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關(guān)鍵詞:綠色建筑 建設(shè)設(shè)備方案節(jié)能效益的評估
一、綠色建筑的特點
在建筑的建造和使用過程中,需要消耗大量的自然資源,同時增加環(huán)境負荷。據(jù)統(tǒng)計,人類從自然界所獲得的50%以上的物質(zhì)原料用來建造各類建筑及其附屬設(shè)備。這些建筑在建造和使用過程中又消耗了全球能量的50%左右;與建筑有關(guān)的 空氣污染、光污染、電磁污染等占環(huán)境總體污染的34%;建筑垃圾占人類活動產(chǎn)生垃圾總量的40%。
綠色建筑是指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。
就技術(shù)層面而言,綠色 建筑應(yīng)考慮以下關(guān)鍵問題:能源、排放物、水的使用、土地的使用,對地區(qū)生態(tài)的影響和室內(nèi)空氣質(zhì)量等同時還應(yīng)考慮與之相應(yīng)的建筑的功能性以及建筑美學意義。
綠色建筑的實踐毫無疑問是一項高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不僅需要建筑師具有生態(tài)環(huán)保的理念,并需要建筑設(shè)備師盡早融入,共同采取相應(yīng)的設(shè)計方法,同時需要管理層、業(yè)主都具有較強的環(huán)境意識。這種多層次合作關(guān)系的介入,需要在建筑方案評審階段確立明確的評價及認證系統(tǒng),以定量的方式檢測建筑設(shè)計生態(tài)目標達到的效果,用一定量指標來衡量其所達到的預(yù)期環(huán)境性能實現(xiàn)的程度。評價系統(tǒng)不僅指導檢驗綠色建筑實踐,同時也為建筑市場提供約和規(guī)范。促使在設(shè)計,運行、管理和維護過程中更多考慮環(huán)境因素。對建筑全壽命周期的節(jié)能效益評估,將引導建筑向節(jié)能、環(huán)保、健康舒適,講求效益的軌道發(fā)展。
二、建筑設(shè)備方案未盡早融入設(shè)計方案的遺憾
由于目前許多方案設(shè)計公司不配備設(shè)備工程師,方案評審時,過多的重視設(shè)計方案的美學效果,以此作為建筑物設(shè)計方案中的重要條件。而忽視建筑設(shè)備方案的融入,業(yè)主卻要求在不改變設(shè)計方案的前提下,配套建筑設(shè)備設(shè)計。造成許多建筑先天不足,使建筑的適應(yīng)性、機動性、可操作性和可維護性能、經(jīng)濟性大打折扣,使綠色建筑的節(jié)能問題遇到許多不應(yīng)有的困難。如等方案確定后,再進行設(shè)備方案設(shè)計就有可能造成不必要的浪費。出現(xiàn)為節(jié)能犧牲建筑美學的效果,或為了建筑造型需要造成建筑能效降低,所建的建筑壽命周期內(nèi)使用費用增高等。我國建筑設(shè)計規(guī)范要求,建筑物的使用壽命為50年。由于建筑設(shè)備方案未盡早融入設(shè)計方案的造成的遺憾嚴重影響了業(yè)主的使用費用提高,不利于可持續(xù)發(fā)展,綠色節(jié)能的生活方式。由于目前許多建設(shè)業(yè)主不是最終業(yè)主,各自會站在自我經(jīng)濟效益的角度考慮,因此更需要對建筑全壽命周期的節(jié)能效益進行盡早評估。
三、設(shè)計方案中設(shè)備方案盡早融入的優(yōu)點。
首先應(yīng)考慮環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展指標,第二,資源消耗,建筑的自然資源消耗問題;第三,環(huán)境負荷,建筑在建造、運行和拆除時的排放物,對自然環(huán)境造成的壓力,以及對周圍環(huán)境的潛在影響;第四,室內(nèi)空氣質(zhì)量,影響建筑使用者健康和舒適的問題;第五,可維護性,研究提高建筑的適應(yīng)性、機動性、可操作性和可維護性能;第六,經(jīng)濟性,所研究建筑在全壽命期間的成本額;第七,運行管理,建筑項目管理與運行的實踐,以期確保建筑運行時可以發(fā)揮其最大性能。以商業(yè)建筑為例:據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,寫字樓和酒店等商業(yè)建筑中空調(diào)、照明、電梯等系統(tǒng)的耗能情況大致如下:1空調(diào):寫字樓空調(diào)耗能占總耗能的比例平均為60%,其下限為50%,上限不高于70%;酒店HVAC(熱、通風和空調(diào)控制)耗能占總耗能的比例為44%。2照明:寫字樓照明耗能占總能的比例為23%~55%,平均26%;酒店照明耗能占總耗能的比例為29%。3、電梯:寫字樓耗能占總耗能的比例為8%,酒店電梯耗能占總耗能的比例為10%。4、熱水:酒店熱水耗能占總耗能的比例為20%。從以上數(shù)據(jù)可以看出,在建筑設(shè)計方案中設(shè)備方案盡早融入的重要性。如空調(diào)方式,空調(diào)機房的位置對空調(diào)水系統(tǒng)平衡與變流量的影響、配電間位置造成供電半徑過大對線路損耗的影響、光源選擇對耗能的影響、太陽能熱水的利用、雨污水排放對環(huán)境的影響、節(jié)水規(guī)劃,廢水回收技術(shù)和節(jié)約用水等,綠色建筑的節(jié)能是指綠色建筑內(nèi)能源的消費和合理利用之間的平衡關(guān)系。衡量一個建筑智能化系統(tǒng)的節(jié)能的經(jīng)濟效益應(yīng)該包括二個方面的內(nèi)容:一方面是節(jié)能設(shè)計的范圍、類別,是僅僅考慮了直接節(jié)能、還是包含了廣義節(jié)能?是否具備潛在節(jié)能?另一方面是節(jié)能的實際效率和深度。節(jié)能效益到底有還是沒有、高還是低?這些都是判別建筑智能化系統(tǒng)實際功效的重要指標。通常建筑物節(jié)能的內(nèi)容和對象包括建筑設(shè)計、空調(diào)系統(tǒng)、照明與設(shè)備、給排水,綠色建筑節(jié)能不但包括原有傳統(tǒng)建筑所采用的節(jié)能方法,更重要的采用先進的科技來達到更準確的調(diào)整和控制,即”主動節(jié)能’’。要達到綠色建筑的優(yōu)化方案,就需要設(shè)計方案中盡早融入設(shè)備方案。
四、綠色建筑全壽命周期節(jié)能的經(jīng)濟效益評估
1、我國《綠色建筑評價標準》用于評價住宅建筑和辦公建筑、商場、賓館等公共建筑?!稑藴省返脑u價指標體系包括六大指標:1)節(jié)地與室外環(huán)境;2)節(jié)能與能源利用;3)節(jié)水與水資源利用;4)節(jié)材與材料資源利用;5)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量;6)運營管理(住宅建筑)、全生命周期綜合性能(公共建筑)。
2、建筑的全壽命周期是指建筑從最初規(guī)劃設(shè)計到隨后的施工、運營及最終的拆除,形成一個全壽命周期。關(guān)注建筑的全壽命周期,其中運營階段能為人們提供健康、舒適低耗、無害的活動空間是其中主要的一部分。因此可見設(shè)備方案盡早融入的是綠色建筑的節(jié)能效益評價的關(guān)鍵。
3、綠色建筑的節(jié)能效益評價可以考慮的內(nèi)容與方法推薦表見下表。
綠色建筑評估是一個跨學科的、綜合性的研究課題,建立我國玩整的綠色建筑評價體系及評估方法,從設(shè)計方案的源頭做起,是建筑可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略刻下容緩的要求。我們還需要借鑒國外的先進經(jīng)驗,進行更加深入有效的探索。
五、結(jié) 束 語
綠色建筑設(shè)計的特征主要包括以下幾個方面:一是節(jié)能,這也是綠色建筑設(shè)計最重要的特征之一,是促進人與自然和諧發(fā)展的重要措施。通過科學、合理、高效、節(jié)能的建筑設(shè)計,最大限度地利用生物能、地熱能、風能、太陽能等天然資源與可再生能源,減少對傳統(tǒng)火力發(fā)電電能的使用,避免對環(huán)境造成污染;二是環(huán)保,在綠色建筑設(shè)計過程中,在設(shè)計、施工、拆除等各階段,都要重視建筑工程的節(jié)能與環(huán)保效果,確保每一種建筑材料都不會對環(huán)境造成污染,并合理利用土地資源;三是舒適,這是在建筑中貫徹“以人為本”理念的要求,建筑工程應(yīng)當充分考慮人的要求,達到建筑工程的設(shè)計目標。在設(shè)計環(huán)節(jié)中,只有堅持以上要求,制定科學、合理、高效的設(shè)計方案,才能夠充分發(fā)揮綠色建筑設(shè)計的作用。
2綠色建筑設(shè)計的設(shè)計要點
2.1因地制宜
綠色建筑設(shè)計要根據(jù)不同地區(qū)的特點來確定,不能照搬其他地區(qū)的設(shè)計方案。在設(shè)計的過程中應(yīng)充分考慮到氣候的因素,根據(jù)不同的氣候條件設(shè)計不同的建筑工程施工方案,要充分利用自然條件進行通風、采光、制冷與集熱,從而降低這些環(huán)節(jié)對環(huán)境的污染。例如,在西北地區(qū),我們可以充分利用其日照充足、太陽能資源豐富的特點,科學、合理、高效地利用太陽能資源,發(fā)揮太陽能資源豐富的地域優(yōu)勢。而對于陰冷、潮濕、雨水較多的區(qū)域來說,這些設(shè)計內(nèi)容都是不必要的。再比如,在北方寒冷地區(qū),建筑設(shè)計要充分重視建筑材料的保溫效果,合理安裝保溫材料,而在非常炎熱的南方,應(yīng)當充分考慮建筑物的遮陽、降暑效果,以免過多的太陽輻射對人體造成傷害。因此,要充分考慮到建筑工程的地域條件和氣候特點,做到因地制宜。
2.2重視整體設(shè)計
為了達到高效、節(jié)能的整體效果,在設(shè)計建筑方案時應(yīng)從整體的角度分析建筑項目的成本,使建筑的性能符合環(huán)境發(fā)展的要求。在設(shè)計階段,要充分考慮溫度、濕度、經(jīng)濟水平等因素,注重建筑設(shè)計的整體效益,不盲目跟從、不照搬其他地方的建筑設(shè)計方案,從整體而不是從局部的角度去考慮綠色建筑設(shè)計的問題。例如,在經(jīng)費不足的前提下,要合理安排材料安裝的位置,最大限度地發(fā)揮保溫材料的作用;在熱量較多的建筑物內(nèi),可以充分利用其熱量較多的優(yōu)勢,減少對保溫材料的使用,從而達到節(jié)約能源的目的。因此,綠色建筑設(shè)計應(yīng)從整體著眼,對建筑工程進行綜合分析,在整體設(shè)計的基礎(chǔ)上提高綠色建筑的節(jié)能環(huán)保效果。
2.3創(chuàng)造健康舒適的室內(nèi)環(huán)境
為了創(chuàng)造健康舒適的生活環(huán)境,在綠色建筑設(shè)計的過程中要使用不會危害環(huán)境的原材料,要避免有害電波、太陽輻射等對人體的影響,充分運用相關(guān)理論知識進行設(shè)計。此外,要確保建筑材料不會對人體健康造成不利影響,充分照顧到人的需求,為人們提供更健康、更舒適的室內(nèi)環(huán)境。
2.4充分考慮環(huán)境因素
在因地制宜地進行建筑設(shè)計的前提下,應(yīng)將環(huán)境概念引入到建筑設(shè)計、規(guī)劃等各環(huán)節(jié)中去,這是一個設(shè)計面非常廣的系統(tǒng)工程,需要運用多學科的知識。在建筑設(shè)計時,應(yīng)盡量搜集各方面的環(huán)境特征,收集有關(guān)土地資源利用、水資源使用、氣候等各方面的信息,使建筑與生態(tài)環(huán)境、人文環(huán)境相協(xié)調(diào),為人類營造舒適、健康、環(huán)保的環(huán)境,最大限度地提高建筑材料、能源、資源的使用效率。
3綠色建筑設(shè)計的常見方法
3.1綠色建筑設(shè)計的前期策劃
在前期策劃階段,要充分考慮綠色建筑設(shè)計的人性化特點,在充分考慮用戶要求的基礎(chǔ)上完成綠色建筑設(shè)計方案。設(shè)計師要高度重視綠色建筑的節(jié)能和環(huán)保等特點,優(yōu)化設(shè)計方案,并在制定出方案之后充分聽取用戶的建議和要求,結(jié)合用戶的需求對設(shè)計方案進行調(diào)整與修改,使建筑設(shè)計的過程更加人性化。此外,要確保建筑項目設(shè)計經(jīng)過廣泛的論證,優(yōu)化綠色建筑的設(shè)計方案,及時發(fā)現(xiàn)建筑設(shè)計中存在的問題,并采取積極有效的措施予以解決。
3.2綠色建筑方案設(shè)計的要點
綠色建筑方案設(shè)計的要點包括以下幾個方面:一是充分考慮到建筑物的舒適與健康,在設(shè)計階段盡量使用無毒或低毒的建筑材料。例如在吊頂和墻面使用低毒性或者無毒性的涂料,采用硬木和陶瓷等裝修材料裝修地面等;二是充分考慮到建筑設(shè)計的節(jié)能效果,節(jié)能型建筑不僅僅可以節(jié)省投資,降低建設(shè)成本,而且會降低用戶長期的成本支出,有很大的經(jīng)濟效益與社會效益;三是要在建筑拆除階段,充分考慮到建筑廢料對環(huán)境的影響,避免對環(huán)境造成污染;四是要充分利用適當?shù)纳鷳B(tài)策略技術(shù),提高住戶的舒適度,為其提供健康、舒適的居住環(huán)境,并要為群眾設(shè)計活動場所。此外,在綠色建筑的設(shè)計階段可以有不同的設(shè)計方案,在方案的選取時,根據(jù)各方案的不同特點,取長補短,選擇最優(yōu)的設(shè)計方案。
3.3合理選擇建筑材料與施工技術(shù)
建筑工程與環(huán)境保護密切相關(guān),建設(shè)與環(huán)境相互促進、可調(diào)節(jié)的、智能化的建筑工程是目前綠色建筑的發(fā)展方向。為此,應(yīng)不斷優(yōu)化建筑材料與施工工藝的選擇,充分利用和收集自然能源,并避免能源和資源的流失;應(yīng)建設(shè)能夠調(diào)節(jié)氣候的外層構(gòu)造,以降低氣候變動對環(huán)境造成的影響,使室內(nèi)條件趨于穩(wěn)定,充分利用高新技術(shù),加大對綠色建筑設(shè)計的技術(shù)支持力度,建設(shè)技術(shù)含量高、節(jié)能效果好、高效、無污染的綠色建筑,使綠色建筑設(shè)計取得實效。
4結(jié)語
【關(guān)鍵詞】TOPSIS法 建筑節(jié)能 方案比選
建筑業(yè)作為我國三大耗能產(chǎn)業(yè)之一,建筑業(yè)中的綠色建筑將是未來發(fā)展的新趨勢。而有關(guān)建筑節(jié)能設(shè)計,不再局限于節(jié)能標準,同時在節(jié)能建材中也給與了明確的說明。大力發(fā)展綠色節(jié)能建筑,有利于落實節(jié)約資源、保護環(huán)境的基本國策,同時對于調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改善需求結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變建筑業(yè)的發(fā)展模式等方面有著良好的效果[1]。在進行節(jié)能建筑設(shè)計方面,節(jié)能方案的選擇是建筑企業(yè)面臨的常見工作,如何在眾多方案中選擇節(jié)能效果良好、且造價合理的方案,是本研究的主要內(nèi)容。
1 建筑節(jié)能評價指標的選取
有關(guān)建筑節(jié)能的評價指標來源本文主要借鑒國家和地區(qū)頒布的各種規(guī)范性文件,例如《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》(GB50176-93)、《節(jié)能建筑評價標準》(GB/T 50668-2011)、《綠色建材評價標識管理辦法》、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》(JGJ134-2010)等[2-3]。一般地,規(guī)范中對指標重要性有大致的劃分,分為控制項、一般項、優(yōu)選項等,根據(jù)指標篩選過程中遵循的科學性、可操作性、適用性原則,研究中以居住建筑為例,所篩選的指標可構(gòu)成居住建筑節(jié)能評價結(jié)構(gòu)圖,如圖1所示:
圖1 居住建筑節(jié)能評價結(jié)構(gòu)圖
2 基于TOPSIS法的方案比選模型
姜新佩等[4]在研究建筑節(jié)能標準中構(gòu)造了節(jié)能評價模型,研究對象為公共建筑,該模型對指標的重要性進行了等級劃分,由于借鑒了AHP法中的判斷標準,因此在求解指標權(quán)重時需改進。本文結(jié)合TOPSIS的基本原理構(gòu)造多組方案比選的評判模型:
(1)建立判斷矩陣并歸一化處理
針對m個評價方案,n個評價指標,可構(gòu)成判斷矩陣
歸一化后得到的是標準矩陣B:
, i=1,2,3…m;j=1,2,3…n,0≤≤1。
(2)利用信息熵原理計算指標權(quán)重
(3)TOPSIS法原理
TOPSIS法是一種逼近理想解的排序法,在方案比選問題中有著廣泛的應(yīng)用。原理是通過檢測評價對象與最優(yōu)解和最劣解之間的距離判斷評價對象與最優(yōu)方案的貼近程度。確定指標權(quán)重后,對于m個方案,根據(jù)指標權(quán)重和標準矩陣B,可得到加權(quán)評價值矩陣V,其中:
(4)方案排列
通過上述構(gòu)成的構(gòu)成理想集合和不理想集合,通過比較評價對象與正負理想解之間的距離,可評判方案與理想方案的接近程度。
其中,越大,代表方案i與最優(yōu)解貼近程度越高,即選定第i方案為最優(yōu)方案。
3 結(jié)束語
本文主要探究了有關(guān)建筑節(jié)能方案的評選過程,通過從國家標準中篩選建筑的節(jié)能評價標準,以居住建筑為例,構(gòu)造了建筑節(jié)能設(shè)計方案的評價指標結(jié)構(gòu)圖,同時,針對不同方案中的指標數(shù)值不同,為評選出最優(yōu)方案,研究中基于TOPSIS法基本原理,結(jié)合信息熵理論,構(gòu)造了整個方案比選的評價模型,為后續(xù)實證研究提供了參照思路。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】全壽命周期;綠色建筑;節(jié)能設(shè)計;評估
全壽命周期指的是在設(shè)計階段就考慮到產(chǎn)品壽命歷程的所有環(huán)節(jié),將所有相關(guān)因素在產(chǎn)品設(shè)計分階段得到綜合規(guī)劃和優(yōu)化的一種設(shè)計理論。全壽命周期設(shè)計意味著,設(shè)計產(chǎn)品不僅是設(shè)計產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu),而且要設(shè)計產(chǎn)品的規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)、經(jīng)銷、運行、使用、維修保養(yǎng)、直到回收再用處置的全壽命周期過程。
一、綠色建筑節(jié)能設(shè)計評估概述
由于住宅類綠色建筑一直以來被認為投資成本過大,而實際收益過低,導致住宅類綠色建筑未能得到很好的推廣和普及,因此對綠色建筑進行全壽命周期的節(jié)能設(shè)計評估能在很大程度上改變?nèi)藗兊呐f有的觀念,更加有利于綠色建筑得到有效的推廣和普及,具有重要的意義。
建筑行業(yè)與其他生產(chǎn)部門最大的區(qū)別就是建筑行業(yè)主要通過對資源的消耗來實現(xiàn)對資源的利用,而綠色建筑本身的特性決定了應(yīng)該對建筑資源的生命周期成本以及其相應(yīng)的效益進行系統(tǒng)深入的研究;綠色建筑的節(jié)能設(shè)計評估目前來說是一項比較全新的項目,還沒有比較完善和成熟的理論和數(shù)據(jù),因此進行節(jié)能設(shè)計評估能夠積累一定的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)資料,也為之后進行綠色建筑統(tǒng)計工作等提供一定的理論依據(jù);對綠色建筑進行全壽命節(jié)能設(shè)計評估能夠從根本上扭轉(zhuǎn)人們的傳統(tǒng)的局限的認識,也能夠很好地保護資源和環(huán)境,能夠最大程度地實現(xiàn)我國社會環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
二、綠色建筑節(jié)能設(shè)計評估方法
(一)廢料回收階段
綠色建筑全壽命周期節(jié)能設(shè)計評價的一個重要內(nèi)容和階段就是對綠色建筑的建筑廢材料進行回收和重復(fù)利用,這也是全壽命周期節(jié)能設(shè)計的一個重要標志。應(yīng)該將報廢的建筑材料通過一定的轉(zhuǎn)換方法和手段變成可以被利用的材料,例如,在建筑施工的現(xiàn)場,那些不能使用的建筑材料可以運用粉碎機進行處理后,用于頂棚抹灰、混凝土墊層等,這樣可以減少資源的使用,提高經(jīng)濟效益。在拆除建筑時會產(chǎn)生一些碎石,可以將這些隨時運用到公路建設(shè)中。從而提高建筑材料的重復(fù)利用性能,減少廢棄材料帶來的環(huán)境污染,保護生態(tài)環(huán)境。
(二)建筑建設(shè)階段
在綠色建筑的建設(shè)階段,施工人員的施工技術(shù)和施工工藝在很大程度上決定著綠色建筑項目的質(zhì)量,這也在很大程度上決定著綠色建筑全壽命周期評價的經(jīng)濟效益,如果綠色建筑在建設(shè)階段能夠嚴格按照相關(guān)的技術(shù)標準和施工工藝流程進行施工,并做好一系列的質(zhì)量監(jiān)督、安全和成本控制等各項工作,那么就能在整個綠色建筑全壽命周期內(nèi)大大降低綠色建筑的投資成本,增加經(jīng)濟效益。要確保外墻具有節(jié)能的效果,外墻一般采用傳熱系數(shù)和熱惰性兩個指標,其中,平均傳熱系統(tǒng)指的是按照面積加權(quán)的方法求得的熱量的傳導系數(shù),窗戶采用傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)兩個指標。由于復(fù)合墻體具有良好的保溫效果,也能夠起到隔熱的作用,所以,不同質(zhì)地的外墻材料有不同的節(jié)能效果,尤其是外門窗更是有著明顯的圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果,要選用新型的外窗玻璃,從而實現(xiàn)建筑的節(jié)能。在施工的過程中,要防止粉塵,在運送土方、垃圾的時候應(yīng)該確保不污染道路,在土方運輸?shù)倪^程中容易造成粉塵的散落和飛揚,這時,就必須采取封閉的措施,確保車輛的清潔。構(gòu)筑物機械拆除前,做好揚塵控制計劃??刹扇∏謇矸e塵、拆除體灑水、設(shè)置隔檔等措施。在施工中使用低噪音、低振動的機具,采取隔音與隔振措施,避免或減少施工噪音和振動。在施工現(xiàn)場應(yīng)針對不同的污水,設(shè)置相應(yīng)的處理設(shè)施,如沉淀池、隔油池、化糞池等。
(三)設(shè)計決策階段
設(shè)計人員通過對綠色建筑的全面了解和評估設(shè)計出一套最適宜的施工計劃,設(shè)計階段在很大程度上決定了建設(shè)階段能夠順利完成。決策階段主要是通過對綠色建筑在經(jīng)濟以及技術(shù)方面的可行性進行深入研究,進而作出綠色建筑相關(guān)的投資策劃和決策。
(四)運營維護階段
在綠色建筑運營維護階段,應(yīng)該制定合理有效的運營計劃,例如在運營的過程中建立維護的制度等,既能保證建筑的質(zhì)量和安全,又能最大程度地實現(xiàn)綠色建筑的經(jīng)濟效益。
三、綠色建筑節(jié)能設(shè)計評估指標分析
(一)效益指標分析
在綠色建筑全壽命周期節(jié)能設(shè)計中,對效益指標的評價一般采用的分析方法為多層次的,通過多種分析手段了解、分析并確認綠色建筑效益指標的權(quán)重,隨后經(jīng)過專家的打分,實現(xiàn)對綠色建筑效益指標的量化研究,最終客觀地對綠色建筑開展全壽命周期節(jié)能設(shè)計評估。在綠色建筑建設(shè)過程中,可以建設(shè)水資源循環(huán)系統(tǒng),增加水資源的循環(huán)利用,減少水污染,提高建筑建設(shè)的經(jīng)濟效益。
(二)費用指標分析
一般而言,對于傳統(tǒng)的建筑,開發(fā)商更注重的是建筑的眼前利潤回報,因此在進行施工時所采取的建筑方法和技術(shù)標準等都是由比較短期內(nèi)的經(jīng)濟效益決定的,向前能追溯到建筑材料的加工時期,往后能延伸到建筑廢料的回收利用時期,這樣綠色建筑比較長期的回報周期就決定了其在建設(shè)階段應(yīng)采取不同的建筑方法。在綠色建筑建設(shè)的過程中,應(yīng)該充分利用自然通風和采光,節(jié)約成本。一般而言,建設(shè)階段綠色建筑的資金投入較大,制定資金周轉(zhuǎn)制度,以保證全生命周期綠色建筑的準確性經(jīng)濟評價。
(三)評估指標設(shè)置
基于全壽命周期的綠色建筑節(jié)能設(shè)計評估指標有很多,而且隨著社會的不斷發(fā)展,這些指標的種類和數(shù)量都在不斷增長。但總的來說,我國對綠色建筑的節(jié)能設(shè)計評估指標主要表現(xiàn)在節(jié)約資源和保護環(huán)境這兩方面。
(四)經(jīng)濟評價指標
在綠色建筑全壽命周期評價體系中,常常采用以下計算方法:
1、方案費用系數(shù)=本方案費用現(xiàn)值/各個方案的費用現(xiàn)值之和 (1)
2、方案效益系數(shù)=本方案效益得分/各方案效益得分之和 (2)
3、方案效益費用比=本方案效益系數(shù)/本方案費用系數(shù) (3)
通過計算,式(3)的數(shù)值最大者則為綠色建筑經(jīng)濟效益最優(yōu)質(zhì)。
結(jié)語:
隨著我國社會的不斷發(fā)展和基于全壽命周期的綠色建筑節(jié)能設(shè)計評估體系的不斷深入研究和發(fā)展,綠色建筑已經(jīng)成為一種勢不可擋的發(fā)展趨勢。綠色建筑由于其節(jié)能、環(huán)保的設(shè)計理念比其他傳統(tǒng)的建筑具有明顯的優(yōu)勢,隨著全壽命周期經(jīng)濟評價的研究和應(yīng)用,綠色建筑的經(jīng)濟效益也越來越明顯。
參考文獻:
[1]楊秋香.綠色建筑全壽命周期成本效益分析[J].商品與質(zhì)量,2011(2):11-14.
關(guān)鍵詞: BIM 技術(shù); 建筑節(jié)能設(shè)計;能耗分析;應(yīng)用
能源緊缺問題目前已上升至全球性問題,不僅我國能源短缺問題嚴重,世界上一些發(fā)達國家同樣面臨著能源短缺的問題,但發(fā)達國家利用現(xiàn)代科技有效地彌補了能源短缺所帶來影響社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的負面因素。尤其是在建筑節(jié)能設(shè)計方面融入了現(xiàn)代建筑設(shè)計可持續(xù)發(fā)展的理念,運用現(xiàn)代科技積極地探索有關(guān)建筑設(shè)計節(jié)能環(huán)保,降低建筑能耗的新途徑和新方案,目前已取得顯著效果。然而我國在建筑節(jié)能設(shè)計方面同發(fā)達國家相比還差距甚遠,建筑節(jié)能設(shè)計思路不明朗、現(xiàn)代科技投入力度不夠,整體來講建筑節(jié)能設(shè)計在建筑領(lǐng)域還處于起步階段。因此為了能使我國的建筑節(jié)能設(shè)計水平更得上國際水準,必須要對傳統(tǒng)的建筑設(shè)計方案和理念進行改進和更新,充分地將現(xiàn)代科技和建筑設(shè)計方案相融合,探索出綠色環(huán)保的建筑節(jié)能設(shè)計新方案,才能降低建筑能耗。
1 我國建筑節(jié)能設(shè)計現(xiàn)狀
目前,我國建筑節(jié)能設(shè)計在建筑實踐中的推廣和應(yīng)用還遠遠滿足不了生態(tài)建筑可持續(xù)發(fā)展的要求。由于建筑設(shè)計理念問題和現(xiàn)代建筑技術(shù)水平的制約,使得建筑節(jié)能設(shè)計水平發(fā)展緩慢,通常是設(shè)計師沿用現(xiàn)有的生態(tài)建筑設(shè)計方案和現(xiàn)有的建筑設(shè)計技術(shù)資料。而沒有因地制宜地對建筑工程節(jié)能設(shè)計進行深入的考究,進而驗證設(shè)計方案是否符合生態(tài)建筑的一些具體要求,如經(jīng)濟、節(jié)能、綠色環(huán)保等。在建筑節(jié)能設(shè)計過程中我國的設(shè)計師更注重建筑的外觀和功能設(shè)計,對于建筑的功效因素考慮甚少,設(shè)計中融入節(jié)能思維較少。此外,在建筑節(jié)能設(shè)計中大量的數(shù)據(jù)參數(shù)都是通過人工輸入專業(yè)軟件中進而對設(shè)計方案進行定量分析,其中相關(guān)軟件的操作和使用必須要有專業(yè)人員來進行輸入和定量分析,而設(shè)計師對于軟件操作和能量分析方面大多不夠?qū)I(yè),使得一套建筑設(shè)計方案不能夠在設(shè)計過程中對其進行能量分析,而通常是設(shè)計方案投入到建筑施工中才進行能量分析,但工程建設(shè)過程中對于建筑設(shè)計方案通常會因種種因素的影響而難以變更,相應(yīng)地建筑節(jié)能設(shè)計能量分析也難以實現(xiàn),綠色建筑設(shè)計方案將成為理想化的方案,難以真正意義上實施。綜合分析,對于建筑節(jié)能設(shè)計無法在設(shè)計計算進行定量分析計算,設(shè)計出科學合理的生態(tài)建筑方案,這和建筑設(shè)計師的專業(yè)技能有著直接的關(guān)聯(lián),建筑設(shè)計和定量分析計算的脫節(jié),將成為制約我國建筑節(jié)能設(shè)計水平提高的瓶頸。
2 建筑能量模擬與分析軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀
在建筑能耗分析和模擬方面國外許多國家都對此做了大量的研究,目前已開發(fā)出基于符合各國建筑設(shè)計節(jié)能標準的能量分析軟件。我國在建筑設(shè)計節(jié)能設(shè)計方面也較為重視,于2005年7月1日起開始實施《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》節(jié)能設(shè)計正式成為強制性設(shè)計標準。但我國的建筑節(jié)能設(shè)計能量分析方法仍沿用傳統(tǒng)的方法和方式,沒有有效借鑒世界其他國家的能量分析方法進而優(yōu)化改進我國的建筑節(jié)能設(shè)計能量分析方法,使得我國建筑界的設(shè)計師仍停留在原來的設(shè)計思維理念,建筑節(jié)能設(shè)計水平停滯不前。其中造成我國建筑節(jié)能設(shè)計水平滯后的主要原因是設(shè)計師在進行建筑節(jié)能設(shè)計階段沒有合理的、能被設(shè)計師所接收并應(yīng)用于設(shè)計中的軟件和有效的能效設(shè)計方法。
3 .BIM 技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用
3.1 BIM 技術(shù)
B IM(建筑信息模型)是一項通過建立虛擬建筑模型,建筑師通過對虛擬模型中包涵的建筑信息數(shù)據(jù)計算分析,確定建筑節(jié)能設(shè)計的方案的技術(shù)。其中在建筑虛擬模型能量分析方面,BIM幾乎包涵了所有建筑節(jié)能設(shè)計所需的信息,如建筑材料、建筑外觀、建筑功能及構(gòu)件特征等信息。較好地指導建筑設(shè)計師進行生態(tài)建筑設(shè)計。建筑師在建筑模型中可隨時任意地將有關(guān)建筑設(shè)計方面的信息通過計算機輸出和輸入,及時地對設(shè)計方案中存在的問題給予修正??傊瓸IM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用能有效地提高建筑設(shè)計方案的準確性和可靠性,為實現(xiàn)節(jié)能型建筑工程的順利完工奠定了堅實技術(shù)基礎(chǔ)。
3. 2基于BIM技術(shù)的建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)用
在建筑設(shè)計中融入BIM技術(shù),創(chuàng)建虛擬建筑模型,大量的和設(shè)計有關(guān)的信息將直觀地展現(xiàn)在設(shè)計師面前,如建筑材料、三維空間效果、構(gòu)件屬性、建筑外觀及具體功能效果等。在建筑設(shè)計具體的能量分析過程中,只需導入相關(guān)的能量分析軟件就可以對整個設(shè)計方案進行分析計算,并反饋出詳盡的能量分析結(jié)果。在建筑設(shè)計的方案階段,利用建筑信息模型和能量分析工具能有小地簡化能量分析操作步驟,提高工作效率。更能通過計算機強大的計算分析功能提高能量分析結(jié)果的準確性和快捷性。其中,美國是目前BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中應(yīng)用最為廣泛的國家之一。美國的Green Building Studio可以達到建筑節(jié)能設(shè)計方案的各項要求。GBS可以快捷地從BIM軟件中導入建筑模型,利用建筑模型中包涵的海量建筑信息來構(gòu)建一個相對準確的熱模型,并將模型格式轉(zhuǎn)換為XML的格式。進而根據(jù)實際的建筑標準和建筑法規(guī),對不同需求的建筑空間類型進行智能化假定。模型假定后,再結(jié)合建筑物所在地的典型氣候信息數(shù)據(jù),將DOE2.2模擬引擎引入到模型中進行模擬節(jié)能分析。其中分析內(nèi)容包括建筑物每年的能量消耗、采暖制冷負荷、照明所需耗費的電力資源等,這些耗能數(shù)據(jù)都能夠在模擬耗能系統(tǒng)中一一地展現(xiàn)出來,較為直觀地反映過建筑節(jié)能設(shè)計的效果。
參考文獻
[1] 建設(shè)科技編輯部. 從能源國情看建筑節(jié)能〔J〕. 建設(shè)科技,2004, 28( 5): 12.
工業(yè)建筑是企業(yè)生產(chǎn)運作的基本設(shè)施,是作業(yè)人員從事生產(chǎn)活動的重要場所。綠色建筑設(shè)計可以為作業(yè)人員創(chuàng)造更加優(yōu)越的生產(chǎn)環(huán)境,提升工業(yè)生產(chǎn)的效率,提高工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。環(huán)保、節(jié)能的綠色設(shè)計理念,既是建筑理念不斷更新和發(fā)展的需要,也是建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
1工業(yè)建筑設(shè)計的基本要求
對工業(yè)建筑來說,除了需要滿足特定的生產(chǎn)工藝對建筑環(huán)境的要求之外,還要滿足工作環(huán)境舒適度和工作人員精神愉悅的要求?,F(xiàn)代工業(yè)建筑在工藝、性能、結(jié)構(gòu)、分布等方面,都應(yīng)達到國家的規(guī)定標準,都要符合工業(yè)建筑設(shè)計的基本要求。
1.1滿足工藝要求與建筑有關(guān)的工藝要求包括:(1)流程。直接影響各工段、各部門平面的次序和相互關(guān)系。(2)運輸工具和運輸方式。與廠房平面、結(jié)構(gòu)類型和經(jīng)濟效果密切相關(guān)。(3)生產(chǎn)特點。如散發(fā)大量余熱和煙塵,排出大量酸、堿等腐蝕性物質(zhì)或有毒、易燃、易爆氣體。
1.2合理選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,結(jié)合材料、施工條件等因素,選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),材料易得,施工方便,耐火耐蝕,可以預(yù)制,也可現(xiàn)場澆注。鋼結(jié)構(gòu)則多用在大跨度、大空間或振動較大的生產(chǎn)車間,需要采取防火、防腐蝕措施。
1.3保證生產(chǎn)環(huán)境生產(chǎn)環(huán)境是工業(yè)企業(yè)進行生產(chǎn)運營的重要條件,也是工業(yè)建筑設(shè)計首先需要滿足的基本條件。(1)要有良好的采光和照明。一般廠房多為自然采光,但采光均勻度較差。如紡織廠的精紡和織布車間多為自然采光,但應(yīng)解決日光直射問題。(2)具有良好的通風條件。如采用自然通風,要了解廠房內(nèi)部狀況和當?shù)貧庀髼l件,設(shè)計好排風通道。
1.4合理布置用房需要對房屋的用途進行規(guī)劃。一般來講,有生活用房和生產(chǎn)管理用房。生活用房主要包括存衣間、廁所、盥洗室、淋浴室、保健站、餐室等,要根據(jù)生產(chǎn)需要和衛(wèi)生條件合理布置。車間行政管理用房和一些空間不大的生產(chǎn)輔助用房,可以和生活用房布置在一起。總平面布置的關(guān)鍵是合理地解決全廠各部分之間的分隔和聯(lián)系。
2傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計的弊端
隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,工業(yè)經(jīng)濟收入水平持續(xù)上升,工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃發(fā)展也更加多元化。但是,目前我國工業(yè)建筑設(shè)計方案,還遠遠不能滿足現(xiàn)代工業(yè)建筑設(shè)計的要求,依舊存在著諸多問題。
2.1質(zhì)量問題質(zhì)量是建筑的命根,質(zhì)量上的缺陷是建筑設(shè)計的最大缺陷。設(shè)計階段是工業(yè)建筑項目的初始環(huán)節(jié),設(shè)計方案是否合理,對工程建設(shè)的質(zhì)量有決定性影響。傳統(tǒng)的工業(yè)建筑設(shè)計,僅限于常規(guī)的生產(chǎn)需求,多數(shù)只是為了向企業(yè)提供生產(chǎn)空間,并沒有考慮設(shè)計方案存在的質(zhì)量問題。如在設(shè)計廠房建筑時,對占地面積、空間改造、建筑性能等問題沒有充分考慮,造成建筑設(shè)計方案與實際生產(chǎn)要求不相符,設(shè)計方案存在明顯的質(zhì)量問題。
2.2污染問題我國正在大力推進節(jié)能減排工作,這也要求建筑行業(yè)朝著“環(huán)保節(jié)能”方向發(fā)展,以促進整個工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化改造。在工業(yè)化生產(chǎn)的背景下,建筑物設(shè)計改造中出現(xiàn)了多種“污染問題”,產(chǎn)生了一定的負面效應(yīng)。設(shè)計人員沒有充分考慮綠色建筑的要求,建筑防污處理不夠理想。以電力建筑物為例,變電站建筑施工需要占用大量的土地,建筑方案設(shè)計不合理,就會造成土地資源的浪費,或者出現(xiàn)在森林區(qū)域肆意開發(fā)等問題。
2.3成本問題從工業(yè)建筑項目投資的角度考慮,無論是中小型還是大型工業(yè)建筑,都需要投入巨額的成本資金。建筑設(shè)計關(guān)系到成本耗資的數(shù)額,如果設(shè)計人員的成本控制意識不強,對項目規(guī)劃需消耗的費用缺乏全盤考慮,那么就可能導致資金的浪費。如工程設(shè)計師對工業(yè)建筑材料的分配不合理,導致材料采購成本增多;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,則會造成了工程的返工返修現(xiàn)象,增加了項目建造成本。
3綠色建筑設(shè)計理念的主要內(nèi)容
鑒于傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計的缺陷和不足,新時期工業(yè)建筑設(shè)計應(yīng)以“綠色環(huán)保”為宗旨,從環(huán)保、節(jié)能、除污、低耗等方面詳細分析,設(shè)計出更加科學的建筑方案,建造出更加優(yōu)越的工業(yè)建筑物。
3.1環(huán)保“保護環(huán)境,避免污染”,這是綠色建筑設(shè)計的核心思想,對綠色工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要意義。根據(jù)工業(yè)建筑設(shè)計標準,設(shè)計人員必須要結(jié)合前期勘測得到的數(shù)據(jù)信息,制定“環(huán)保型”建筑方案。工程設(shè)計師可以從材料、結(jié)構(gòu)、外觀等方面全面提升工業(yè)建筑的綠色效果,嚴格防范有害建筑的形成。
3.2節(jié)能能耗問題是限制工業(yè)建筑發(fā)展的重要因素,過大的能量消耗,對工業(yè)生產(chǎn)活動造成了較大的阻礙。綠色建筑設(shè)計理念對建筑節(jié)能提出了新要求:一是節(jié)能系統(tǒng),工業(yè)廠房建筑盡量采用外墻保溫系統(tǒng)、內(nèi)墻保溫系統(tǒng)等結(jié)構(gòu),避免熱能過度耗損帶來的不便。二是節(jié)能材料,廣泛采購新型節(jié)能材料,提高工業(yè)建筑的綜合性能。
3.3除污除了對工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)進行改良設(shè)計,還需配備高性能的除污系統(tǒng),以此來改善工業(yè)建筑的使用性能?!俺邸笔蔷G色建筑設(shè)計思想的新內(nèi)容,要求為工業(yè)建筑提供多功能的操控系統(tǒng)。通常應(yīng)在建筑物內(nèi)部安裝自動化除污系統(tǒng),利用除塵器、除煙器等裝置維持建筑物內(nèi)空氣的正常流通,防止各種污染現(xiàn)象的發(fā)生。
3.4低耗熱能耗損過大是影響工業(yè)建筑內(nèi)部環(huán)境的一大因素,由于傳統(tǒng)建筑設(shè)計條件有限,對熱能消耗問題未能采取有效的處理措施。新時期綠色建筑設(shè)計應(yīng)堅持“低耗”原則,對建筑內(nèi)、外部的熱能消耗加以控制。比較常見的低耗設(shè)計是采用“保溫系統(tǒng)”,在冬、夏兩個季節(jié)協(xié)調(diào)熱能供應(yīng),營造良好的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。
4工業(yè)建筑設(shè)計融入綠色理念的表現(xiàn)
目前,國內(nèi)建筑行業(yè)總體實現(xiàn)了綠色改革,綠色建筑成為了建筑市場發(fā)展的新趨勢。越來越多的工業(yè)建筑設(shè)計體現(xiàn)了“環(huán)保、節(jié)能、綠色”的新理念。
4.1工藝改造在綠色理念指導下,設(shè)計單位對工業(yè)建筑物的建造工藝進行了優(yōu)化改進,以保證后期施工符合綠色建筑物的要求。常見的改造方式是簡化工藝,在保證建筑設(shè)計質(zhì)量的前提下,對原始工藝精簡調(diào)整,以適應(yīng)節(jié)能降耗的建筑設(shè)計要求。
4.2新型材料建筑行業(yè)新型材料的出現(xiàn),大量綠色材料的普及和運用,為實現(xiàn)建筑節(jié)能創(chuàng)造了條件。首先,改造混凝土材料?;炷潦枪I(yè)建筑的基本要素,設(shè)計人員對混合料進行了綠化改造。如智能混凝土,具有性能強、材質(zhì)優(yōu)、成本低等優(yōu)點。其次,更新工業(yè)建筑裝飾材料。如內(nèi)外墻體材料、地面材料、頂棚材料等,均采用了新型的綠色環(huán)保材料。
4.3除污系統(tǒng)除污系統(tǒng)是基于自動化控制平臺的新系統(tǒng),設(shè)計人員常根據(jù)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)情況,結(jié)合存在的污染問題,配備專業(yè)的除污控制系統(tǒng)。針對空氣污染,可在廠房適當位置安裝排煙系統(tǒng),及時把有害氣體輸送到廠房外部,或者完成相應(yīng)的空氣凈化處理。此外,工業(yè)污水也是綠色建筑設(shè)計需考慮的問題,多數(shù)企業(yè)已經(jīng)在工業(yè)廠房內(nèi)配置了給排水系統(tǒng),避免了污水聚積產(chǎn)生的污染。
4.4優(yōu)化結(jié)構(gòu)從現(xiàn)有的工業(yè)建筑來看,建筑物的主要結(jié)構(gòu)可分為“單層、多層”兩種形式。每一種形式的建筑物都得到了全面優(yōu)化,整體結(jié)構(gòu)形式在不斷改造升級。就多層建筑而言,設(shè)計人員注重結(jié)構(gòu)空間的利用,適當降低每個層面之間的高度,減少建筑能耗,降低結(jié)構(gòu)承載。同時,在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)交接處設(shè)置加固構(gòu)件,增強了建筑物抗震、抗病害的能力。
5建筑綠色設(shè)計方案的管理設(shè)計單位選定
工業(yè)建筑方案之后,還應(yīng)對設(shè)計方案實施優(yōu)化管理,以確保建筑物結(jié)構(gòu)滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求。綠色建筑設(shè)計管理的內(nèi)容包括:(1)勘測管理。按照工業(yè)建筑設(shè)計的要求,對工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的地質(zhì)情況,進行詳細勘測,收集多項數(shù)據(jù)以輔助設(shè)計。(2)數(shù)據(jù)管理。利用計算機建立自動化數(shù)據(jù)管理模式,將企業(yè)提供的建筑數(shù)據(jù)輸入計算機,進行自動化處理,以獲得可靠的工程數(shù)據(jù),為設(shè)計人員提供必要的指導。(3)綜合審核。監(jiān)理單位應(yīng)安排專業(yè)人員,對工業(yè)建筑方案進行全面審核。對方案中存在的問題,要及時提醒設(shè)計單位進行修改,實現(xiàn)綠色建筑設(shè)計的最優(yōu)化。
來自國內(nèi)外的上百家知名企業(yè)用清一色或深或淺的綠色裝扮展臺,展示了低碳社區(qū)與綠色建筑等方面的最新技術(shù)與產(chǎn)品。生活垃圾處理、工業(yè)廢水的循環(huán)利用、防震防火的建筑用材、可再生利用的木絲水泥……博覽會上所展示的低碳社區(qū)與綠色建筑的新技術(shù)與新產(chǎn)品,可以融入到人類生活的每一個細節(jié)和環(huán)節(jié),綠色的展會內(nèi)容與展會形式相得益彰,無一不迎合了“綠色建筑:讓城市生活更低碳、更美好”的主題。
眾多展臺中,聯(lián)合技術(shù)公司(UTC)展臺以“優(yōu)勢源于高效”為主題,展示綠色建筑集成化解決方案,指引綠色城市發(fā)展方向,吸引了眾多觀眾駐足參觀和洽詢,成為本次博覽會中一抹最為耀眼的綠色。
聯(lián)合技術(shù)公司集成化建筑解決方案副總裁戴尚德在本次博覽會開幕式上發(fā)表演講說,開發(fā)商、城市規(guī)劃者以及政府官員已經(jīng)開始從建設(shè)具有各種系統(tǒng)的大規(guī)模項目中獲得環(huán)境和經(jīng)濟效益,這些系統(tǒng)協(xié)同運行,能夠大大提高能源效率。
戴尚德提出,綠色建筑應(yīng)包含四個因素,一是建筑和建筑系統(tǒng)的設(shè)計;二是高性能的設(shè)備;三是集成控制服務(wù);四是可再生資源。戴尚德說,單棟建筑主要依靠個別系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能,而城市規(guī)模解決方案則可以利用風電、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和太陽能等可替代清潔能源,具有廣闊前景。
關(guān)鍵詞:低碳建筑;建筑設(shè)計;節(jié)能
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A 文章編號:
1 什么是低碳節(jié)能建筑設(shè)計和綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計
1.1 低碳節(jié)能建筑設(shè)計
低碳節(jié)能建筑是指高能效,低耗能,低排放,低污染的建筑建筑體系,那么低碳節(jié)能建筑設(shè)計就是指在低能耗,低污染的環(huán)保理念下所作出的設(shè)計作品,在現(xiàn)代的家居設(shè)計中,低碳節(jié)能的建筑設(shè)計理念隨處可見,不少消費者在選擇建筑設(shè)計的時候都傾向于低碳節(jié)能的設(shè)計,可見,現(xiàn)代化的建筑設(shè)計是有很大市場的。
1.2 綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計
我們都知道,世界上的資源分為兩大類,一類是可再生資源,一類是不可再生資源,隨著世界人口的不斷增多,能源的巨大消耗成了全世界都在關(guān)注的問題,一方面,人們在可再生資源上大做文章,希望能夠用可再生資源代替不可再生資源,另一方面,在不可再生資源的節(jié)能上也在不斷的努力,而作為建筑行業(yè)的新的設(shè)計理念-綠色建筑,成了近幾年的熱門話題,綠色建筑就是指在設(shè)計,建造,利用,維修等方面減少能源的消耗,達到合理的重復(fù)利用能源,為人們打造健康的高品質(zhì)生活。
2 兩種節(jié)能設(shè)計對人們生活的影響
兩種節(jié)能設(shè)計理念的提出,得到了人們的歡迎。確實,在現(xiàn)代化的生活理念的影響下,人們更多的關(guān)注生活的品質(zhì)以及個人生活環(huán)境和整個生態(tài)環(huán)境的相互作用。
首先,節(jié)能設(shè)計能夠大大降低能源的消耗,為我國實現(xiàn)節(jié)能減排做出貢獻。
其次,節(jié)能設(shè)計能夠給人們創(chuàng)造一個更加舒適安全的生活環(huán)境,滿足人們高質(zhì)量的生活要求。
最后,節(jié)能設(shè)計對我國能耗最大的行業(yè),建筑業(yè)的長遠發(fā)展提供的了有利的技術(shù)支持。
3 實現(xiàn)低碳節(jié)能建筑設(shè)計和綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計的基本策略
3.1 低碳節(jié)能建筑設(shè)計的基本策略
3.1.1 節(jié)能與節(jié)水
一個建筑的主要部分就是維護結(jié)構(gòu),而維護結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞,直接決定了這個建筑是否實現(xiàn)了低碳節(jié)能。首先,一個建筑的墻體非常重要,一般來講,如果在墻體的銜接處的防水工作做得非常完善的話,那么墻體的保暖性就好,進而熱能的消耗就會降低,因此,在現(xiàn)代化的建筑設(shè)計上,新型的環(huán)保節(jié)能的材料的運用非常必要。
3.1.2 運用空心磚
實際上,很多地區(qū)的建筑設(shè)計都已經(jīng)在用空心磚,空心磚本身的特點就是質(zhì)量輕,但是稱重的效果好,在建筑中利用,不僅可以增加建筑中的空氣流通,還能實現(xiàn)低碳環(huán)保,很多人在擔心,采用空心磚的建筑會不會保暖效果不好,這種擔心大可不必,因為空心磚正是因為自身的空洞,反倒加快了空氣的流通,增強了建筑的穩(wěn)定性。
3.1.3 對現(xiàn)有的建筑進行低碳節(jié)能的改造
上文我們提到過,低碳節(jié)能的建筑設(shè)計不僅僅集中在新建筑的設(shè)計上,還應(yīng)該包括對舊有的建筑的節(jié)能的改造,例如,在北方的冬天,通常會實施采暖,但是由于我國的建筑本身存在保溫層的厚度不夠的問題,因此大量的暖氣在進入建筑后會流失,造成了不必要的浪費,更是加劇了能源的消耗,因此,在對舊有的建筑進行改造時,主要的方法就是將保溫層加厚,減少暖氣的流失,實現(xiàn)低碳節(jié)能的生活理念。
3.2 綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計的基本策略
3.2.1 利用可再生資源
在能源消耗迅速的今天,如何能夠?qū)崿F(xiàn)綠色節(jié)能的建筑理念就成了一個重要的話題,因此,可再生資源的充分利用就被提上了日程。當不可再生資源越來越少時,我們確實需要思考,如何才能降低不可再生資源的消耗速度,所以,科學合理的利用可再生資源,不僅能夠解決不可再生資源的緊缺問題,還能夠保證人們生活的可持續(xù)發(fā)展,所以,在能源消耗巨大的建筑行業(yè),我們要更加提倡可再生資源的利用。
3.2.2 將建筑與綠化完美結(jié)合
綠色植物一直是人們所喜愛的東西,并且,綠色植物在給人們生活帶來美感的同時,還可以給人們的生活提供一個健康的環(huán)境,因此,很多現(xiàn)代的建筑在設(shè)計上越來越多的提倡將綠化和建筑結(jié)合,一般來講,綠化主要包括屋頂綠化,外墻綠化和室內(nèi)綠化,只是在高層的寫字樓中可以看見,所以,我們提倡綠色與建筑相結(jié)合,一個舒適的生活環(huán)境,實現(xiàn)綠色節(jié)能的建筑理念。
3.2.3 保溫層的改善
保溫層即我們通常所說的維護結(jié)構(gòu),實現(xiàn)綠色節(jié)能,維護結(jié)構(gòu)也是一個方面,當然,這也是我國在建筑設(shè)計中存在的一個普遍的問題。根據(jù)國際上的標準,越是寒冷的地方,維護結(jié)構(gòu)的保溫效果要求就越高,即要求維護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)越低,從實際來看,我國的問題就在于,傳熱系數(shù)過高,有相當一部分的熱能白白消耗掉了,所以,維護結(jié)構(gòu)的改善成為重中之重。我們應(yīng)該根據(jù)不同地區(qū)的氣候情況選擇不同的建筑材料,例如,在我國北方地區(qū),冬天天氣干燥寒冷,對于建筑材料的要求就是保溫的性能要好,在干燥的氣候中不發(fā)生斷裂,而在像夏天的炎熱的季節(jié)中,能夠在保證室內(nèi)的透氣性的同時更好地抵擋陽光的輻射。所以,在維護結(jié)構(gòu)的改善上,新型材料的運用是重點。
3.2.4 建筑保溫方案
通過對建筑進行保溫設(shè)計是減小建筑能源耗散的主要措施。為了達到建筑的低碳理念,常見的建筑綠色設(shè)計的保溫方案如下:
(1)采取單一材料的保溫設(shè)計方案。這種設(shè)計方案所采用的保溫材料,其保溫性能比較高;由于其保溫材料不起承重作用,可選擇的靈活性比較大。例如加氣混凝土砌塊墻體或輕型空心砌塊墻體,這種保溫設(shè)計適合非承重結(jié)構(gòu)的填充墻保溫要求。(2)承載材料和保溫材料相結(jié)合的保溫設(shè)計方案。這種方案特點是構(gòu)造比較簡單,施工也很方便。在保溫材料方面應(yīng)選取導熱系數(shù)比較小,材料強度又要滿足承載要求,同時又要有足夠的耐久性。例如,鋼筋混凝土墻體或砌體結(jié)構(gòu)墻體,內(nèi)側(cè)做水泥珍珠巖砂漿保溫層,再做2mm厚的紙筋灰罩面裝飾層。這種保溫設(shè)計,可適合外墻承載結(jié)構(gòu)的墻體保溫。(3)混合做法的保溫設(shè)計方案。對于單獨采用某一種構(gòu)造做法仍不能滿足保溫要求時,或者為了要滿足建筑保溫要求而造成技術(shù)經(jīng)濟上不合理時,可采用混合做法的保溫設(shè)計方案。既有實體材料的保溫層,又有封閉空氣間層和承載結(jié)構(gòu)的外墻,其具有較好的保溫性能,尤其重點應(yīng)用于在熱工要求較高的建筑物外墻中。(4)預(yù)制外墻板間連接節(jié)點的保溫設(shè)計??紤]到護墻板的保溫要求,對于預(yù)制外墻板在板厚度的中部加設(shè)50~100mm厚度的高熱阻保溫材料,可有效地解決外墻板的主體部分的保溫問題。但在相鄰兩塊預(yù)制外墻板的連接節(jié)點處,由于現(xiàn)場處理結(jié)構(gòu)連接的需要,此處不可能做成具有保溫功能的復(fù)合墻板形式,對于這種節(jié)點連接處較易形成“冷橋”,必須在現(xiàn)場對其進行特殊的保溫構(gòu)造處理。(5)墻體常見傳熱異常部位的保溫設(shè)計。建筑中的鋼筋混凝土梁、過梁等構(gòu)件,較易形成“冷橋”。為了避免這些“冷橋”部位散失過多的室內(nèi)熱量以及其內(nèi)表面可能出現(xiàn)的結(jié)露現(xiàn)象,應(yīng)在這些部位采取局部保溫構(gòu)造措施。
綠色建筑并不意指簡單的立體綠化,而是指充分利用自然環(huán)境資源,最大限度地節(jié)約資源、保護環(huán)境,為居民提供健康、舒適、高效的居住空間,同時又不破壞自然生態(tài)平衡的建筑。
方案提交人:臺達集團
臺達集團是一家提供電源管理與散熱管理解決方案的廠商,業(yè)務(wù)范疇覆蓋電源及元器件、能源管理以及智能綠生活三大部分,同時也是國內(nèi)較早開始關(guān)注綠色建筑的企業(yè)之一。
從2006年開始,臺達集團開始建設(shè)自有綠色廠辦。位于臺南科學園區(qū)的臺南分公司是其最早進行改造的廠辦,采用了內(nèi)凹遮陽、自然采光、高效率空調(diào)系統(tǒng)、太陽能光電系統(tǒng)等節(jié)能技術(shù),廠辦落成啟用后獲得了臺灣綠建筑EEWH“黃金級”評級。根據(jù)臺達集團提供的數(shù)據(jù),2013年,該廠房比臺灣傳統(tǒng)辦公大樓節(jié)能約22%。到目前為止,臺達共有7座綠建筑廠辦,5座對外捐贈的綠色建筑,比如臺灣成功大學臺達大樓、四川地震后捐建的楊家鎮(zhèn)臺達陽光小學等。
除了建造綠色廠房之外,為了推廣傳播綠色建筑理念,從2006年起,臺達環(huán)境與教育基金會贊助舉辦“臺達杯國際太陽能建筑設(shè)計競賽”,每一屆競賽主題不同,鼓勵高校學生提出創(chuàng)新性的建筑設(shè)計方案,優(yōu)秀獲獎方案將被落實建成。此外,臺達還發(fā)起“綠領(lǐng)建筑師培訓工作坊”,培養(yǎng)具備綠建筑理念的人才;招募臺達能源教育志愿者傳播能源概念;設(shè)立臺達環(huán)境獎學金,資助部分學生赴海外進行環(huán)境研究等。
方案點點看
國家住宅與居住環(huán)境工程技術(shù)研究中心屬于競賽組委會單位之一,建筑師鞠曉磊告訴《二十一世紀商業(yè)評論》(下稱《21CBR》)記者,目前建筑能耗約占中國社會總能耗的29%~30%,隨著人們生活質(zhì)量的提升,未來十年這一數(shù)據(jù)有可能提高至33%~ 35%。
綠色建筑和普通建筑的能耗差別有多大?據(jù)鞠曉磊介紹,在中國主要包括“四節(jié)一環(huán)?!保ü?jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護)幾個核心維度,國家也在2006年頒布了首個版本的《綠色建筑評價標準》。目前建筑能耗計量方式還不夠完善,以碳排放來說,主要在建筑的建造過程、運行過程中產(chǎn)生,但生產(chǎn)、運輸期間產(chǎn)生的碳排放就難以量化計算,差別需要根據(jù)具體情況判定,甚至可能相差60%以上。 1. 臺達上海浦東研發(fā)大樓(LEED黃金級)。 2.四川楊家鎮(zhèn)臺達陽光小學。3.中國可再生能源學會理事長石定寰(右一)、臺達中國區(qū)執(zhí)行副總裁暨總經(jīng)理廖慶龍(右二)實地參觀“風土再生”實施方案中符合當?shù)靥厣暮煌翂Y(jié)構(gòu)。
今年“臺達杯國際太陽能建筑設(shè)計競賽”的主題是“陽光與美麗鄉(xiāng)村”,農(nóng)牧民定居青海低能耗住房項目是賽題之一,其一等獎獲獎作品名為“風土再生”。此方案主要對“莊廓”(青海的特色建筑形態(tài),由高大的土筑圍墻、厚實的大門組成的四合院)進行研究與改建,包括保留并加強傳統(tǒng)院落,增設(shè)適應(yīng)農(nóng)牧民的牲畜物院,取消采光不好的房間以及置入過渡空間等。
“這個方案最大的亮點在于運用了現(xiàn)代夯土技術(shù),在當?shù)赝临|(zhì)基礎(chǔ)上加入秸稈等纖維材料,滿足墻體的保溫性能,同時應(yīng)用了鋼結(jié)構(gòu),可以有效增加房屋穩(wěn)定性。而且造價壓得比較低,還采用了太陽能技術(shù)?!本蠒岳诟嬖V記者,綠色建筑優(yōu)先從設(shè)計建造方面來解決問題,模擬的時候發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不能達標,再用主動方式來進行補充,比如,熱水功能無法通過設(shè)計很好地滿足時,再加裝太陽能熱水器。
談及綠色建筑設(shè)計和建造過程中的難處,鞠曉磊認為,如何通過技術(shù)來保證節(jié)能效果需要花較多心思,有時設(shè)計不能實現(xiàn)滿意的效果,但又要兼顧主動式裝置的經(jīng)濟成本。此外,因綠色建筑的工藝與傳統(tǒng)工藝有別,施工工人對圖紙的理解有偏差,會對最終效果造成影響。
除了新建綠色建筑之外,臺達集團也對現(xiàn)有的自有廠辦進行節(jié)能改造。臺達中國區(qū)執(zhí)行副總裁暨總經(jīng)理廖慶龍表示,建筑需要從最初的設(shè)計階段就全面考慮能耗問題,如果對現(xiàn)有建筑進行改造,因為其建筑結(jié)構(gòu)難以改動,會有很多限制。臺達環(huán)境與教育基金會中國區(qū)副代表陳奕祥補充說:“改造現(xiàn)有廠辦仍然要保證施工期間員工能正常辦公,通常是在電梯系統(tǒng)、玻璃、照明系統(tǒng)等方面著手,這些投入帶來的節(jié)能效果非常明顯,總體來說,臺達12棟經(jīng)過認證的綠色建筑在2014年就節(jié)省了1300萬度電?!?/p>