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中图分类号:TU96+2文献标识码: A 文章编号:
暖通空调是指能对室内进行暖气、通风和空气调节的一种控制系统,它可以很好地控制和调节室内空气的温度和湿度,提高室内的舒适度,但由于暖通空调要消耗大量的能源,势必会对大气臭氧层造成破坏,并和温室效应的产生造成影响。将绿色建筑理念应用于暖通空调的设计当中,不但可以最大程度上避免暖通空调对环境造成的破坏,也符合当今社会绿色、低碳、环保的发展潮流,并使暖通空调具备了生态功能,其发展也具有更加广阔的前景。
1 基于绿色建筑理念的暖通空调设计原则
1.1节约原则
节约原则指的对暖通空调系统所使用的材料以及能源进行最大限度的节约,它包括两方面内容:一是节约材料的原则。节约材料,既包括投资建设初期,也包括后期运行维护期间,节约原则可以贯彻到暖通空调系统的全部环节,包括制冷机、风机、水泵等设备以及其控制系统、管理系统方面的每一个环节。二是节约能源的原则。节约能源的适用范围与材料的节约一样,包括了暖通空调系统的整体环节,不同之处在于,能源的节约的重点是在暖通空调系统的运行、维护期间。此外,暖通空调系统必须注意完善其跟建筑物周围结构、室内照明等之间的相互关系,两者之间应该做到互补的作用,而不能够造成资源的重复浪费。
1.2回收利用原则
回收利用原则指的是,暖通空调的局部或整体在报废后,其中的某些零部件如管材、非运转件等仍然完好,或者经过轻微维修、保养及清洗后,再经检测证明其性能达到继续使用要求的,本着物尽其用、绿色环保的目的,将这些部件进行回收再利用。由于暖通空调系统的每个分部或局部基本上都是一个相对独立部件,其内部都能够进行自由拆卸,其中的一些通用部件或性能要求不高的非主要部件经简单处理后,可以进行回收,在暖通空调的运行维护中再次利用,这也符合暖通空调绿色、生态的原则。为了实现回收利用原则的最大化,在进行暖通空调设计时,在保证使用性能及绿色环保的前提下,尽量选用通用部件,以方便回收利用。
1.3广泛回收原则
广泛回收原则与回收利用原则最大的区别在于:回收利用原则是笼统的回收,而广泛回收是对暖通空调的整体、局部报废或运行维护过程中拆卸下来的零件,将其进行分门别类的整理后再进行回收,是一种系统的回收。
1.4循环回收原则
循环回收原则是以资源再生为基础的。在对暖通空调系统中的材料进行回收利用、广泛回收后,将其余的废料分类后,送到专门的资源再生工厂进行回炉再生,从而实现“原料产品废料原料”的再生循环模式,使暖通空调设计达到绿色、生态、环保的目的。为了使循环回收原则得到最大化的应用,在暖通空调设计时,对材料的选用特别是一些易损件材料的选用就非常关健,我们必须尽可能地先用可再生材料,并且可再生材料也要最大限度地使用再生成本较低的,以避免再生成本过高造成资源的浪费。
2基于绿色建筑理念的暖通空调设计措施
2.1降低能耗
暖通空调系统是一个庞大且复杂的系统,其整体能耗较大,因此,在设计时必须注意降低能耗。可以从以下三方面着手:(1)、使用耗能较少的材料及设备。例如:对于需要保温的部份,其材料应该尽量使用热导性差的材料,风机等则应该尽可能地采用有效功率较高的,而制冷机就应该采用能耗级别较低的,这样就能从源头上减少能源的消耗;(2)、提高能源的有效利用率。例如:使用保温性能更好的保温材料,对热媒介输送管道等进行保温,减少热能的损失,提高其有效利用率;⑶采用更科学合理的施工手段。例如:在铺设送风管道时,根据物理学原理,弯道越多,能源的损耗也就越大,必须尽可能地减少弯道的数量,在必须使用弯道时,也尽可能使用能源损耗较小的圆弧弯道来代替直角弯道。以上三方面必须综合应用,才能最大程度地满足最低能源消耗的标准。
2.2 保护环境
保护环境是人类有意识地保护自然资源并使其得到合理的利用,防止自然环境受到污染和破环;对受到污染和破坏的环境做好综合的治理,以创造出适合于人类生活、工作的环境,协调人与自然的关系,让人们做到与自然和谐相处。传统的暖通空调会对周围环境造成破坏,因此,绿色建筑理念适用的暖通空调的设计要达到保护环境的目的,就必须从以下几方面着手:一是采用可再生的绿色材料。绿色材料的可再生性能,能够避免产生工业垃圾,从而避免了对环境的污染,例如:用人工合成制冷剂HFCs来代替传统的氟利昂,由于HFCs的ODP值为0,在空调系统中作制冷剂不会对臭氧层造成破坏,从而保护了环境;二是使用可再生能源或清洁能源。可再生能源如太阳能、风能等,不仅能够循环再生,重复利用,而且其排放物清洁、无污染;而清洁能源虽然不一定能够再生,但却能做到无污染排放,不会对自然环境造成破坏。另外,还可以采用热回收技术,将空调机组所排放的热量进行回收再利用,不但能够避免能量的浪费,提高了能源的有效利用率,还有效减少了热污染,基于绿色建筑理念的暖通空调设计优质方案,应充分利用自然界的可再生能源及清洁能源,并充分利用各种先进技术,尽可能地减少污染物的排放,使建筑物周围环境不受破坏,并与周围环境和谐共处、协调发展。
2.3 改进建筑的热工性能
建筑的热工性能不但关系到建筑自身的能耗大小,还会对暖通空调的能耗造成影响。主要是建筑墙体及其附属部份的保温性能。改进此部份的热工性能,需从门窗的制作、安装精度、使用新型材料并采用平开窗的开启方式来提高密闭性,降低空气渗透。与此同时,使用新型的建筑保温材料对墙体进行保温,能降低能耗。
2.4 地源热泵
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源进行供热、制冷的高效节能系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现由低品位热能向高品位热能转移。在暖通空调系统中,地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源:在冬季,通过换热利用地能中的热量加热室内空气,并供给室内采暖;在夏季,则利用地热能实现制冷剂循环,把室内的热量抽取出来,释放到地能中去。由于地源热泵系统的能量来源于自然能源,是一种可再生能源,它不向外界排放任何废气、废水、废渣,是一种非常理想的“绿色空调”,地源热泵是目前为止人类可使用的对环境最友好和最有效的供热、制冷系统,因此,地源热泵技术应用在暖通空调系统中,不仅能够减少能耗,还保护了环境。
3 结论
基于绿色建筑理念的暖通空调设计是一项复杂的系统工程,需要综合考虑到方方面面的问题,但是设计得当的话,却能显著提高环境收益、经济效益和居住者的工作效率、居住的舒适性以及健康性,也顺应了国家的节能减排的能源发展方向,提高了自然能源的可持续开发利用,保护了自然生态环境,因此,加强和优化绿色建筑理念在暖通空调设计中的应用研究具有重大的战略意义。
参考文献:
[1] 李林芳.浅析基于绿色建筑的暖通空调设计[J].城市建设理论研究(电子版),2012(9).
加上此前已颁布施行的《节约能源法》,中国在节能领域的立法进程正呈加速状态。但就民间执行层面而言,资金来源、激励机制仍是阻碍节能取得跃升的主要难题。
公共机构节能可收“30%效应”
7月23日的国务院常务会议上,上述两部《节能条例》获得原则通过。也正是此次会议提出了加强节油节电工作和开展全民节能行动的建议。随后,《国务院关于进一步加强节油节电工作的通知》和《国务院办公厅关于深入开展全民节能行动的通知》这两份“红头文件”相继。
《公共机构节能条例》提出了“公共机构负责人”的概念,明确规定公共机构负责人须对本单位的节能工作全面负责,本单位的节能目标完成情况将作为考核评价负责人的依据。
该条例同时要求,公共机构应按规定进行能源审计,对本单位用能系统、设备的运行及使用能源的情况进行技术和经济性评价,根据审计结果采取提高能源利用效率的措施。
提高公共建筑节能上的要求,能产生多大的效应?住房和城乡建设部(下称“住房部”)副部长仇保兴今年曾在国务院新闻办公室举行的一次会上透露,强化国家机关办公建筑和大型公共建筑的节能管理,估计可节约30%以上的能源。
建筑节能改造待破资金困局
不过,资金来源,或者说成本问题,始终是挡在建筑节能之路上的一大障碍。这对政府、企业乃至个人均是如此。
我国每年新增约20亿平方米的建筑总量,其中达到民用建筑节能标准的,2004年仅为20%,2007年为71%。也就是说,去年的新建成房屋中,也仍有近30%的尚未达标。
此外,由于改造标准不一、改造费用筹集困难等诸多原因,全国的既有建筑节能改造,进展也十分缓慢。
目前我国还缺乏有效的民用建筑节能激励措施。对民用建筑节能在补贴、金融、税收等方面的激励措施非常有限,民用建筑节能工作推进十分困难。
此次公布的两部《节能条例》确立了既有建筑节能改造费用的负担方式。国家机关办公建筑的节能改造费用,由县级以上人民政府财政负担;居住建筑和公益事业使用的公共建筑的节能改造费用,由政府、建筑所有权人共同负担。
由此可以发现,公共机构由于全部或部分使用财政性资金,因此其节能改造资金可大体保证。而民用建筑的节能改造资金,尚需向包括建筑所有权人在内的各方面筹措。
政策扶持和经济激励
以营利为目的的企业,有理由担心履行建筑节能方面的法规会抬高成本。但政府已多次表态,“绿色建筑”增加的成本有限。
上海世博会的世博中心在设计上遵循了“绿色、节能、环保”的理念,日前已入选住房部的“绿色建筑设计评价标识”项目,其建筑节能率达到62.8%,过半的生活用热水将通过太阳能热水系统提供。
作为世博中心的设计方,华东建筑设计研究院专家杨光接受采访时表示,绿色节能建筑的成本也有大小之别,比如空调系统改造需要的费用就稍低,而太阳能设备的前期投入就很大。
“成本在后期总得能收回来,否则企业怎么会有动力?”杨光问道。
在上个世纪五、六十年代,独立前后的新加坡甚至可以用“一片狼藉”来形容。为了扭转贫困现状,政府大力发展劳动密集型产业,但也衍生了水污染严重、空气质量每况愈下、随处倒垃圾等环境问题。在污染的同时还滋生许多传染病源,新加坡人民遭受着生理和心理的双重煎熬。
新加坡前总统李光耀对此非常重视,立即制定了一系列应对策略,循序渐进、各个击破,终于让狮城风光变得赏心悦目。从穷困的小渔村蜕变成享誉世界的“花园城市”,新加坡只用了不到半个世纪的时间,这很大程度上是因为政府在关键时刻始终把环保放在第一位。
小商小贩一直是市场管理中最令人头疼的一项问题。因为缺乏规范性管理,新加坡的小摊贩们经常不顾环境乱倒垃圾,吸引不少害虫四处传播病菌,使得传染病肆虐。1968年,新加坡政府规定所有小贩都要登记并给他们发放营业执照。结果发现,在24,000多名小商贩中,竟然有18,000名是无固定摊位的摊贩,于是又花了十五年时间,在全国建立起网络化的小贩中心,让每个小贩都在固定摊位做生意。改良后的小贩中心设有完善的食物处理点、排污系统、健康干净的水源和现代卫生设施。由此,新加坡小贩中心也被评为“每一个人有生之年必须到访的一千个地方之一”。
贯穿于整个城市的新加坡河可谓新加坡的生命之河,地理位置非常重要,以前来自世界四面八方的移民都是依靠这条河流来维持生计。然而当时污染也极其严重:沿边布满了污泥,甚至还有动物的陈尸,停靠在岸边的各种船舶也不顾环境卫生随意乱扔垃圾,整个河岸都散发着恶臭。面对此景,李光耀总理作出了一个决定:“在十年内让我们能在新加坡河及加冷河垂钓,这是办得到的。”于是巨大的搬迁活动在新加坡各河流干道兴起,周边近三万家庭、后院工业和家禽饲养场都被有条不紊地安置到合适的地方。同时进行的工作还有美化河堤和周边环境以及在河边置沙等。现在的新加坡河流沿岸绿树成荫、沙滩风景怡人,滨海水道河口甚至建立起了第一个市区水库,在扩大淡水汇聚面积的同时,还吸引了不少游人。
除此之外,新加坡还建立了污水和雨水分流收集系统以杜绝水污染、净化空气、用可持续的方法处理废物、加强能源效率应对气候变化、加大教育力度,提高公众意识。终于,“全民环保”不再是个梦,新加坡人民用双手为自己亲手打造了一个梦幻家园。
高标准、严要求、强执法
新加坡前总理李光耀说:“独立后,我千方百计要找出引人注目的方法,以向世人显示新加坡跟其他第三世界国家不一样。最后,我选定了一个把新加坡打造成为清洁又葱翠的城市的计划。我的策略之一是使新加坡成为东南亚的绿洲,达到第一世界的水平,使来自发达国家的商人和旅客把这里当成是到本地区进行商业和旅游活动的基地”。这段话不难看出李光耀对这个新兴国家的定位,那便是以绿色环保的特色吸引外资和游客,在发展经济的同时,也让新加坡变成世界闻名的绿洲城市。
新加坡的工业化进程让政府意识到环境保护的迫在眉睫,新加坡总理公署内设立了反污化组,后又成立环境发展部,专门负责环境保护和管理。随即出台的一系列环境保护条例和相关标准也在不断提高和完善,以控制工业污染。除了对污染源的控制,新加坡对建筑绿色化甚至也有专门的法案。2012年12月,新加坡《建筑控制法案》要求既有建筑必须达到最低绿色标志标准。专门的监管条例在2014年1月生效后,新加坡将成为世界上最早对既有建筑强制实施绿色标准的国家之一。
当然,法律条例无法根本解决全国性的环保问题。在执行方面,新加坡政府实行的是预防、执法、监督、教育为一体的系统模式。新加坡的执法人员在城市绿化进程中更是“稳、准、狠”。
新加坡政府的执法之严举世闻名。在新加坡的公共汽车上到处可以看到“乱扔垃圾罚款1000新元”的告示。乱扔烟蒂、随地吐痰、攀花折木、破坏草坪、驾驶冒黑烟的车辆等违规者必会收到罚单,如果不按时交纳罚款,就会受到法院的传讯。执法之严厉几乎到了“不近人情”,甚至侵犯人权的程度,如对信手涂鸦等恶意破坏环境的行为,甚至规定了严酷的鞭刑。对于一些破坏公共环境者,法律规定让他们穿上印有“垃圾虫”字样的黄色夹克去扫马路,使受罚者深受其辱,从而产生畏惧心理,杜绝了重犯的可能性。
通过健全的法律、周密的计划、严格的执法和到位的管理,新加坡政府所倡导的“洁净的饮水、清新的空气、干净的土地、安全的食物、优美的居住环境和低传染病率”等环境目标已经基本实现,对工业化的环境后遗症的补救也卓有成效。
随处可见的绿色建筑
新加坡的环保不仅体现在公共卫生方面,在这里还伫立着许多世界知名的先进的绿色建筑。走在新加坡的街头,除了欣赏湛蓝天空上漂浮的朵朵白云,街道两旁的花团锦簇和城市里到处的郁郁葱葱之外,经常能看到一栋栋按照国际绿色建筑标准所修建的“绿色”大厦。
新加坡建设局办公大楼是新加坡首座零碳建筑,也是新加坡的样板建筑。自然采光灯、太阳能发电、纯天然植被遮阳板是其最大的特点。整栋楼集采光、通风、清洁可再生能源、绿植等多项绿色设计与技术于一体。
以新建建筑节能推动绿色建筑的对策
1)健全法律法规。太原市在全国省会城市中率先颁布实施《太原市促进绿色转型条例》《民用建筑节能管理办法》《太原市促进绿色转型条例实施办法》,把政府意志转化为全社会共识,实现资源节约、环境友好、生态平衡。
2)完善标准规范。太原市在全国省会城市中制定出台了第一部绿色建筑标准《太原市绿色建筑标准》及相关的配套技术规程。实施了覆盖全市经济社会发展各领域《太原市绿色转型标准框架体系》,及《太原市绿色学校标准》《太原市绿色园区标准》等一批综合性、专业性标准。
3)加快技术创新。太原市注重发挥科技先导和支撑作用,围绕应用可再生能源和“四节一环保”,初步梳理出一批能充分展示人文与建筑、环境及科技的和谐统一的在太原市有一定代表性的建筑纳入绿色建筑推荐项目。
新建绿色建筑项目的具体措施
太原市小店三中项目,位于太原市小店镇晨光西街的小店三中,2010年被纳入到“百校兴学”行列中。该项目占地面积33000m2,总建筑面积18000m2,是山西省第一座纯钢结构绿色校园示范项目;绿色、节能环保玻璃建材———Low-E中空低辐射镀膜玻璃、TDL柔性饰面砖外墙外保温系统、微孔混凝土墙体材料蓓佳外墙板、装配式墙体施工技术、太阳能光伏发电、智能型对流式自动化供暖系统、无源无线技术等将集结在小店三中项目的建设中,使该项目在节能、环保、低碳运行、可循环利用等方面,成为山西绿色校园节能减排的先行者,将为今后全市乃至全省全面建设绿色校园起到积极的示范作用。
太原十二院城项目,位于太原市和平南路139号,太原十二院城总建筑面积845000m2。十二院城以“新东方主义”与“集成式家居”的理念,萃取盛唐“里坊院落”精髓,以街、曲、府、坊、市、瓦子,规划社区网络体系,将项目划分为12个组团。从外部看,里坊式布局,使十二院城具有城池般的气势。在内部,里坊的围合感为十二院城创造出内部小型的社会交往空间,缩短人与景观、人与人、人与各项配套设施之间的距离。建筑分别在采用绿色、节能、环保玻璃建材———Low-E中空低辐射镀膜玻璃、国际上先进绿色环保建材、围护结构节能、地源热泵、太阳能热水、光伏发电、照明、新风机组的空调系统等节能方面各具有不同亮点。
太原万国城MoMa项目,位于太原市长风新区的太原万国城MoMa项目,总建筑面积650000m2,采用可再生能源,四季恒温恒湿,倡导“高舒适度低能耗”的生活理念,达到国际公认的人体最舒适环境。
大唐双喜城项目,位于太原市小店区亲贤北街9号的大唐双喜城项目,占地面积10667m2,总建筑面积48万m2,绿化率40%,65%建筑节能设计标准。太原星河湾项目,位于太原市南部小店区,龙城南街以南,南高速环700m绿化隔离带以北,滨河东路以东,太茅路以西。规划总用地面积为91.36hm2。星河湾规划以注重强调环境内外结合、建筑与环境有机结合、环境与功能紧密结合、观赏性与实用性有效结合、环境与人性化合理结合为原则,同时提倡建筑与园林,环境与人居,观赏与实用性相融合的理念。景观设计以实现大园中有小园,近景外有远景,充分体现建筑园林艺术现代版的“园冶”。太原星河湾绿化景观注重与建筑结合,体现“以人为尊,融于自然”的设计原则。绿化以实现园林景观和谐流畅,连绵不断效果。
太原市建筑节能管理工作的启示
在取得建筑节能效果的基础上,对太原市如何进一步做好节能减排,推动绿色建筑工作,通过分析问题,总结成功经验,提出未来工作重点。
第一,为提高能效,政府部门抓好新建建筑节能监管。要将建筑节能设计标准提高到75%标准,执行更高水平的建筑节能标准和绿色建筑标准。新建公共建筑应按照节能省地及绿色生态的要求指导工程建设全过程,把能耗标准作为建筑项目核准和备案的强制性要求,设计不达标的不得通过施工图审查。严格执行工程建设节能强制性标准。着力提高施工阶段建筑节能标准的执行率,加大对施工现场建筑节能标准的监管和稽查力度,对不符合节能减排有关法律法规和强制性标准的工程建设项目,不予发放建设工程规划许可证和施工许可证。建立行政审批责任制和问责制。按照“谁审批、谁监督、谁负责”的原则,对不按规定予以审批的,依法追究有关人员的责任。要加强施工阶段的监管和稽查,确保工程质量和安全。大力推广绿色设计、绿色施工。广泛采用自然通风、遮阳等被动技术,抑制高耗能建筑建设,引导新建建筑由节能为主向绿色建筑“四节一环保”的发展方向转变。
2014 年4月,住建部公告,批准为国家标准的《绿色建筑评价标准》自2015 年1月1日起实施。新“国标”将采用打分方式,对具体的绿色建筑措施分情况进行量化。
根据权威媒体做的一项有超过1 万名网友参与的线上调查结果显示,仍有49% 的被调查者不知绿色建筑为何物,而54% 的被调查者表示从来没有听说过任何绿色建筑的评价标准。绿色建筑在中国的发展依然任重道远,而像LEED 这样在国外发展已经非常成熟的体系正在觊觎着国内庞大的市场。明年新版绿色建筑国家标准即将正式实施,但是中国的绿色建筑发展依然面临着如何更好的市场化以及对全民认知普及的双重难题。
目前全国绿色建筑相比2015 年10 亿平方米绿色建筑的目标,仍有很大差距。增量成本被认为是推行强制化绿色建筑的一大阻碍。值得一提的是,根据住建部有关一星绿色建筑增量成本的调研,一星级住宅和公建的增量成本分别为41 元/ 平方米和43 元/ 平方米。
对于绿色建筑的成本问题,国家住房和建设部前副部长仇保兴有过非常专业的回答:绿色建筑是一个广泛的概念,绿色并不意味着高价和高成本。比如延安窑洞冬暖夏凉,把它改造成中国式的绿色建筑,造价并不高;新疆有一种具有当地特色的建筑,它的墙壁由当地的石膏和透气性好的秸秆组合而成,保温性很高,再加上非常当地化的屋顶,就是一种典型的乡村绿色建筑,可谓价廉物美。
强制化实施是未来绿色建筑发展的一个方向。近两年,国家陆续出台《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》和《关于转发发展改革委住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》等文件,要求对国家机关办公建筑、学校、医院、体育文化场馆和保障性住房等政府投资项目逐步强制实行绿色建筑评价标识制度。也就是说未来国家公共建筑以及保障性住房都必须达到绿色建筑的国家标准。
实际上,一星级强制标准已有地方落地了。北京市从2013 年6 月起,所有新建建筑在送审施工设计图阶段,就要求达到一星级以上的绿色建筑标准,否则将不能通过审查。
5 月23 日,《江苏省绿色建筑发展条例》公开征求意见,要求新建民用建筑应全部符合绿色建筑标准要求;不符合绿色建筑标准的,发展改革部门不得批准立项,国土部门不得批准用地,建设主管部门不得批准开工建设;已经开工建设的,应当责令停止施工、限期改正;已经建成的,不得销售或者使用。
业内专家认为,若想使2020年绿色建筑覆盖城市新建建筑的50%,比较令人担忧的只有一点,即在目前评价标识机构尚未市场化、评审专家极度缺乏的背景下,若采取强制性推行,短期内可能很难适应市场需求。
如何受益, 谁来买单, 已经成为绿色建筑推行中的首要问题。推行绿色建筑不仅仅是一个标准的问题,也不仅仅是消费意识和物质补贴的问题,只有把各方面的利益协调好,循序渐进,才能达到事半功倍的效果。
新版《绿色建筑评价标准》主要修订内容
与老版标准相比,新版标准最大的改变在于将原来的按达标条文数评级变为打分评级,申报绿建三星的评级难度将有明显提高。新版标准特别增加了“施工管理”、“提升与创新”两大类指标,实现标准对建筑全寿命期内各环节和阶段的覆盖,意在进行“方向的引导”,从而实现“广义的节约”。
新版主要修订内容:
1. 将标准适用范围由住宅建筑和公共建筑中的办公建筑、商场建筑和旅馆建筑,扩展至各类民用建筑。
2. 将评价分为设计评价和运行评价。
3. 绿色建筑评价指标体系在节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运行管理六类指标的基础上,增加“施工管理”类评价指标。
4. 调整评价方法,对各评价指标评分,并以总得分率确定绿色建筑等级。相应地,将旧版标准中的一般项改为评分项,取消优选项。
5. 增设加分项,鼓励绿色建筑技术、管理的创新和提高。