21世紀以來,世界進入經濟蓬勃發展時期,建筑業迅速發展的同時,能源消耗量大幅增加,與人類生存密切相關的資源和環境問題越來越突出,逐漸嚴峻的形勢呼吁建筑業開始可持續發展模式。綠色建筑的本質是在滿足四個環境保護要求的前提下,合理利用自然條件和人工技術為用戶創造舒適健康、生態文明、可持續發展的人居環境。發展綠色建筑是目前應對全球氣候變化、實踐節能低碳、恢復生態和諧的有效措施,適合全國各地大力推進。
1綠色建筑發展現狀
1.1什么是綠色建筑
綠色建筑在全壽命期間,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材),保護環境,減少污染,為人們提供健康、適用、高效的使用空間從其定義來看,綠色建筑復蓋了三個特點。一是綠色建筑是系統概念,復蓋建筑的全壽命周期,不是視覺綠色或單純景觀園林綠化,二是綠色建筑是一體化技術整合,以統一考慮四節一環境保護為技術指導,通過方案設計優化、技術材料創新合理提高建筑性能和質量,達到降低能源消耗的目標三是綠色建筑是生態理念,其出發點是人類生存質量的追求和城市生態、環境保護、能源消耗的整體和諧,是天人合一,根據當地制定新的設計理念。
1.2綠色建筑發展現狀
二戰后,世界經濟迅速增長,人口急劇增加,迅速發展的城市建筑成為能源消耗和碳排放的主要因素,建筑能源消耗在社會總能源消耗中的比例迅速減半。越來越多的研究人員開始關注建筑能源消耗問題,尋求建筑與自然資源、能源之間的平衡發展途徑。1960年代,生態建筑理念的提出是綠色建筑最早的雛形。70年代,受全球能源危機的影響,人們的關注點回到了建筑本身的節能,節能建筑在世界各國陸續出現。在“節能建筑”基礎上,北美國家提出以可持續發展為中心原則的“綠色建筑”概念,并于1992年在聯合國環境與發展大會上最終確立,得到世界各國的普遍認同。隨后,美國LEED、英國BREEAM、德國DGNB、日本CASBEE等綠色建筑評價體系陸續建立,為綠色建筑在世界范圍內的發展提供科學規范的管理標準,綠色建筑以星火燎原的勢頭實現了從理念到實際工程的轉變,成為世界建筑產業發展的新方向。我國綠色建筑也經歷了從節能建筑到綠色建筑的概念發展歷史。
1986年發布的《節能管理暫行條例》將節能作為建筑設計的必要考慮環節,1991年,國家八五計劃提出了節能、節地和節材的住宅系統,從節能為主導的2004年開始,中國明確推進了四節一環境保護的綠色建筑,在國內全面推進的2006年6月,具有中國本土特色的綠色建筑評價標準正式發布,2014年新改版,模糊的定性評價這一系列歷史事件充分表明,我國綠色建筑正沿著規范化、標準化的發展道路穩步前進。目前,我國近30個省市已成立綠色建筑委員會和審查專家委員會,設立綠色建筑評價標志管理機構,積極開展當地綠色建筑標志評價,開創綠色建筑在全國各地開花的好局面[2]。
1.3甘肅省綠色建筑評估現狀
隨著綠色建筑在我國的逐漸普及,甘肅省綠色建筑也如雨后春筍般進入了快速發展時期。甘肅省發展綠色建筑的戰略是以綠色建筑標志評價為起點,推進綠色建筑,從建筑設計和運行水平開始綠色建筑在全省范圍內的建設過程。自2013年起,甘肅省陸續啟動綠色建筑評估工作,大批新建建筑獲得綠色建筑評估標志認證,表1列出甘肅省代表性四大綠色建筑項目。甘肅省以綠色建筑評估為重要抓手,使省內建筑業迎來綠色建筑發展風潮。
2甘肅寒旱地區綠色建筑推進條件
1)氣候特點甘肅省大部分地區為典型的西北寒旱地區,除隴南外其他各市州均位于我國熱工氣候區劃中的嚴寒與寒冷地區,氣候屬明顯向大陸性氣候過渡的溫帶季風氣候,干旱缺雨,日溫差大。甘肅省冬夏長春秋短,冬季嚴寒少雨雪,夏季高溫、集中了全年50%~70%的降雨。省內年平均氣溫在0~16℃之間,年降雨量在40~800mm之間,空間上均大致呈東南向西北遞減的趨勢。典型的寒旱氣候及其在空間時間上的迥異分布,對甘肅省建筑物使用功能提出了不同的要求,綠色建筑的推進必須以適應氣候為首要前提。
2)能源狀況甘肅省能源種類較多,傳統能源有煤炭、石油、天然氣等,還有豐富的新能源如太陽能、風能等。甘肅省太陽能資源相當豐富,位列全國前三,尤其是河西西部、甘南西南部最豐富,可利用潛力巨大。風能資源豐富,主要集中在河西走廊和省內部分山口地區,河西瓜州素被稱為世界風庫。盡管有地域差異,甘肅省豐富的能源儲備為綠色建筑創造了良好的條件,但通過統一計劃,可以合理地將這些能源應用于綠色建筑工程。
3)經濟水平甘肅省位于黃河上游,是中國大陸通往寧青新西等少數民族地區的交通要道。改革開放三十年來,甘肅省科技、經濟與社會發展取得了一定的成就,但仍然面臨基礎設施建設落后、城市化率不高、生態環境脆弱、高新技術產業發展緩慢等經濟發展現狀。綠色建筑在建造中會造成部分增量成本,但并不等同于高投入建筑,結合甘肅省不發達的經濟水平,綠色建筑的推廣可以通過選擇投資少、回收期短的技術體系來實現。
4)政策于2013年12月發布,甘肅省政府辦公廳發布《甘肅省綠色建筑行動實施方案》,要求自2014年1月1日起,全省單體建筑面積超過2萬平方米的大型公營建筑和蘭州市保障性住宅全面執行綠色建筑標準,鼓勵其他市州保障性住宅、新區、開發區、房地產開發項目和工業建筑執行綠色建筑標準。到2021年底,20%的城鎮新建建筑符合綠色建筑標準。2014年3月,甘肅省設立綠色建筑特別資金補助金,為綠色建筑的發展提供經濟激勵和支持。2021年10月,蘭州市印發《加快推進綠色建筑工作的通知》,首次將“10萬平方米以上的住宅小區”納入全面執行綠色建筑標準的范圍,同時表示應確保蘭州市“2021年城鎮新建綠色建筑比例達到60%以上”。綠色建筑的推廣離不開政府的規范、引導與支持,在政策的有力推動下,讓政府投資的工程項目建設成為綠色建筑的典范,達到引領和帶動省內其他社會工程綠色化的效果。
3綠色建筑在甘肅寒旱地區的適應性分析
綠色建筑的一個重要特征是它需要根植于當地具體的自然條件而展開,在甘肅寒旱地區推廣綠色建筑,應該針對其特殊氣候與能源、經濟水平進行適應性分析,綜合考慮后構建合理可持續的綠色建筑發展策略。
3.1建筑形態
建筑形態是建筑表現最客觀本質的實體和空間形態特征,是建筑給人的第一個直觀印象,分析其適應性的重要性不容忽視。不同氣候與環境條件下,建筑形態的適應性主要體現在建筑單體形狀、建筑朝向與布局等方面。甘肅省寒旱地區綠色建筑應盡可能選用體型系數小、造型規整簡潔的建筑單體形狀,可明顯避免建筑過多的熱量散失,節能的同時也有利于節地。建筑朝向與布局的調整是考慮夏季室內室外自然通風、冬季充分利用南面的太陽輻射熱量并避開當地冬季主導風向,通過夏季良好的自然通風、冬季多獲日照和疏導寒風達到有效節能的目的。甘肅省建筑最好朝近南北方向。
3.2建筑周邊保護結構保溫
對于寒旱地區的綠色建筑,建筑周邊保護結構保溫是有效抵抗嚴酷氣候,實現節能消耗的重要技術措施。建筑周邊防護結構通常指建筑外墻、屋頂和外門窗,不僅分隔了建筑室內外空間,還承擔了建筑與外環境熱能交換的功能,其保溫性能的好壞直接影響了建筑的熱舒適性和能源消耗水平。建筑外墻保溫形式多樣,有適應廣泛的外墻外保溫形式,也有只適用于多層、中低層建筑的墻體自保溫和外墻夾心保溫形式。建筑屋面保溫原理同外墻保溫,一般做法是在屋面板上設置保溫構造,近年來新興的種植屋面因其生態功效良好利于節能與環保,可以在甘肅省寒旱氣候條件下小范圍內采用。建筑外門窗保溫的關鍵是適宜的窗墻比、良好的氣密性及窗框與玻璃選擇剛度足夠且熱導率低的材料,減少該部位熱傳導活躍性與敏感性[3]。表2列出了適宜在甘肅省寒旱地區綠色建筑外圍護結構保溫適用材料,建設方與設計方應在考慮地區經濟水平的前提下,盡可能采用性能更優的保溫材料與形式,以貫徹綠色建筑節材節能的原則。
3.3室內外環境優化技術
優質高效的室內外環境是綠色建筑根本目標所在并通過應用各種優化技術來達到。甘肅省寒旱地區發展綠色建筑,室內環境優化適宜采用的技術有:在滿足功能性、美觀性和工作效率的前提下,盡可能選用節水節能型衛生器具與設施;采用節能供水系統、同層排水系統和中水回用系統,開發利用優質雜排水和中水等非傳統水源的潛力;采用新風系統,改善室內空氣質量等。室外環境優化適當采用的技術是采用喬灌草復層綠化技術,建設接近自然的生態綠化環境鋪設透水地板,在滿足人類活動功能的同時改善城市地表生態平衡。同時,室內外環境適用于消音噪聲墻面、地板、管道材料,設計良好的側窗采光、導光式天然采光系統和室內外節能照明系統,保證室內外安全健康的聲光環境。
3.4可再生能源利用
可再生能源包括太陽能、風能、地熱能、空氣能、生物能、海洋能等,這些能源具有量大、廣泛、無害、相對穩定、可持續利用的特點,可利用性能優異。甘肅省發展綠色建筑,應全力推進可再生能源在建筑領域實現規模化、復合化的高水平利用。甘肅省賦予利用價值的可再生能源有太陽能、風能、地熱能和空氣能,針對能源空間分布分布現狀選擇優化的可再生能源利用方案,在太陽能豐富的地區發展太陽能采暖、熱水、光伏發電技術,風能豐富的地區發展風力發電技術,發展地源熱泵、空氣能熱泵技術
4結語
甘肅省作為自然條件不友好的寒旱地區的代表,建筑節地、節能、節水、節材和環境保護的要求比較迫切,這符合綠色建筑的內在要求,甘肅省未來城市建設過程中發展綠色建筑勢在必行。政府完善的技術標準支持體系和法規政策領導推動,結合適當的經濟激勵,是綠色建筑在外地順利實施的有力保障,甘肅省綠色建筑發展渠道應以政府投資建筑為先驅示范,推廣到其他企業、社會建筑。綠色建筑發展策略構建必須因地制宜,充分考慮自身氣候、能源、環境與經濟條件,通過選用適宜的建筑形態、建筑保溫、室內外環境優化技術及可再生能源,從技術上保證綠色建筑在甘肅省的順利實施與發展。
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