談夏熱冬暖地區(qū)綠色建筑的發(fā)展與技術(shù)應(yīng)用

甘玉鳳 陳銘心

(廈門市宏業(yè)工程建設(shè)技術(shù)有限公司，福建廈門 361012)

0 引言

2009年二十國集團峰會前夕，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署發(fā)表了一份《全球綠色新政政策概要》報告，呼吁各國實施綠色新政，為全球經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)［1］。2009年11月3日，溫家寶總理發(fā)表了題為《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》的講話，這使得“綠色建筑”“低碳環(huán)?！钡仍~語空前流行。2009年12月召開的哥本哈根世界氣候大會更將這些詞語推至風(fēng)口浪尖，讓人們無不關(guān)注［2］。2012年12月召開的多哈聯(lián)合國氣候大會讓人們深刻意識到如果相關(guān)政策、技術(shù)不落實，氣候變化將越來越不可控。

如今促進人與自然關(guān)系的協(xié)調(diào)、走綠色發(fā)展之路，已經(jīng)成為當(dāng)今世界發(fā)展的新模式。John Knott of Charleston認為綠色發(fā)展就是“回歸一種結(jié)合新技術(shù)，對氣候、地理、文化影響良好的發(fā)展方式”［3］，由此可見，解決當(dāng)今社會的環(huán)境、氣候問題的根本問題就在于在綠色建筑政策向?qū)?，促進綠色建筑技術(shù)的發(fā)展與開拓。本文將以夏熱冬暖地區(qū)典型城市——廈門為例，從技術(shù)的角度來分析夏熱冬暖地區(qū)綠色建筑的技術(shù)發(fā)展動態(tài)，提出現(xiàn)有技術(shù)的局限性以及夏熱冬暖地區(qū)綠色建筑技術(shù)的發(fā)展方向。

1 我國綠色建筑設(shè)計技術(shù)分析

綠色建筑的核心是四節(jié)(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)一環(huán)保(保護環(huán)境和減少污染)，注重以人為本，強調(diào)可持續(xù)。節(jié)約資源是綠色建筑的基礎(chǔ)，因地制宜是綠色建筑的靈魂［4］。在現(xiàn)有綠色建筑的發(fā)展中，建筑的綠色設(shè)計，是綠色建筑實體形成的起點，是營造綠色建筑的龍頭，建筑的綠色設(shè)計必須貫徹執(zhí)行“節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、治污”的八字方針。

其綠色建筑技術(shù)主要為［5］:

1)綠色建筑的方案設(shè)計。

考慮當(dāng)?shù)貧夂?、資源特點及該建筑的需求，因地制宜、合理選址，從提高工作人員舒適、生態(tài)節(jié)能的角度等各方面考慮充分利用自然資源、實現(xiàn)遮陽采光和自然通風(fēng)等功能。

2)綠色建筑的體型設(shè)計。

不同地區(qū)、功能的建筑應(yīng)在滿足性能的基礎(chǔ)上，控制體型系數(shù)，并與建筑朝向和風(fēng)向設(shè)計聯(lián)系，保證平均有效傳熱系數(shù)大的面積較小，平均有效傳熱系數(shù)小的面積較大，以及建筑物的外輪廓設(shè)計盡量避免與當(dāng)?shù)囟镜闹鲗?dǎo)風(fēng)向發(fā)生正交。

3)建筑的圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計。

從提高熱工性能、實現(xiàn)自然采光遮陽、自然通風(fēng)、節(jié)約建筑材料等等角度來對建筑的墻體、外門窗、屋面以及地面進行節(jié)能設(shè)計。

4)自然采光、通風(fēng)設(shè)計。

以當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向、主要日照時段為設(shè)計依據(jù)，以改善室內(nèi)空氣品質(zhì)、降低空調(diào)和照明能耗、創(chuàng)造健康舒適的采光環(huán)境為目標(biāo)，優(yōu)化建筑自然通風(fēng)與采光設(shè)計方案。

5)暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計。

充分結(jié)合建筑的功能性質(zhì)和當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境和自然資源，進行采暖與供熱、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、冷熱源、空調(diào)蓄能、熱泵系統(tǒng)、太陽能供暖系統(tǒng)以及燃氣冷熱電聯(lián)供分布式能源系統(tǒng)等的節(jié)能設(shè)計，并注意暖通空調(diào)系統(tǒng)與建筑的一體化。

6)綠色照明設(shè)計。

充分考慮自然光，采用高效節(jié)能照明燈具和點光源等，并實現(xiàn)照明的智能化，而對建筑室內(nèi)照明而言，智能照明設(shè)計追求視覺舒適感與藝術(shù)性的完美結(jié)合，通過照明系統(tǒng)的控制，在滿足室內(nèi)采光需求的同時，實現(xiàn)照明能耗的控制，并考慮適當(dāng)采用可再生能源，如太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)等。

7)給水排水節(jié)能、節(jié)水設(shè)計。

在建筑的給水排水設(shè)計中采用合理的供水壓力和設(shè)備，保證系統(tǒng)正常用水的同時實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水，同時，應(yīng)充分使用雨水中水的回收利用。節(jié)水設(shè)計中秉承3R的原則:3R=Reduce(可減量使用)+Reuse(能重復(fù)使用)+Recycle(可再生使用)。

8)電氣節(jié)能設(shè)計。

包括供配電系統(tǒng)、建筑設(shè)備的電氣設(shè)計以及能耗計量與管理，對照明設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、給排水系統(tǒng)設(shè)備和電動機、電梯、門窗等設(shè)備的監(jiān)測、控制及其程序化、智能化，并對電量計量裝置、冷熱量計量裝置及其他類型的計量裝置進行有效的能量計量和運行管理。

2 廈門市綠色建筑設(shè)計技術(shù)發(fā)展分析

2.1 廈門市綠色建筑設(shè)計技術(shù)分析

廈門屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，溫和多雨，年平均氣溫20.9℃，夏無酷暑，冬無嚴寒。年平均降雨量在1 200 mm左右，全年平均風(fēng)速為3.4 m/s，風(fēng)力一般3級～4級，常年主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)。廈門有豐富的海水資源，淡水資源卻十分匱乏。廈門平均全年日照小時數(shù)2 233 h，太陽能年輻射總量達到140 W/cm2～160 W/cm2，屬光照三類區(qū)，地處中低緯度，四季陽光充足，是我國太陽能資源較為豐富的地區(qū)，在全國屬中等偏上水平。

廈門市的綠色建筑技術(shù)設(shè)計始終從建筑所在地區(qū)的氣候特征出發(fā)，因地制宜，結(jié)合建筑所在地域的氣候、資源、自然環(huán)境、經(jīng)濟、文化等特點，揚長避短，重視建筑設(shè)計的優(yōu)化，如圍護結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計、自然通風(fēng)與自然采光、節(jié)材、節(jié)水系統(tǒng)、可再生能源系統(tǒng)(太陽能、海水源熱泵)以及環(huán)境保護等。廈門市現(xiàn)有的綠色建筑技術(shù)有如下特色:

1)重視圍護結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計。

對熱工參數(shù)進行規(guī)定性指標(biāo)的計算與權(quán)衡計算;居住建筑及無采暖要求的公共建筑可忽略采暖年能耗［6］。

2)重視自然通風(fēng)與自然采光遮陽設(shè)計。

建筑設(shè)計充分重視與當(dāng)?shù)丨h(huán)境的適應(yīng)性，根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向、日照、植被等各方面的自然條件對建筑的布局、朝向等進行綜合設(shè)計，并注重方案的氣流和日照模擬設(shè)計。

3)重視建筑材料的使用。

廈門市屬夏熱冬暖地區(qū)南區(qū)，溫和多雨，日照充足，墻體保溫多采用內(nèi)保溫，外窗、幕墻、天窗等應(yīng)多考慮其遮陽系數(shù)。

4)注重節(jié)水設(shè)計。

廈門是一個淡水資源缺乏的城市，在建筑設(shè)計中，充分考慮水資源的循環(huán)利用。

5)注重可再生能源的使用。

廈門市為沿海城市，屬于光照三類區(qū)，海水資源和日照資源都很豐富，重視太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱水、海水源熱泵等可再生能源系統(tǒng)的使用。

6)注重保護環(huán)境與減少污染。

作為國家園林城市、國家環(huán)境保護模范城市以及全國綠化模范城市的廈門，對環(huán)境的保護、建筑綠化以及減少污染等方面有著領(lǐng)先的覺悟與技術(shù)。

2.2 廈門市綠色建筑案例分析

廈門市目前已有8個綠色建筑項目，其中按星級來看為一星級4個，二星級3個，三星級1個，按建筑類型來分為居住建筑2個，公共建筑6個。下面將以居住建筑和公共建筑各取一個為案例進行分析。

2.2.1 案例一:廈門湖里萬達廣場購物中心(公共建筑)

廈門湖里萬達購物中心所在地為廈門島湖里區(qū)高林片區(qū)，處于廈門島北部，項目用地面積59 095 m2，總建筑面積206 509.68 m2;其中地上建筑面積 131 896.61 m2，地下建筑面積 74 613.072 m2。項目由室內(nèi)外步行街、百貨樓、綜合樓、娛樂樓組成，大商業(yè)共5層，地下共2層。

本項目按綠色建筑一星級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，根據(jù)項目自身特點，因地制宜打造符合廈門地區(qū)發(fā)展和應(yīng)用的綠色一星級建筑，主要應(yīng)用技術(shù)如下:

1)節(jié)地和室外環(huán)境技術(shù):a.環(huán)境安全、景觀設(shè)計、合理規(guī)劃交通組織;b.合理開發(fā)利用了地下空間，提高了土地利用率;

2)節(jié)材技術(shù):a.采用可再循環(huán)材料，使用重量占所用建筑材料總重量的9.8%;b.采用大空間設(shè)計，增加靈活隔斷采用空間，減少材料浪費;

3)節(jié)能技術(shù):a.在大商業(yè)空調(diào)系統(tǒng)中采用水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，采用負荷均衡的分量蓄冷模式，蓄冷水池作為備用冷源，平時使用的時候，蓄冷水池參與供冷，降低運行費用;b.萬千百貨、超市及大商業(yè)和大開間場所采用全空氣系統(tǒng);c.公共場所和部位照明采用高效光源、高效燈具，各區(qū)域采用節(jié)能控制方式，照明設(shè)計按照GB 50034建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)第5.4.1條規(guī)定的照明功率密度(LPD)的現(xiàn)行值進行設(shè)計;

4)節(jié)水技術(shù):a.對雨水進行綜合收集、用于綠化澆灑和廣場沖洗。非傳統(tǒng)水源利用率為2.43%;b.景觀灌溉采用噴灌的節(jié)水灌溉形式;

5)室內(nèi)環(huán)境技術(shù):a.3層屋頂采用玻璃頂，顯著提高步行街的采光效果，約有93.64%的空間采光系數(shù)大于1.0%，且1層～3層步行街兩側(cè)功能空間將可以得到一定的日光補償，改善其采光效果;b.空間布局降噪優(yōu)化設(shè)計，建筑內(nèi)部娛樂樓和綜合樓中間以墻隔開，互不影響;

6)運營管理技術(shù):智能化設(shè)計含有樓宇設(shè)備自動控制系統(tǒng)，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)容包括:空調(diào)機組控制系統(tǒng)、排風(fēng)機/排風(fēng)兼排煙機/送風(fēng)機/風(fēng)幕風(fēng)機、室外溫濕度檢測;冷水機組的參數(shù)監(jiān)測、電梯的運行狀態(tài)與故障報警、對變配電子系統(tǒng)以狀態(tài)和參數(shù)的監(jiān)視為主;智能照明控制系統(tǒng)。

2.2.2 案例二:金帝·中洲濱海城(居住建筑)

金帝·中洲濱海城地處廈門環(huán)東海域中心灣區(qū)，占據(jù)廈漳泉核心地帶，瞰山面海，地理位置優(yōu)越，景觀資源得天獨厚。項目占地面積為763 300 m2，建筑面積共1 534 700 m2。項目整個社區(qū)容積率約2.0，規(guī)劃有海景高層、電梯花園洋房、疊town住宅、闊院獨棟、星級酒店、SOHO辦公、商業(yè)等多元產(chǎn)品。

本項目按綠色建筑三星級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，根據(jù)項目自身特點，因地制宜打造宜居廈門的三星級綠色建筑，主要應(yīng)用技術(shù)如下:

1)節(jié)地和室外環(huán)境技術(shù):a.采用不少于50種鄉(xiāng)土植物，土木植物種類，豐富綠化效果，提高環(huán)境質(zhì)量;b.計算機模擬技術(shù)優(yōu)化小區(qū)環(huán)境;c.采用透水磚地面，下凹式綠地和滲透管加強雨水滲透量，補給地下水資源;d.施工過程中控制各種污染及對周邊區(qū)域的影響。

2)節(jié)能技術(shù):a.加強外圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能，節(jié)能60%;b.外墻采用墻體自保溫，剪力墻采用外保溫，提高隔熱效果，節(jié)省使用成本;c.屋頂采用擠塑聚苯板保溫，降低用戶能耗;d.外窗采用遮陽興Low-E中空玻璃，降低用戶能耗;e.住宅的西向，西南向和南向外窗采用外遮陽措施，提升節(jié)能效果，提高居住舒適度;f.地下車庫設(shè)置導(dǎo)光管，設(shè)小型照明智能控制系統(tǒng)，降低使用能耗，節(jié)約使用成本;g.50%以上的住戶設(shè)置太陽能熱水系統(tǒng)，采用集中設(shè)置及熱板、分戶設(shè)置集熱板、分戶設(shè)置儲熱水箱的方式;h.住宅的公共區(qū)選用高效節(jié)能燈具、節(jié)能變壓器、節(jié)能電梯，節(jié)能，節(jié)省運營和使用成本;i.采用太陽能草坪燈，風(fēng)光互補路燈，節(jié)能環(huán)保;j.采用先進可靠的智能化系統(tǒng)，節(jié)能，降低使用成本。

3)節(jié)水技術(shù):a.主要人行區(qū)域采用透水磚等透水性鋪裝材料，提高透水率，擴大透水面積，補給地下水資源;b.綠化灌溉采用微噴灌形式，節(jié)約水資源;c.采用市政再生水或自建中水站，再生水或中水站用于沖廁、綠化灌溉及景觀補水，循環(huán)利用，節(jié)約水資源。

4)節(jié)材技術(shù):a.采用含粉煤灰的加氣混凝土砌塊等利廢材料，環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展;b.選擇高強鋼筋和高性能混凝土，確保結(jié)構(gòu)安全，節(jié)約材料資源，給用戶帶來更大的使用空間;c.全部采用預(yù)拌混凝土和商品砂漿，保證質(zhì)量，節(jié)約能源、資源和材料損耗，減少現(xiàn)場噪聲和揚塵污染;d.對施工過程中產(chǎn)生的廢棄物分類處理，并進行回收和再利用。

5)室內(nèi)環(huán)境技術(shù):臥室、起居室選用除醛涂料等環(huán)保材料，消除污染，保障室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。

6)運營管理技術(shù):設(shè)置有機垃圾生態(tài)處理設(shè)備，保持清潔、環(huán)保。

3 夏熱冬暖地區(qū)未來綠色建筑技術(shù)發(fā)展方向

1)加強太陽能相關(guān)技術(shù)的利用。

目前，國內(nèi)已經(jīng)大力推動太陽能資源的利用，各地相關(guān)政策也紛紛出臺，夏熱冬暖地區(qū)大都屬于光照三類區(qū)，全年日照時間長，太陽輻照量豐富，太陽能的利用將是后期的重點開發(fā)點。主要包含太陽能光伏發(fā)電［7］、太陽能光熱系統(tǒng)、太陽能空調(diào)、太陽能照明系統(tǒng)等。

2)自然采光、遮陽技術(shù)的發(fā)展。

在太陽能資源豐富的地區(qū)，如何能在充分利用自然采光的前提下采取有效的遮陽設(shè)施是一個現(xiàn)存的難題。建筑遮陽是一項節(jié)能效果顯著的可持續(xù)技術(shù)，而不合理的遮陽技術(shù)將會嚴重影響室內(nèi)照度，對人身心造成傷害的同時增加能耗，因此應(yīng)采用合理有效的遮陽/采光技術(shù)，主要涉及到建筑構(gòu)建遮陽、建筑外遮陽設(shè)施、建筑內(nèi)遮陽、建筑綠化等方面。

3)節(jié)水技術(shù)的發(fā)展。

對于較缺乏淡水資源的夏熱冬暖地區(qū)而言，節(jié)水對人們環(huán)境和生活都有重要意義。在節(jié)水技術(shù)的發(fā)展上，應(yīng)注重用水系統(tǒng)的完善，雨水、中水的回收利用等。

4)運行管理。

擁有一套完善的設(shè)備不代表擁有一套完善的操作系統(tǒng)，在建筑的運行中，往往被人忽視的運行管理恰恰是實際形成不良效果的直接原因。在建筑的運行管理中，應(yīng)提高系統(tǒng)的智能化，重視系統(tǒng)的實時監(jiān)控、定期維護和及時更新，重視管理、操作人員的素質(zhì)和專業(yè)培訓(xùn)。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)今綠色建筑的發(fā)展進程，綠色建筑技術(shù)的發(fā)展與開發(fā)已經(jīng)成為迫不及待的事情，綜合本文中對夏熱冬暖地區(qū)綠色建筑技術(shù)的分析，有如下結(jié)論:

1)綠色建筑技術(shù)由設(shè)計階段向運行階段過渡:綠色建筑技術(shù)大部分都處于設(shè)計階段，運行階段的技術(shù)還未形成體系，也未全面開展，在綠色建筑技術(shù)的發(fā)展之路上，運行階段的技術(shù)將會成為發(fā)展的重點。

2)太陽能的多樣化發(fā)展:夏熱冬暖地區(qū)有著較豐富的太陽能資源，太陽能的充分利用將會在一定程度上有效的緩解能源問題。

3)重視建筑的運行管理:為了加快、完善綠色建筑技術(shù)的發(fā)展，提高綠色建筑的運行管理水平將是提高運行階段技術(shù)的關(guān)鍵。

4)綠色建筑技術(shù)的體系化:從節(jié)能建筑升華到現(xiàn)在的綠色建筑，各項節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成熟、完善化，綠色建筑技術(shù)將在節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上體系化。

［1］桂振華.2011中國城市綠色發(fā)展報告［R］.北京:中國綠色畫報，2011.

［2］中國住宅設(shè)施編輯部.低碳生活節(jié)能減排綠色建筑成為建設(shè)行業(yè)新目標(biāo)［J］.中國住宅設(shè)施，2010(14):3-5.

［3］第二屆中國綠色發(fā)展高層論壇組委會.2009年中國城市綠色發(fā)展報告［R］.北京:中國綠色畫報，2009.

［4］中國建筑科學(xué)研究院.綠色建筑在中國的實踐——評價·示例·技術(shù)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007:189.

［5］卜一德.綠色建筑技術(shù)指南［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［6］JGJ 75-2003，夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［7］濱川圭弘.太陽能光伏電池及其應(yīng)用［M］.張紅梅，崔曉華，譯.北京:科學(xué)出版社，2008:14-16.