21世纪以来,世界进入经济蓬勃发展时期,建筑业迅速发展的同时,能源消耗量大幅增加,与人类生存密切相关的资源和环境问题越来越突出,逐渐严峻的形势呼吁建筑业开始可持续发展模式。绿色建筑的本质是在满足四个环境保护要求的前提下,合理利用自然条件和人工技术为用户创造舒适健康、生态文明、可持续发展的人居环境。发展绿色建筑是目前应对全球气候变化、实践节能低碳、恢复生态和谐的有效措施,适合全国各地大力推进。
1绿色建筑发展现状
1.1什么是绿色建筑
绿色建筑在全寿命期间,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境,减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间从其定义来看,绿色建筑复盖了三个特点。一是绿色建筑是系统概念,复盖建筑的全寿命周期,不是视觉绿色或单纯景观园林绿化,二是绿色建筑是一体化技术整合,以统一考虑四节一环境保护为技术指导,通过方案设计优化、技术材料创新合理提高建筑性能和质量,达到降低能源消耗的目标三是绿色建筑是生态理念,其出发点是人类生存质量的追求和城市生态、环境保护、能源消耗的整体和谐,是天人合一,根据当地制定新的设计理念。
1.2绿色建筑发展现状
二战后,世界经济迅速增长,人口急剧增加,迅速发展的城市建筑成为能源消耗和碳排放的主要因素,建筑能源消耗在社会总能源消耗中的比例迅速减半。越来越多的研究人员开始关注建筑能源消耗问题,寻求建筑与自然资源、能源之间的平衡发展途径。1960年代,生态建筑理念的提出是绿色建筑最早的雏形。70年代,受全球能源危机的影响,人们的关注点回到了建筑本身的节能,节能建筑在世界各国陆续出现。在“节能建筑”基础上,北美国家提出以可持续发展为中心原则的“绿色建筑”概念,并于1992年在联合国环境与发展大会上最终确立,得到世界各国的普遍认同。随后,美国LEED、英国BREEAM、德国DGNB、日本CASBEE等绿色建筑评价体系陆续建立,为绿色建筑在世界范围内的发展提供科学规范的管理标准,绿色建筑以星火燎原的势头实现了从理念到实际工程的转变,成为世界建筑产业发展的新方向。我国绿色建筑也经历了从节能建筑到绿色建筑的概念发展历史。
1986年发布的《节能管理暂行条例》将节能作为建筑设计的必要考虑环节,1991年,国家八五计划提出了节能、节地和节材的住宅系统,从节能为主导的2004年开始,中国明确推进了四节一环境保护的绿色建筑,在国内全面推进的2006年6月,具有中国本土特色的绿色建筑评价标准正式发布,2014年新改版,模糊的定性评价这一系列历史事件充分表明,我国绿色建筑正沿着规范化、标准化的发展道路稳步前进。目前,我国近30个省市已成立绿色建筑委员会和审查专家委员会,设立绿色建筑评价标志管理机构,积极开展当地绿色建筑标志评价,开创绿色建筑在全国各地开花的好局面[2]。
1.3甘肃省绿色建筑评估现状
随着绿色建筑在我国的逐渐普及,甘肃省绿色建筑也如雨后春笋般进入了快速发展时期。甘肃省发展绿色建筑的战略是以绿色建筑标志评价为起点,推进绿色建筑,从建筑设计和运行水平开始绿色建筑在全省范围内的建设过程。自2013年起,甘肃省陆续启动绿色建筑评估工作,大批新建建筑获得绿色建筑评估标志认证,表1列出甘肃省代表性四大绿色建筑项目。甘肃省以绿色建筑评估为重要抓手,使省内建筑业迎来绿色建筑发展风潮。
2甘肃寒旱地区绿色建筑推进条件
1)气候特点甘肃省大部分地区为典型的西北寒旱地区,除陇南外其他各市州均位于我国热工气候区划中的严寒与寒冷地区,气候属明显向大陆性气候过渡的温带季风气候,干旱缺雨,日温差大。甘肃省冬夏长春秋短,冬季严寒少雨雪,夏季高温、集中了全年50%~70%的降雨。省内年平均气温在0~16℃之间,年降雨量在40~800mm之间,空间上均大致呈东南向西北递减的趋势。典型的寒旱气候及其在空间时间上的迥异分布,对甘肃省建筑物使用功能提出了不同的要求,绿色建筑的推进必须以适应气候为首要前提。
2)能源状况甘肃省能源种类较多,传统能源有煤炭、石油、天然气等,还有丰富的新能源如太阳能、风能等。甘肃省太阳能资源相当丰富,位列全国前三,尤其是河西西部、甘南西南部最丰富,可利用潜力巨大。风能资源丰富,主要集中在河西走廊和省内部分山口地区,河西瓜州素被称为世界风库。尽管有地域差异,甘肃省丰富的能源储备为绿色建筑创造了良好的条件,但通过统一计划,可以合理地将这些能源应用于绿色建筑工程。
3)经济水平甘肃省位于黄河上游,是中国大陆通往宁青新西等少数民族地区的交通要道。改革开放三十年来,甘肃省科技、经济与社会发展取得了一定的成就,但仍然面临基础设施建设落后、城市化率不高、生态环境脆弱、高新技术产业发展缓慢等经济发展现状。绿色建筑在建造中会造成部分增量成本,但并不等同于高投入建筑,结合甘肃省不发达的经济水平,绿色建筑的推广可以通过选择投资少、回收期短的技术体系来实现。
4)政策于2013年12月发布,甘肃省政府办公厅发布《甘肃省绿色建筑行动实施方案》,要求自2014年1月1日起,全省单体建筑面积超过2万平方米的大型公营建筑和兰州市保障性住宅全面执行绿色建筑标准,鼓励其他市州保障性住宅、新区、开发区、房地产开发项目和工业建筑执行绿色建筑标准。到2021年底,20%的城镇新建建筑符合绿色建筑标准。2014年3月,甘肃省设立绿色建筑特别资金补助金,为绿色建筑的发展提供经济激励和支持。2021年10月,兰州市印发《加快推进绿色建筑工作的通知》,首次将“10万平方米以上的住宅小区”纳入全面执行绿色建筑标准的范围,同时表示应确保兰州市“2021年城镇新建绿色建筑比例达到60%以上”。绿色建筑的推广离不开政府的规范、引导与支持,在政策的有力推动下,让政府投资的工程项目建设成为绿色建筑的典范,达到引领和带动省内其他社会工程绿色化的效果。
3绿色建筑在甘肃寒旱地区的适应性分析
绿色建筑的一个重要特征是它需要根植于当地具体的自然条件而展开,在甘肃寒旱地区推广绿色建筑,应该针对其特殊气候与能源、经济水平进行适应性分析,综合考虑后构建合理可持续的绿色建筑发展策略。
3.1建筑形态
建筑形态是建筑表现最客观本质的实体和空间形态特征,是建筑给人的第一个直观印象,分析其适应性的重要性不容忽视。不同气候与环境条件下,建筑形态的适应性主要体现在建筑单体形状、建筑朝向与布局等方面。甘肃省寒旱地区绿色建筑应尽可能选用体型系数小、造型规整简洁的建筑单体形状,可明显避免建筑过多的热量散失,节能的同时也有利于节地。建筑朝向与布局的调整是考虑夏季室内室外自然通风、冬季充分利用南面的太阳辐射热量并避开当地冬季主导风向,通过夏季良好的自然通风、冬季多获日照和疏导寒风达到有效节能的目的。甘肃省建筑最好朝近南北方向。
3.2建筑周边保护结构保温
对于寒旱地区的绿色建筑,建筑周边保护结构保温是有效抵抗严酷气候,实现节能消耗的重要技术措施。建筑周边防护结构通常指建筑外墙、屋顶和外门窗,不仅分隔了建筑室内外空间,还承担了建筑与外环境热能交换的功能,其保温性能的好坏直接影响了建筑的热舒适性和能源消耗水平。建筑外墙保温形式多样,有适应广泛的外墙外保温形式,也有只适用于多层、中低层建筑的墙体自保温和外墙夹心保温形式。建筑屋面保温原理同外墙保温,一般做法是在屋面板上设置保温构造,近年来新兴的种植屋面因其生态功效良好利于节能与环保,可以在甘肃省寒旱气候条件下小范围内采用。建筑外门窗保温的关键是适宜的窗墙比、良好的气密性及窗框与玻璃选择刚度足够且热导率低的材料,减少该部位热传导活跃性与敏感性[3]。表2列出了适宜在甘肃省寒旱地区绿色建筑外围护结构保温适用材料,建设方与设计方应在考虑地区经济水平的前提下,尽可能采用性能更优的保温材料与形式,以贯彻绿色建筑节材节能的原则。
3.3室内外环境优化技术
优质高效的室内外环境是绿色建筑根本目标所在并通过应用各种优化技术来达到。甘肃省寒旱地区发展绿色建筑,室内环境优化适宜采用的技术有:在满足功能性、美观性和工作效率的前提下,尽可能选用节水节能型卫生器具与设施;采用节能供水系统、同层排水系统和中水回用系统,开发利用优质杂排水和中水等非传统水源的潜力;采用新风系统,改善室内空气质量等。室外环境优化适当采用的技术是采用乔灌草复层绿化技术,建设接近自然的生态绿化环境铺设透水地板,在满足人类活动功能的同时改善城市地表生态平衡。同时,室内外环境适用于消音噪声墙面、地板、管道材料,设计良好的侧窗采光、导光式天然采光系统和室内外节能照明系统,保证室内外安全健康的声光环境。
3.4可再生能源利用
可再生能源包括太阳能、风能、地热能、空气能、生物能、海洋能等,这些能源具有量大、广泛、无害、相对稳定、可持续利用的特点,可利用性能优异。甘肃省发展绿色建筑,应全力推进可再生能源在建筑领域实现规模化、复合化的高水平利用。甘肃省赋予利用价值的可再生能源有太阳能、风能、地热能和空气能,针对能源空间分布分布现状选择优化的可再生能源利用方案,在太阳能丰富的地区发展太阳能采暖、热水、光伏发电技术,风能丰富的地区发展风力发电技术,发展地源热泵、空气能热泵技术
4结语
甘肃省作为自然条件不友好的寒旱地区的代表,建筑节地、节能、节水、节材和环境保护的要求比较迫切,这符合绿色建筑的内在要求,甘肃省未来城市建设过程中发展绿色建筑势在必行。政府完善的技术标准支持体系和法规政策领导推动,结合适当的经济激励,是绿色建筑在外地顺利实施的有力保障,甘肃省绿色建筑发展渠道应以政府投资建筑为先驱示范,推广到其他企业、社会建筑。绿色建筑发展策略构建必须因地制宜,充分考虑自身气候、能源、环境与经济条件,通过选用适宜的建筑形态、建筑保温、室内外环境优化技术及可再生能源,从技术上保证绿色建筑在甘肃省的顺利实施与发展。
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