郝浩,許敬福
(山東眾晨電力工程管理咨詢有限公司,濟(jì)南 250002)
隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加速,建筑業(yè)在全球能源消費(fèi)和溫室氣體排放中所占比例逐漸上升。據(jù)統(tǒng)計,建筑及其運(yùn)營過程消耗的能源占全球能源消費(fèi)的近40%,而溫室氣體排放也占據(jù)相當(dāng)大的比例。面對這一現(xiàn)狀,綠色建筑的發(fā)展成為國際上的共識,其核心在于實(shí)現(xiàn)建筑的可持續(xù)性,降低其對環(huán)境的負(fù)面影響。
綠色建筑認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)是建筑行業(yè)中對于建筑的可持續(xù)性和環(huán)境友好性進(jìn)行評估的一系列標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則。這些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定往往基于綜合評估建筑的設(shè)計、施工、運(yùn)營和維護(hù)階段對環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)的綜合影響。而不同的地區(qū)和國家由于地理、氣候、文化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異,其認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)也有所不同。
國際上,許多國家和地區(qū)都有自己的綠色建筑認(rèn)證系統(tǒng)。其中,美國的LEED 和英國的BREEAM是兩個最為知名和廣泛應(yīng)用的綠色建筑認(rèn)證體系。它們主要評估建筑的節(jié)能性、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、水資源管理、材料使用和創(chuàng)新等方面,為建筑師、工程師和開發(fā)商提供了一個參考和指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。
中國在2006 年開始實(shí)施《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50378),旨在促進(jìn)建筑節(jié)能、降低資源消耗、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。此評價標(biāo)準(zhǔn)主要從六個方面對建筑進(jìn)行評價,包括節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)水、節(jié)能、材料節(jié)約、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和運(yùn)行管理。
無論是國際還是中國的綠色建筑認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),節(jié)能始終是其核心考量之一。這主要是因為建筑能耗在全球能源消費(fèi)中占有重要比例,而有效的節(jié)能措施可以顯著降低碳排放,對抗全球氣候變化。因此,各個認(rèn)證體系都明確了具體的節(jié)能目標(biāo)和要求,指導(dǎo)建筑在設(shè)計、施工和運(yùn)營過程中采取有效措施,以達(dá)到或超越這些目標(biāo)。
在當(dāng)今社會,隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識的日益加強(qiáng)以及能源價格的上漲,綠色建筑及其背后的節(jié)能技術(shù)受到了前所未有的關(guān)注。這些技術(shù),無論是被動式還是主動式,都是為了提高建筑的能效,創(chuàng)造一個舒適、健康且經(jīng)濟(jì)的室內(nèi)環(huán)境。
所謂被動,即不依賴外部能源輸入或機(jī)械設(shè)備運(yùn)作,而是充分利用自然資源。其關(guān)鍵在于設(shè)計時充分考慮地理位置、氣候條件和建筑物自身的特點(diǎn)。
3.1.1 外墻保溫技術(shù)
外墻是建筑與外界環(huán)境的主要分界線,其保溫性能直接影響到室內(nèi)的能耗。為此,采用高效的保溫材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計是至關(guān)重要的。如今,新型的保溫材料如氣凝膠、真空絕熱板等也逐漸應(yīng)用于建筑中。
3.1.2 高效窗戶和遮陽技術(shù)
現(xiàn)代建筑中,大面積的玻璃窗戶不僅可以為室內(nèi)帶來充足的自然光,還能為人們提供良好的景觀視野。但同時,窗戶也是熱量流失和太陽輻射的主要途徑。因此,選擇高效的玻璃和遮陽技術(shù)變得尤為重要。
3.1.3 天然通風(fēng)和光照利用技術(shù)
良好的通風(fēng)可以有效地改善室內(nèi)的空氣質(zhì)量和熱環(huán)境。而適當(dāng)?shù)淖匀还鈩t能為人們創(chuàng)造一個明亮且舒適的工作和生活環(huán)境。因此,在建筑設(shè)計時,應(yīng)充分考慮窗戶的位置和大小,以及其他通風(fēng)和采光設(shè)施。
與被動式技術(shù)相比,主動式技術(shù)更加依賴于現(xiàn)代技術(shù)和設(shè)備。它們可以為建筑提供更加精確和靈活的控制,從而實(shí)現(xiàn)高效的能源利用。
3.2.1 高效空調(diào)和制熱技術(shù)
隨著技術(shù)的進(jìn)步,新型的空調(diào)和制熱設(shè)備如磁懸浮中央空調(diào)、太陽能熱泵等都逐漸走進(jìn)了人們的視野。它們不僅能效高,而且在運(yùn)行過程中的噪音和環(huán)境污染也大大減少。
3.2.2 智能控制系統(tǒng)
在數(shù)字化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的驅(qū)動下,建筑的能源管理變得更加智能化。通過安裝傳感器和控制器,可以實(shí)時監(jiān)測建筑的各項參數(shù),并根據(jù)需要自動調(diào)節(jié)設(shè)備的工作狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的能源利用。
3.2.3 可再生能源集成技術(shù)
在面對傳統(tǒng)能源日益枯竭和環(huán)境污染的雙重壓力下,可再生能源如太陽能、風(fēng)能等逐漸成為人們的新寵。通過集成這些技術(shù),建筑不僅可以實(shí)現(xiàn)自給自足,甚至還能為外部電網(wǎng)提供額外的電力,從而為建筑業(yè)者帶來額外的經(jīng)濟(jì)收益。
盡管節(jié)能技術(shù)在理論上和實(shí)驗室環(huán)境中都顯示出了顯著的節(jié)能效果,但在實(shí)際的建筑應(yīng)用中,仍然面臨著一系列的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中常常會遭遇到預(yù)期與現(xiàn)實(shí)的差距,這種差距往往源于多種因素。首先,建筑的實(shí)際使用習(xí)慣,例如開窗、開關(guān)燈的頻率,以及設(shè)備的維護(hù)和操作都可能與最初的設(shè)想存在偏差。其次,地理和氣候條件也對節(jié)能技術(shù)的效果產(chǎn)生影響,例如一個設(shè)計在溫帶氣候中效果顯著的節(jié)能技術(shù)在熱帶或寒帶可能就不適用。因此,為了確保技術(shù)的成功應(yīng)用,建筑師和工程師需要充分了解并考慮實(shí)際操作和外部環(huán)境的影響。
雖然節(jié)能技術(shù)帶來了明顯的能源節(jié)約,但其初始成本和長期的維護(hù)費(fèi)用都可能較高。尤其在經(jīng)濟(jì)壓力下,建筑業(yè)者和業(yè)主可能會優(yōu)先考慮短期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)回報。這就要求節(jié)能技術(shù)不僅要在技術(shù)性能上過硬,還要在經(jīng)濟(jì)效益上具有吸引力。為此,政府和金融機(jī)構(gòu)的角色變得尤為關(guān)鍵,他們可以通過提供補(bǔ)貼、低息貸款或稅收減免來鼓勵節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。
建筑不僅是物理結(jié)構(gòu),還是文化和社會價值的承載者。不同地區(qū)和文化對建筑的期望和使用方式都有所不同。例如,某些地區(qū)的居民可能更傾向于傳統(tǒng)的建筑風(fēng)格和材料,而不愿意嘗試新技術(shù)。此外,政府政策,尤其是與綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的政策,對節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用起到了決定性的作用。而隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可持續(xù)性的關(guān)注持續(xù)加深,公眾的期望和市場的需求也將成為推動節(jié)能技術(shù)發(fā)展的重要力量。
為了深入探討節(jié)能技術(shù)在真實(shí)環(huán)境中的應(yīng)用和效果,選取了幾個典型案例進(jìn)行了詳細(xì)分析,希望從中提煉出成功的經(jīng)驗和潛在的問題。
對于環(huán)境友好的建筑項目,綠色建筑已經(jīng)成為行業(yè)的標(biāo)桿。在我們考察的這個特定項目,其位于亞熱帶氣候區(qū),這個地理位置提供了一個特定的氣候背景,為建筑的節(jié)能設(shè)計提供了挑戰(zhàn)和機(jī)會。首先,考慮到亞熱帶氣候的特點(diǎn),該建筑的外墻選材非常關(guān)鍵。高溫和濕度使得建筑容易受到外部環(huán)境的影響,因此采用高效的保溫材料對于減少能源損耗尤為重要。這不僅可以保持室內(nèi)的溫度穩(wěn)定,還能減少對空調(diào)系統(tǒng)的依賴,從而降低電力消耗。窗戶作為建筑的一個重要組成部分,在節(jié)能方面扮演著至關(guān)重要的角色。該項目選擇了雙層中空玻璃,這種玻璃由于其夾層結(jié)構(gòu),具有出色的隔熱和隔音性能。這不僅確保了室內(nèi)的溫度和舒適度,而且還減少了外部噪音的入侵。智能照明系統(tǒng)則是一個現(xiàn)代技術(shù)的體現(xiàn)。隨著科技的發(fā)展,照明系統(tǒng)已經(jīng)從簡單的開關(guān)燈泡轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢愿鶕?jù)環(huán)境光線自動調(diào)整亮度的智能系統(tǒng)。在該項目中,當(dāng)室內(nèi)的自然光足夠時,智能照明系統(tǒng)會自動調(diào)低或關(guān)閉人工照明,從而進(jìn)一步降低能源消耗。綜合上述措施,經(jīng)過一年的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)對比,該綠色建筑在能耗方面明顯優(yōu)于當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)建筑。事實(shí)上,其實(shí)際能耗比周邊傳統(tǒng)建筑低了約30%,這一顯著的差距正是綠色建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的直接成果,為建筑業(yè)和相關(guān)決策者提供了有力的參考和啟示。
在建筑行業(yè)中,LEED(能源與環(huán)境設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)力評價體系)認(rèn)證被廣泛視為衡量建筑可持續(xù)性和節(jié)能效益的金標(biāo)準(zhǔn)。為了進(jìn)一步理解認(rèn)證帶來的實(shí)際效益,我們選擇了兩棟外觀和功能相似的辦公樓進(jìn)行為期一年的能耗對比。其中,一棟已獲得了LEED 金牌認(rèn)證。這意味著該建筑在設(shè)計、施工和運(yùn)營階段均遵循了一系列嚴(yán)格的環(huán)境和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。例如,它可能使用了回收材料,采用了高效的供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng),并對水使用和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了優(yōu)化。相對之下,另一棟辦公樓雖然在設(shè)計上也考慮到了節(jié)能,但沒有進(jìn)行LEED 認(rèn)證,因此可能在某些細(xì)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)上不如認(rèn)證建筑嚴(yán)格。經(jīng)過一年的實(shí)際運(yùn)行和能耗監(jiān)測,數(shù)據(jù)顯示LEED 認(rèn)證的建筑在能源消耗上有顯著優(yōu)勢。具體來說,其能源消耗平均低于非認(rèn)證建筑15%。這主要?dú)w因于其高效的空調(diào)系統(tǒng)、節(jié)能照明和智能控制系統(tǒng)。
在建筑設(shè)計與施工的現(xiàn)代實(shí)踐中,節(jié)能技術(shù)已成為了一個核心議題,其重要性不僅僅局限于降低能源消耗,而且涉及到更廣泛的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。首先,節(jié)能技術(shù)對于提升室內(nèi)舒適度的貢獻(xiàn)是不可忽視的。采用高效隔熱材料和先進(jìn)的空調(diào)技術(shù)能夠確保室內(nèi)溫度和濕度的穩(wěn)定性,為居住者和工作人員提供一個更為舒適的環(huán)境。這不僅可以提高人們的生活質(zhì)量,還可以增加工作效率和滿意度,從而為企業(yè)和組織帶來更高的經(jīng)濟(jì)價值。其次,節(jié)能技術(shù)對于環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)也是顯而易見的。隨著全球碳排放量的持續(xù)增加,氣候變化問題日趨嚴(yán)重,而建筑行業(yè)是碳排放的主要來源之一。因此,減少建筑的能源消耗和相關(guān)的碳排放已經(jīng)成為一個緊迫的需求。每座應(yīng)用了節(jié)能技術(shù)的建筑都為減少溫室氣體排放、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和應(yīng)對氣候變化做出了實(shí)質(zhì)性的貢獻(xiàn)。此外,從社會責(zé)任的角度考慮,采納和推廣節(jié)能技術(shù)也為建筑業(yè)者帶來了積極的品牌形象和聲譽(yù)。越來越多的消費(fèi)者、投資者和政府機(jī)構(gòu)都重視企業(yè)的環(huán)境和社會責(zé)任。因此,節(jié)能建筑不僅可以幫助企業(yè)滿足這些期望,還可以為其帶來更多的商業(yè)機(jī)會和市場優(yōu)勢。通過對不同節(jié)能技術(shù)的綜合評估,可以更好地為建筑業(yè)者提供投資決策的參考。
建議行業(yè)從業(yè)者深入了解并考慮綠色建筑認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對于技術(shù)選擇和應(yīng)用的具體要求。同時,應(yīng)重視從實(shí)踐中收集的反饋信息,以評估技術(shù)的實(shí)際效果和可能的改進(jìn)方向。這樣不僅能確保技術(shù)的有效應(yīng)用,還可以幫助建筑項目更好地滿足認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),從而獲得更高的評級和認(rèn)可。
隨著科技的進(jìn)步,新的節(jié)能技術(shù)和策略將持續(xù)涌現(xiàn)。建議研究者和開發(fā)者關(guān)注這些新技術(shù),尤其是那些與數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能相關(guān)的解決方案。這些技術(shù)可能為建筑能效提供更多創(chuàng)新機(jī)會,幫助建筑更好地適應(yīng)不斷變化的環(huán)境和社會需求。
建議建筑行業(yè)的決策者在項目計劃和實(shí)施階段就充分考慮節(jié)能和可持續(xù)性因素。同時,應(yīng)鼓勵與研究機(jī)構(gòu)和技術(shù)提供商的合作,以獲取最新的知識和技術(shù)支持。此外,考慮到建筑項目的長期性和影響范圍,決策者應(yīng)從長遠(yuǎn)的角度進(jìn)行規(guī)劃,確保其決策既有經(jīng)濟(jì)效益,又有社會和環(huán)境效益。
通過本研究,我們對綠色建筑認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及其下的節(jié)能技術(shù)實(shí)踐進(jìn)行了深入探討,揭示了其在實(shí)際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。從被動到主動,從技術(shù)到策略,多種方法都為建筑的節(jié)能和可持續(xù)性提供了有力支撐。然而,為確保技術(shù)的成功應(yīng)用和最大化效益,我們需要綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會和文化等多種因素,并進(jìn)行持續(xù)的創(chuàng)新和優(yōu)化。只有這樣,我們才能真正實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型,為構(gòu)建一個更加可持續(xù)的未來作出積極貢獻(xiàn)。