綠色建筑的節(jié)能減排策略初探

袁禹慧，周 來

（武漢紡織大學 藝術(shù)與設(shè)計學院，湖北 武漢 430073）

建筑業(yè)是人類生存不可或缺的重要組成部分，人類社會所展開的一切行為活動都是在一定的物質(zhì)空間內(nèi)進行的。目前，隨著全球氣溫變暖、資源能源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化，人類的生存環(huán)境受到了極大的挑戰(zhàn)。嚴峻的事實告訴我們，中國要走可持續(xù)發(fā)展道路，發(fā)展綠色建筑勢在必行。

一、綠色建筑概念的提出

早在20世紀50年代，國外就有學者將人類聚居問題同生態(tài)學、環(huán)境學結(jié)合為一體，提出人類聚居建筑學。70年代，由于世界范圍能源危機的出現(xiàn)，地球資源枯竭與環(huán)境問題變得日趨嚴重，與節(jié)能有關(guān)的綠色建筑開始受到重視，建筑領(lǐng)域內(nèi)逐漸涌動起一股“綠色”的風潮。20世紀 80年代以后，基于生態(tài)學可持續(xù)發(fā)展理論的迅速發(fā)展，“綠色建筑”的概念開始在全球興起。

綠色建筑的概念由美籍意大利建筑師保羅·索勒瑞于20世紀60年代首先提出，是指為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動的空間，同時在建筑生命周期中實現(xiàn)高效率地利用資源、最低限度地影響環(huán)境的建筑物，也被稱為生態(tài)建筑。由此，我們可以說綠色建筑是根據(jù)當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境，運用生態(tài)學和建筑學的基本原理，合理安排并組織建筑與其他因素之間的關(guān)系，最終造成一個建筑和環(huán)境的有機結(jié)合體。對于今天的建筑師和工程師而言，綠色設(shè)計意味著必須以嶄新的觀念對待所有潛在的因素，如建筑、結(jié)構(gòu)、高新技術(shù)、材料等，以創(chuàng)新的精神來研究新的技術(shù)措施，使之與我們的環(huán)境更為和諧?，F(xiàn)在這一概念得到高度的重視，不少國家得到實踐推廣，成為世界建筑發(fā)展的方向。

二、綠色建筑的節(jié)能策略

建筑行業(yè)是一個高投入、高產(chǎn)出的行業(yè)，對資源能源的需求很大，為應對目前世界范圍內(nèi)的能源危機，我們必須提倡建筑的節(jié)能。建筑節(jié)能是指在建筑中提供能源利用率，用最有限的資源和最小的能源消耗取得最大的經(jīng)濟和社會效應。其主要策略是發(fā)展清潔能源，尤其是可再生能源，這里主要從三個方面來展開分析。

（一）從建筑的選址、規(guī)劃和設(shè)計綜合考慮，降低能源消耗

建筑的選址、規(guī)劃和設(shè)計是建筑設(shè)計的重要部分，也是實現(xiàn)建筑節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如選址不當或設(shè)計不合理將會在建筑后期運行中帶來無法挽回的損失。所以，對于此環(huán)節(jié)建筑師應從整體綜合設(shè)計概念出發(fā)，與結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師、能源分析專家和環(huán)境專家緊密配合，從而達到從規(guī)劃、選址到設(shè)計都符合節(jié)能環(huán)保的要求。

首先，因地制宜，結(jié)合當?shù)貧夂颉⒔?jīng)濟、文化、交通、能源等諸多因素整體考慮，合理的進行建筑選址。其次，采取合理的建筑外部環(huán)境設(shè)計，如在建筑周邊布置植被、水面等以改善局部微氣候，避免熱島效應，以達到減少建筑內(nèi)部能耗的目的。最后，進行合理的建筑形態(tài)設(shè)計，在設(shè)計中最大限度的利用自然采光、自然通風等，以減少建筑對設(shè)備的依賴。

（二）對可再生能源的充分利用

綠色建筑的節(jié)能設(shè)計中，可再生能源的利用對于節(jié)約傳統(tǒng)能源起著非常重要的作用?，F(xiàn)在能源危機問題在世界范圍內(nèi)受到廣泛的關(guān)注，開發(fā)利用太陽能、風能、地熱能、生物能等非常規(guī)、可再生、并且綠色無污染的能源成為發(fā)展的趨勢，符合綠色建筑的理念和可持續(xù)發(fā)展的思想。

（1）太陽能。太陽是大自然中最主要的能源供給者。在綠色建筑中得到最廣泛利用的可再生綠色能源就是太陽能，太陽能也是目前公認的最有潛力的可再生能源。太陽能的利用是開發(fā)較早的一項節(jié)能技術(shù)，分為被動式利用和通過設(shè)備主動式利用。被動式陽光溫室技術(shù)已經(jīng)得到推廣，即太陽光射入玻璃暖房或朝南的大玻璃窗內(nèi)，透明的大玻璃一方面吸收太陽的輻射，另一方面又有保溫隔熱的作用。目前，主動式利用最常見的比如太陽能熱水器、太陽能集熱器，還有就是光電池，即利用太陽能電池板所產(chǎn)生的電能。太陽能集熱器本身具有防水隔熱的作用，與建筑的屋頂作用有相似之處，即可以利用太陽能集熱設(shè)施部分或全部代替屋頂覆蓋層的作用，從而可節(jié)約投資。

（2）風能。風能是地球上重要的可再生能源之一，風能具有蘊量巨大、可以再生、分布廣泛、沒有污染的優(yōu)點。風能在建筑中運用主要是發(fā)電，在遠離電網(wǎng)的地區(qū)，獨立供電系統(tǒng)成為人們最重要的動力源。綠色建筑對于風力發(fā)電的應用主要表現(xiàn)在：在底層建筑中，風能發(fā)電組件可在建筑規(guī)劃前選擇在比較空曠的位置安裝，既不影響美觀又不影響風能的利用，而且還可以根據(jù)用戶的多少確定風機組件的容量。考慮風能資源隨高度的增加而增加，可以考慮將風力發(fā)電機安裝在房頂。在建筑樓群之間，可以根據(jù)風場的分布情況，在風道的垂直方向設(shè)置多臺風力機組。所以風能在綠色建筑中的運用從設(shè)計一開始就應融入新能源利用技術(shù)的理念，納入建筑的整體化設(shè)計中。

此外，地熱能的應用主要有：利用高溫地熱能發(fā)電或直接用于采暖供熱和熱水供應，以及借助地源熱泵和地道風系統(tǒng)利用低溫地熱能。但總的來說，可再生能源的利用規(guī)模還不大，技術(shù)上也不完善，商品化程度也較低，仍需繼續(xù)深入廣泛的研究。

（三）加強保溫隔熱措施，降低建筑物能耗

由于建筑物內(nèi)部的熱量是通過圍護結(jié)構(gòu)散發(fā)出去的，傳熱量就與外表傳熱面積及密封狀況有關(guān)。在其他條件相同時，建筑物的采暖耗熱量隨體積系數(shù)的增大成比例增高，為了節(jié)約能源，應合理控制建筑的體型系數(shù)。對于建筑的圍護結(jié)構(gòu)應該提高建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能與密封程度。國外資料表明，提高圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能所增加的投資，完全可以由節(jié)約的能源費用來補償。一般情況下，改善圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能性能所增加的費用僅為總投資的3%～8%，而節(jié)約的能源可達20%～40%。

墻體是建筑外圍護的主體，起承重或分隔作用的單一材料往往難以同時滿足較高的保溫隔熱要求，因此，復合墻體得到了很快的發(fā)展。目前，主要采用的有模壓或擠塑聚苯板、巖棉板、玻璃棉板、聚氨酯發(fā)泡等保溫材料的復合墻體內(nèi)外保溫體系。窗的傳熱系數(shù)比外墻、屋面等圍護結(jié)構(gòu)大得多，住宅熱損35%是由于門窗與室外熱交換造成的，使用中空玻璃、真空玻璃和低輻射玻璃代替單層玻璃是在建筑中降低門窗熱耗的有效措施。屋頂保溫技術(shù)應用較多的是加氣混凝土，也有使用水泥聚苯板、水泥珍珠巖、浮石沙或采用架空保溫屋面的。圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計隨著新型材料的發(fā)展而發(fā)展，新型保溫隔熱、蓄熱功能的墻體材料及復合化應用材料，高效熱輻射材料，新型保溫和密封材料等，都會大大提高建筑的節(jié)能功效。

三、綠色建筑的減排策略

綠色建筑的減排設(shè)計主要是指建筑物能最低限度的影響環(huán)境，在他的生命周期內(nèi)真正的實現(xiàn)低污染、低排放，為人們創(chuàng)造舒適健康的生活環(huán)境。目前，建筑環(huán)境的污染主要來自兩個方面，一就是建筑物自身建筑用材，二就是建筑物內(nèi)部一些電子設(shè)施的輻射和排放，如空調(diào)、復印機、電腦等。

（一）綠色建筑材料的選用

經(jīng)濟的高速發(fā)展推動了城市化進程高速發(fā)展，同時也給人們的生活帶來了巨大的變化。一方面，建筑技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展提高了人們生活的舒適度；但另一方面也給人們帶來了健康方面的憂慮。隨著高檔建筑、高檔裝修的快速發(fā)展，大量的建筑裝修材料的應用，“無形殺手”已悄悄潛伏在我們身邊。專家們對寫字樓室內(nèi)空氣質(zhì)量抽樣檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中存在有害物質(zhì)氨、甲醛、臭氧等。這些有害物質(zhì)會造成眼、鼻、喉干燥、刺激，全身無力、疲勞、不適，神經(jīng)性頭痛、記憶力減退等病癥，即通常意義上的“揮發(fā)性有害物質(zhì)過敏癥”。越來越多年輕力壯的人在辦公室里倒下，越來越多的奇怪病癥在醫(yī)院里出現(xiàn)。

傳統(tǒng)建材工業(yè)是國民經(jīng)濟中非常重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，是天然資源和能源消耗最高、對生產(chǎn)環(huán)境破壞最大、污染大氣最為嚴重的行業(yè)之一。而隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人類物質(zhì)要求越來越高，對健康、安全的要求也越高。“綠色建筑材料”是在1988年國際材料科學研討會上首次提出的，隨后各國紛紛制訂了“綠色建材”的性能標準。為此人們開始研發(fā)性能高、保護環(huán)境的“可持續(xù)發(fā)展材料”，也就是綠色材料。國際公認的綠色材料是指在原材料選取、生產(chǎn)、施工、使用、廢料處理等過程中，對地球環(huán)境的影響最小、對人類的生存和健康有利的材料。綠色建材包含在綠色材料中，與傳統(tǒng)建材相比，綠色建材應具備如下特征：節(jié)約能源與資源，少用或不用天然能源及資源，大量使用工業(yè)廢棄物，生產(chǎn)無輻射、無污染的材料，使用過程中充分體現(xiàn)“健康、環(huán)保、安全”的屬性。

（二）自然通風和采光

在建筑設(shè)計中，自然通風和采光是實現(xiàn)減排策略的另一個有效途徑，它具有節(jié)能、改善室內(nèi)熱舒適性和提高室內(nèi)空氣品質(zhì)的優(yōu)點。現(xiàn)代人類對自然通風的利用已經(jīng)不同于以前開窗、開門通風，而是綜合利用室內(nèi)外條件來實現(xiàn)。如根據(jù)建筑周圍環(huán)境、建筑布局、建筑構(gòu)造、太陽輻射、氣候、室內(nèi)熱源等，來組織和誘導自然通風。在建筑構(gòu)造上，通過中庭、雙層幕墻、風塔、門窗、屋頂?shù)葮?gòu)件的優(yōu)化設(shè)計，來實現(xiàn)良好的自然通風效果。如深圳的萬科中心就是中國低碳建筑的典范，它的通風和采光都要自己的獨到之處，建筑物表皮布滿“會呼吸”的穿孔透光鋁板，每個方向的墻面都經(jīng)過年度太陽能采集量計算，控制百葉的開關(guān)和角度，保證采光和溫度。建筑進深控制在20米以內(nèi)，幕墻系統(tǒng)開窗率高達30%，保證自然通風，形成對流。

四、對我國綠色建筑發(fā)展的思考和建議

節(jié)能減排的綠色建筑是建筑領(lǐng)域的大勢所趨，更是以后建筑發(fā)展的方向。但是，我國的綠色建筑起步比較晚，較發(fā)達國家還存在較大的差距，社會對綠色建筑的認識依然不足，長期以來，我國對能源的管理偏重工業(yè)和交通節(jié)能，而對綠色建筑的激勵政策幾乎是空白。另外，全國節(jié)能建筑比例低，而節(jié)能省地型住宅銷售情況很不盡人意。近年來各類建筑在規(guī)劃和布局上有了較大改進，也出現(xiàn)了一些智能建筑和節(jié)能建筑，為推動綠色建筑在我國更好的發(fā)展，我們應做到：

第一，健全相關(guān)法律法規(guī)和激勵性政策，制定與之相配套的法律法規(guī),形成由統(tǒng)一的基本法律和相關(guān)配套法規(guī)組成的完善的法律體系，支持綠色建筑的開發(fā)與建設(shè)。第二，積極研究采用綠色建筑技術(shù)，提高建筑施工技藝。第三，加強科研和宣傳教育培訓，使綠色建筑觀念深入人心，形成濃厚的輿論氛圍。

當然，綠色建筑的發(fā)展需要全社會的支持,它的實現(xiàn)必須有一套良好的經(jīng)濟、社會、道德方面的激勵體制和可靠的技術(shù)支撐。在當前全球環(huán)境問題日益嚴重和我國基本國情的背景下,大力推進我國綠色建筑的發(fā)展有著深遠的現(xiàn)實意義。綠色建筑實踐將促進全球環(huán)境品質(zhì)的改善,提高人類的自身生活品質(zhì)。

五、結(jié)語

當今，綠色建筑愈來愈受到世人的青睞，綠色建筑的發(fā)展，是世界建筑發(fā)展的必由之路。我國是一個能源大國，我國的建筑業(yè)目前還是一個高能耗、高物耗、高污染的產(chǎn)業(yè)。在我國發(fā)展綠色建筑，是實現(xiàn)和諧社會的必由之路，符合科學發(fā)展觀的指導思想，具有很大的發(fā)展前景。而綠色建筑的節(jié)能減排是實現(xiàn)綠色建筑的關(guān)鍵，它是由多學科交叉和結(jié)合后形成的，是一門綜合性很強的學科。因此，我們應重視各學科、各領(lǐng)域間的交流與合作，設(shè)計和建造出更多的綠色建筑，從而為社會的可持續(xù)發(fā)展做貢獻。

[1]中國建筑科學研究院.綠色建筑技術(shù)文集[M]. 北京：中國建筑出版社,2005.

[2]林海燕.可持續(xù)建筑發(fā)展中的建筑節(jié)能[J]. 建筑科學,2006,(9).

[3]西安建筑科技大學綠色建筑研究中心. 綠色建筑[M]. 北京：中國計劃出版社，1999.

[4]清華大學建筑學院.建筑設(shè)計的生態(tài)策略[J]. 北京：中國計劃出版社，2001，(9).

[5]陳志鵬.對綠色建筑的幾點認識[J]. 山西建筑，2004，(9).