資7000元。對建筑進行從外保溫到供熱、智能、門、窗和水循環(huán)系統(tǒng)的全面改造。改造后,住戶1