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宜居绿色建筑让城市生活更低碳更美好

发布时间: 2015/8/18 23:20:53浏览:


一、什么是宜居绿色建筑:初步了解宜居绿色建筑

概念的澄清——
宜居绿色建筑的“宜居绿色”,并不是指一般意义的立体绿化、屋顶宜居绿色建筑花园,而是代表一种概念或象征,指建筑对环境无害,能充分利用环境自然资源,并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑,又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。


建筑物是能耗和碳排放大户
工业28%  交通运输33%  办公及民用建筑39%

人类从自然界所获得的50%以上的物质材料,是用来建造各类建筑及其附属设施,这些建筑在建造和使用过程中,又消耗了全球50%的能量,在中国,目前全国400亿平方米既有建筑中95%以上为高耗能建筑,单位建筑面积能耗是发达国家的2-3倍以上,加上我国以煤为主要燃料的能源结构,在造成能源浪费的同时,也对社会造成了严重的环境污染。建筑能耗高、污染严重已成为制约我国可持续发展的突出问题。此外,在建筑的建设中还存在土地资源利用率低、水污染严重、建筑耗材多等问题,发展宜居绿色建筑是可持续发展的必然要求。
宜居绿色建筑,是在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。 ——《宜居绿色建筑评价标准》GB 50378-2006

宜居绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑
从概念上来讲,宜居绿色建筑主要包含了三点,
一 是节能,这个节能是广义上的,包含了上面所提到的“四节”,主要是强调减少各种资源的浪费;
(宜居绿色建筑和节能建筑的区别:宜居绿色建筑一定是节能建筑,但节能建筑不一定是宜居绿色建筑。宜居绿色建筑在节能建筑的基础上还加入可再生能源的利用、节水、节材、节地、室内环境质量和智能控制的内容。宜居绿色建筑更加强调可持续性。)
二是保护环境,强调的是减少环境污染,减少二氧化碳排放;
三是满足人们使用上的要求,为人们提供“健康”、“适用”和“ 高效”的使用空间。
宜居绿色建筑是一种理念,也是一种投资,因为宜居绿色也同时为人类带来很多利益.
和传统建筑相比,宜居绿色建筑的经济效益主要体现在节地、节水、节材和节约能源及减少运营管理成本等方面上。
在节地方面,《宜居绿色建筑评价标准》中规定宜居绿色建筑的建造应该是集约利用土地、优化土地使用基础之上的,能充分利用矿渣、粉煤灰等工业废料,尽量少用或者不用黏土砖,以保护和利用土地资源;在节材方面,指结构施工与装修工程一次施工到位,不破坏和拆除已有的建筑构件及设施,装修时避免重复装修与材料浪费等。
在节水方面,宜居绿色建筑应该是采用节水型器具方式降低用水量,同时强调屋顶雨水的收集和再利用,地面雨水可结合实际情况进行收集或通过采用可渗透的路面材料使雨水能渗入地层,保持水体循环,居住小区和建筑排水原位处理后回用于生活杂用、景观和绿地浇灌。相比传统建筑,宜居绿色建筑更加能够节约用水。
在节能方面,宜居绿色建筑应该是根据当地自然条件,充分考虑自然通风和天然采光,能够减少空调使用和照明;通过建筑外围护结构设计、采用高效保温材料复合墙体和屋面以及密封性良好的多层窗,减少建筑运行能耗等。相比传统建筑,宜居绿色建筑的耗能可以降低70%~75%,最好的能够降低80%。节约能耗本身就大大减轻了环境压力。
节地、节材、节水和节约能源的指标很容易测量,虽然测量指标的各个量纲却不一致,但是可以把他们统一成费用效益型指标。节地、节材、节水和节约能源都是相对于传统建筑来讲的,因而可以看成宜居绿色建筑比传统建筑增加的经济效益。

 

二、宜居绿色建筑四节一环保技术:深入理解宜居绿色建筑


 


 1-1、太阳能光热系统
太阳能供暖利用太阳能转化为热能,通过集热设备采集太阳光的热量,再通过热导循环系统将热量导入至换热中心,然后将热水导入地板采暖系统,通过电子控制仪器控制室内水温。在阴雨雪天气系统自动切换至燃气锅炉辅助加热让冬天的太阳能供暖得以完美的实现。春夏秋季可以利用太阳能集热装置生产大量的免费热水。

太阳能是除核能以外的所有能源(化石能、水能、风能、生物能)之母,人类利用太阳能的历史几乎与其本身的历史一样悠久。1904年,美国人制造出了世界上第一台太阳能热水器,从此、人类进入了太阳能利用的机器化时代。二战后,随着经济的发展、财富的增加,人民的生活品质不断提高;从而,对生活热水的需求迅速增加。上世纪七十年代,第二次石油危机发生,西方发达国家的经济受到重创,然而,无意中却为太阳能热水器的发展创造了良好的机遇。从此,在西方发达国家,太阳能热水器进入了大规模生产和使用时代。   太阳能供暖利用太阳能转化为热能,通过集热设备采集太阳光的热量,再通过热导循环系统将热量导入至换热中心,然后将热水导入地板采暖系统,通过电子控制仪器控制室内水温。在阴雨雪天气系统自动切换至燃气锅炉辅助加热让冬天的太阳能供暖得以完美的实现。春夏秋季可以利用太阳能集热装置生产大量的免费热水。太阳能供暖工程的寿命可达20年以上,一般5年内就可收回成本,长达15年以上的免费享用尽显它的经济节能本色。

1-2、太阳能光伏系统

中国的电力越来越吃紧,环境越来越恶劣,因此开发利用宜居绿色能源,是21世纪最重要的课题,再生能源的利用是主题,其中太阳能最为有潜力,太阳能技术逐渐成熟,为未来全球最有发展前瞻性之辅助性电源。很多人因为高科技,所以觉得很昂贵,其实不然。光伏发电并联系统所谓的“不经济”,仅仅是短暂的,光伏组件的寿命有20-30年之久,对于如此长的寿命再结合它的利用率来说,那就很有价值。
目前中国关于太阳能光伏发电的具体政策没有明确颁布,并网回收电价没有具体出台的情况下,安装太阳能光伏系统是一个非常有远见的举措。如政策颁布,上网电价统一出台,那么国家电网回收电力是势在必行;政策出台前,发电可以自己使用,如不够用,可以再向电网购买使用。德国就有宜居绿色建筑,通过太阳能发电,不仅做到自给自足,还能将多余的电量回馈给电网,减少对能源的需求。

2、地源热泵系统
(原理:以岩土体为冷热源,由水源热泵机组、地埋管换热系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。)

3、毛细管三维辐射采暖制冷系统
冬季,毛细管内流淌着较低温度的热水,均匀柔和的向房间辐射热量;夏季毛细管内流动着温度较高的冷水,均匀柔和的向房间辐射冷量。由于毛细管席换热面积大,传热速度快,因此传热效率更高。

水是一种高效、便宜的介质,毛细管主要是利用了18度的高温冷却水作为它冷热源,相对于我们传统的空调设备来讲它是大大地提高了节能率。在它的舒适性上面没有吹风感、无噪音无气流,对人体的感觉也是非常舒适的。毛细管空调末端的系统现在在案例当中越来越被采用,像清华的节能楼,奥运大厦,还有目前的几种都考虑了毛细管的应用。这美观上非常好,还可以节约冷风设备占用的空间,维护也相当方便,只需要模块化进行局部的维修、检测就可以了。

4、温湿度独立控制空调系统
温度、湿度分别独立处理,可实现精确控制,处理效率高,能耗低。

 

将干燥的新风送入房间控制湿度,而由高温冷源产生17~20℃冷水送入室内的风机盘管、辐射板等显热去除末端,带走房间显热,控制房间温度。从而实现房间温、湿度的独立、灵活调节,营造节能、健康、舒适的室内环境。

特点:适应室内热湿比的变化。温湿度独立控制系统分别控制房间的温度和湿度,能够满足建筑热湿比随时间与使用情况的变化,全面控制室内环境。并根据室内人员数量调节新风量,因此可获得更好的室内环境控制效果和空气质量。
末端方式不同。可采用辐射式末端或者干式风机盘管吸收或提供显热,采用置换通风等方式送出干燥的新风去除显热,冬夏共用同样的末端装置。
不再需要低温冷冻水。整个系统只需要18℃的冷水,这可通过多种低成本的和节能的方式提供,降低了运行能耗。采用溶液吸湿完成空气除湿。无论在新风处理机还是风机盘管处,都不存在凝水,根除了霉菌,军团菌等病菌的滋生条件,溶液本身具有杀菌除尘作用,增强了系统健康安全性。采用溶液与空气直接接触,由溶液捕捉空气中的可吸入颗粒物,再通过溶液过滤器去除,避免了中效过滤器清洗,更换的一系列问题。
采用溶液除湿方式处理新风,可有效的控制室内湿度。溶液采用低温热量(60℃)驱动。使利用城市热网夏季供应热量驱动空调,也可使制冷用热泵的热端排热得到应用。同时,浓溶液还可以高密度蓄存,从而使热量的使用与空调的使用不必同时发生。这对降低空调电耗,改善城市能源供需结构,解决热电联产系统的负荷匹配问题都可起到重要作用。

5-1、用光导管进行自然采光
适用范围
1. 家庭照明、别墅、车库
2. 大型商场、医院、养老院
3. 厂房、仓库、办公楼、会议室
4. 学校教室、博物馆、体育场馆
5. 危险产地照明、地下室照明
6. 水产养殖、科学研究


5-2、智能照明系统


会议室中安装人体感应,可做到有人开灯/开空调,无人关灯/关空调,以免忘记造成浪费
有人工作时自动打开该区的灯光和空调;无人时自动关灯和空调,有人工作而又光线充足时只开空调不开灯,自然又节能。
6、自然通风

6、围护结构


 围护结构在建筑总能耗中所占比例约为72%,若以其为100%作基数,外墙的能耗传热量24%,屋顶能耗22%,地面能耗15%,窗户的传热量占20%和空气渗透量能耗13%相加,则约占建筑全部耗热的1/3。
围护结构节能技术指通过改善建筑物围护结构的热工性能,达到夏季隔绝室外热量进入室内,冬季防止室内热量泄出室外,使建筑物室内温度尽可能接近舒适温度,以减少通过辅助设备如采暖、制冷设备来达到合理舒适室温的负荷,最终达到节能的目的。

6-1 墙体节能
墙体节能技术又分为复合墙体节能与单一墙体节能。
——复合墙体节能是指在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。根据复合材料与主体结构位置的不同,又分为内保温技术、外保温技术及夹心保温技术。
——单一墙体节能指通过改善主体结构材料本身的热工性能来达到墙体节能效果,目前常用的墙材中加气混凝土、空洞率高的多孔砖或空心砌块可用作单一节能墙体。


自然通风的组织
在春、秋季这样的过度季节,通过合理的建筑及室内空间设计,充分利用自然通风来为室内排风换气,从而达到减少通风能耗的目的

6-2 窗户节能
窗户节能技术主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳辐射能三个方面进行。
遮阳板(会呼吸的表皮)
建筑主体外立面有一条条横向排列的金属是遮阳百叶(穿孔透光铝板),百叶上有着大小长短不等的方型镂空,据说这一设计是史蒂芬·霍尔受一片棕榈叶的启发设计而成。

电控智能遮阳 根据太阳运行角度,室内光线强度要求,采用机翼性电控遮阳系统,在太阳辐射强烈的时候打开,遮挡太阳辐射,降低空调能耗。在冬季和阴雨天的时候打开,让阳光射入室内,降低采暖能耗。
——减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直接交换而增加设备负荷,可通过采用密封材料增加窗户的气密性;
——减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热量传递,通过采用如中空玻璃、热反射玻璃等节能玻璃、节能型窗框(如塑性窗框、隔热铝型框等)来增大窗户的整体传热系数以减少传热量;
——在南方地区太阳辐射非常强烈,通过窗户传递的辐射热占主要地位,因此可通过遮阳设施(外遮阳、内遮阳等)及高遮蔽系数的镶嵌材料(如low-e 玻璃)来减少太阳辐射量。

6-3 屋面节能
有屋顶花园的建筑不一定是宜居绿色建筑,屋顶花园却是宜居绿色建筑的要素之一。


 


屋面节能的原理与墙体节能一样,通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。主要措施有保温屋面(外保温、内保温)、架空通风屋面、坡屋面、绿化屋面等。
 

节水
 

(1)雨水和污水的回收利用


 以雨水和河水作为补给水,结合生态净化系统、气浮工艺、人工湿地、膜过滤和炭吸附结合技术,处理源头水质,达到生活杂用水标准,处理后水用于冲厕、绿化灌溉和景观补水。结合景观设置具有净水效果的景观型人工湿地,处理生活污水。
(2)节水器具的使用



 (1)建筑材料就地取材,至少20%(按价值计)的建筑材料产于距施工现场500公里范围内。
(2)使用耐久性好的建筑材料,如高强度钢、高性能混凝土、高性能混凝土外加剂等。
(3)建筑垃圾资源化综合再利用,可再循环材料(按价值计)占所用总建筑材料的10%。
(4)在保证性能的前提下,优先使用利用工业或生活废弃物生产的建筑材料。
(5)使用可改善室内空气质量的功能性装饰装修材料。
(6)结构施工与装修工程一次施工到位,避免重复装修与材料浪费。

 

节地


 (1)建筑场地选址无洪灾、泥石流及含氡土壤的威胁,建筑场地安全范围内无电磁辐射危害和火、  爆、有毒物质等危险源。
(2)住区建筑布局保证室内外的日照环境、采光和通风的要求,满足《城市居住区规划设计规范》GB 50180中有关住宅建筑日照标准的要求。
(3)绿化种植适应当地气候和土壤条件的乡土植物,选用少维护、耐候性强、病虫害少,对人体无害的植物。
(4)住区的绿地率不低于30%,人均公共绿地面积 1-2㎡/人。


三、宜居绿色建筑的典范:形象认识宜居绿色建


 北京奥运村


 1)采用了与建筑一体化的太阳能热水系统

系统包括:集热系统、储热系统、换热系统、生活热水系统
奥运会期间可为16800名运动员提供洗浴热水的预加热;奥运会后,供应全区近2000户居民的生活热水需求。
2)奥运村将利用清河污水处理厂的二级出水,建设“再生水源热泵系统”提取再生水中温度,为奥运村提供冬季供暖和夏季制冷。

3)景观与水处理花房相结合,在阳光花房中,组成植物及微生物食物链处理生活污水,实现中水利用。 


 4)合理利用了木塑、钢渣砖和农业作物秸秆制作的建材制品、水泥纤维复合井盖等再生材料,节约资源。

5)奥运村部分建筑赛后需拆迁,多采用拆迁后可回收再利用无毒无味无污染材料,有效节约资源,控制环境污染。


 世博会场馆


 中国馆:宜居绿色地标

在中国馆古典大气的外部造型下,隐藏着许多环保新技术。何镜堂院士表示:“我们在设计中国馆时极度重视环境与能源问题,有一套完整的环境保护与能源节约策略体系,旨在以建筑表述‘环境宣言’。”
挑战:调节室温
应对:自遮阳体系,半室外玻璃廊
中国国家馆造型层叠出挑,在夏季上层形成对下层的自然遮阳;地区馆外廊为半室外玻璃廊,用被动式节能技术为地区馆提供冬季保温和夏季拔风;地区馆屋顶“中国馆园”还将运用生态农业景观等技术措施有效实现隔热。
挑战:减排降耗
应对:节能照明系统,制冰技术
中国国家馆在建筑形体的设计层面,力争实现单体建筑自身的减排降耗。在建筑表皮技术层面,充分考虑环境能源新技术应用的可能性。比如,所有的窗户都是使用低耗能的双层玻璃。中国馆的制冰技术的应用将大大降低用电负荷,建筑的节能系统将使能耗比传统模式降低25%以上。
挑战:循环自洁
应对:雨水收集系统,人工湿地技术
在景观设计层面,加入循环自洁要素。在国家馆屋顶上设计的雨水收集系统,可以实现雨水的循环利用,利用天然的雨水进行绿化浇灌、道路冲洗;在地区馆南侧大台阶水景观和南面的园林设计中,引入小规模人工湿地技术,利用人工湿地的自洁能力,在不需要大量用地的前提下,为城市局部环境提供生态化的景观。
挑战:节能环保
应对:通风性能,太阳能技术
中国馆不仅通风性能良好,还采用了许多太阳能技术。中国馆的顶部、外墙上都会装有太阳能电池,以确保提供强大的能源,有望使中国馆实现照明用电全部自给。
 

博轴:让阳光倾入地

 

世博轴是上海世博会在宜居绿色建筑方面的一次大胆尝试。除了在建筑造型及交通功能上的巨大突破,世博轴还蕴含了多项先进生态技术,而不能将其视为单纯的交通枢纽。
挑战:宜居绿色地下空间
应对:“阳光谷”和下沉式花园
地下空间给人的印象大多是昏暗与沉闷,然而世博轴的“阳光谷”使得这一问题迎刃而解。六个巨型圆锥状“阳光谷”分别分布在世博轴的入口及中部,它们的独特形态能够帮助阳光自然倾斜入地下,既利于提高空气质量,又能节省人工照明带来的能源消耗。
挑战:调节室温
应对:江水源、地源热泵
世博轴通过生态技术展现冬暖夏凉的宜人特点。设计巧妙利用这个巨大公共通道的下面桩基及底板铺设了700公里长的管道,形成地源热泵。地源热泵是一种利用地下浅层地热资源,既可供热又可制冷的高效节能空调系统,比如利用世博轴靠近黄浦江的优势,引入黄浦江水作冷热源,用生态宜居绿色节能技术营造舒适宜人的室内环境。
挑战:循环自洁
应对:环状玻璃幕墙
与其它场馆的雨水收集概念相类似,每个“阳光谷”形似广口花瓶的环状玻璃幕墙,除了形成良好的透视效果,还可用于雨水收集。大量雨水被储存在地下室,经过层层过滤,不仅可以自用,还用于周围其他场馆的灌溉与清洁。
 

主题馆:科技新

主题馆的设计方案既突出反映了上海城市肌理的特征、城市生活的记忆空间和上海令人陶醉的城市意象,还考虑了外墙与屋面的保温与隔热、屋面通风与采光等各项建筑要素。
挑战:节能发电
应对:太阳能屋面
主题馆屋面大面积铺设太阳能板,采用并网发电运行方式,将太阳能发电传回城市电网中。太阳能板面积达3万平方米,年发电量可达250万度,每年减少二氧化碳排放量约2500吨。
挑战:调节室温
应对:生态绿墙
主题馆东西立面设置垂直生态绿化墙面,面积达5000平方米,为目前世界最大的生态墙。夏季,可利用绿化隔热外墙阻隔辐射,并使外墙表面附近的空气温度降低,降低传导;冬季,既不影响墙面得到太阳辐射热,同时可形成保温层,使风速降低,延长外墙的使用寿命。
 

世博中心:充满智慧的宜居绿色建筑

宜居绿色、节能、环保是宜居绿色世博中心建筑设计的宗旨。设计师通过朴素而有效的技术手段,对能源、水消耗、室内空气质量和可再生材料的使用等多方面进行控制,使世博中心成为一座充满智慧的宜居绿色建筑。
挑战:节水
应对:雨水收集系统
屋面的雨水将被收集起来用于道路冲洗和绿化灌溉,并通过绿地和渗水材料铺装的路面、广场、停车场等进行雨水蓄渗回灌,尽可能充分利用水资源。
挑战:节能
应对:自然采光、遮阳系统、低温送风系统、冰蓄、冷系统等
自然采光是最经济有效的节能方式,合理的设计使大部分功能空间获得了良好的自然采光。建筑外墙设有遮阳系统,在炎热的夏日,可以阻挡一部分直射的阳光,减少过多热量进入室内,既减少能耗,又创造了舒适的室内环境。此外,低温送风系统、冰蓄冷系统等设计,降低了空调的运行能量,保证了室内空气质量,也达到了节能目的。
挑战:环保
应对:污染小的建筑材料、先进的幕墙系统
世博中心采用全钢结构,施工速度快、能耗小,施工作业对周边的污染小。建筑材料也相当讲究,选择使用新型环保的节能材料。建筑外墙采用玻璃结合铝板、陶板、石材等形式不同的组合幕墙,呼吸式玻璃幕墙系统(又称双层幕墙或热通道幕墙)和低辐射中空玻璃等新一代产品的运用,满足了人们在室内对充足阳光和清新空气的追求。

 

结语:宜居绿色建筑技术要点总结

 

屋顶绿化
围护结构节能优化
室内健康技术
空调与通风优化
能源再生电梯
室内照明节能设计
中空玻璃百叶遮阳
太阳能光电地下车库照明
宜居绿色施工与行为节能


 


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