城市绿色建筑应用分析?
摘要:我国正处于推进中小城市建设的关键时期。绿色建筑可以解决高速城市化带来的资源消耗和环境问题。本文结合我国绿色建筑的评价体系,试图探讨绿色建筑在中小城市实施中存在的问题及解决方法。
介绍
随着国民经济的增长,中小城市建设已成为顺应经济社会发展趋势,实施工业反哺农业,缩小城乡差距的重要基础。由于经济的推动,人们的生活水平提高了,对住房的需求也增加了。从过去的“安居”的物质理念,逐渐开始追求“绿色”的精神理念,促使建筑行业走向“绿色发展、循环发展、低碳发展”[1]。
1中小城市建筑发展现状
1.1粗放式发展模式
1978-2012我国中小城市建筑从17.9%增长到52.6%,年均增长1.02个百分点[2]。这种快速发展的背后,是以牺牲资源环境为代价的不可持续的粗放式发展。我们用了几十年的时间走完了西方国家一两百年的工业化道路。在推动工业化快速发展的同时,城市建设也面临着严峻的挑战。建筑的粗放式发展不仅吞噬了大量的农业和生态用地,也引发了监管不严、过多的建筑垃圾得不到有效处理、房地产规划单纯追求经济效益等诸多问题。
1.2现有建筑能耗
建筑运营对水、电、气等能源和资源的依赖非常明显。2000年以前,城市建设开发的大部分是非绿色节能建筑,占城市建设面积的80%。大量非绿色节能的既有建筑不仅加剧了资源和能源的消耗,还造成了不可逆转的环境污染。据统计,60%的碳排放来自于建筑物的改扩建及其功能的正常运行,只有30%来自于汽车尾气。中国建筑能耗占全国总能耗的40%以上,远远超过其他行业的能源需求。
1.3中小城市环境资源
绿色建筑本身从建设和发展的源头上解决了建筑造成的环境污染问题。摆脱了以往“先建后绿”的二次投资。依托中小城市的环境基础,通过分散的、小规模的措施,使区域开发后的水文、地质、地貌与开发前一致。以呼伦贝尔为例。林地占全市土地总面积的50%,水资源总量286.6亿立方米。人均水资源量为1.1.00万立方米,是全国平均水平的4.66倍。相对于已经受到雾霾和水污染影响的大城市,中小城市的建设显然必须选择绿色建筑发展的理念,这促使我们从源头上保护为数不多的自然遗产。
2中小城市应用绿色建筑的必要性
2.1人自身需求
由于人口的不断迁移,中小城市的城市化范围不断扩大,随之而来的建筑发展如雨后春笋。人口密集,建设用地价格上涨,公众物质需求增加,迫使城市不断向外扩张。就像协同论中的自组织原理一样,城市的扩张不是政府的引导,而是公共选择的必然结果,这也是发展中国家建设的必然过程。
2.2生态环境需求
前瞻产业研究院《2016-2021中国智能建筑行业分析报告》显示,我国建筑总能耗呈逐年上升趋势,占总能耗的27.45%。由于城市化进程的加快,这一比例将上升至35%左右。按照这个速度,到2020年,建筑能耗可能达到1089万吨标准煤,夏季空调负荷相当于10个三峡电站满负荷工作[4]。随着中小城市的发展,拆旧建新蔚然成风,拆迁带来了大量不可转移的建筑垃圾。新建筑和现有建筑之间交织的环境和生态问题正在扩大,我们必须正视这些发展中的问题。
3绿色建筑在中小城市应用中存在的问题
3.1认知问题
低能耗带来绿色建筑的低使用成本和长期环境效益。这些优势无法直接转化为市场力量和消费者需求,也无法促使建筑商和消费者积极参与到推动绿色建筑发展的过程中。绿色建筑技术环境效益的不确定性、效益的长期显现、政府的努力以及建筑商对效益的短期追求都影响着绿色建筑技术的推广。
3.2技术问题
目前中小城市发展绿色建筑的最大障碍不是绿色建筑技术落后,而是相关企业缺乏技术培训,无法与时俱进,了解先进的绿色技术。这将影响企业绿色建筑的积极性,减缓绿色建筑的推广。中小城市的大学建设不完善,没有形成大学科研与企业技术应用的融合。中小城市的建筑发展只能被动接受“绿色建筑”这一“新兴技术”,无法开发和研究与当地环境、经济、文化相融合的绿色建筑体系,严重制约了绿色建筑技术的应用和推广。
3.3成本问题
成本问题一直是阻碍开发商推广绿色建筑的主要原因。绿色建筑不仅选材成本略高于普通建筑,而且为了节水、节地、节能,还需要在建筑周围的附属设施上花费大量资金。近年来,政府不断出台绿色建筑的优惠政策,但对于开发商的经济利益来说是杯水车薪。根据中国城市科学研究院2014年148绿色建筑增量成本统计[2],居住建筑一星、二星、三星级绿色建筑增量成本分别为23.9元/m2、70.9元/m2、131.8元/m2,公共建筑一星、三星级绿色建筑增量成本分别为23.9元/m2、70.9元/m2、1.8元/m2。
4中小城市绿色建筑实施策略
4.1既有建筑的绿色改造
既有建筑的绿色改造主要集中在建筑的采暖和生活能耗,这也是建筑能耗的70%。中国的气候条件、建筑形式和经济发展千差万别,现有的建筑节能改造措施应因地制宜。寒冷地区既有建筑的改造主要依靠建筑外墙的保温。提高围护结构的热工性能,提高门、窗、屋顶、地面的传热系数,严格执行窗墙比,提高门窗的气密性,可以降低建筑能耗。可再生能源的应用。中小城市一般人口少,资源丰富,公共建筑和住宅的辅助设施可以利用风能、太阳能等技术实现简单的自给自足。比如太阳能照明、雨水再利用、广场小型风力发电、水电景观等等。中国的水循环不仅降低了能源消耗,也为减少城市内涝灾害和建设海绵生态城市做出了贡献。
4.2被动式建筑设计
被动式设计是指最大限度地提高建筑围护结构的保温性和气密性,充分利用自然通风、自然采光和太阳辐射等被动式技术手段,最大限度地减少采暖空调需求,在舒适的室内环境基础上实现与自然和谐相处的建筑体系。
①用高效自然通风替代中央空调制冷系统。风压热压原理应用于原有建筑的开发或改造。由于风通过建筑时的压力差,空气从迎风孔流入室内,室内空气从背风孔排出,形成有效的风压自然通风。如果室内温度高于室外温度,则建筑空间的上部压力较高,而下部压力较低。当这些位置有气孔时,空气会通过下面的开口进入上面的气孔并流出。
②用自然采光代替照明和取暖。大型公共建筑采用被动式设计理念,考虑建筑朝向与太阳的夹角,自然光通过玻璃屋顶进入室内,达到自然采光和提高室内温度的效果。屋顶装有自动百叶窗,避免夏季阳光直射过于猛烈,降低室内温度。
4.3规划成本的合理定位
绿色建筑的应用成本主要是前期的技术研究。如图1所示,大部分费用是在研发和材料生产过程中。设计施工在很多项目中可以借鉴,后期运营是项目盈利的关键。对于建筑商和消费者来说,他们并不直接负责工程中昂贵的R&D和绿色建材的生产,而是参与到选材、设计、施工和后期维护等阶段。就整个价值链而言,建筑商和消费者都参与了全生命周期成本的增值和盈利部分。
在绿色建筑的成本中,我们主要分析的不是建筑本身的单项成本,而是其增量成本能否带来后期收益。孙大明等人引用的21个绿色建筑项目的调查统计见图2和图3。一般项目的定位越高或者选择的明星越高,对应的增量成本就越大。建筑商和消费者对绿色建筑的合理定位和节能等级的选择是影响增量成本的关键。
5结束语
绿色建筑在中小城市的应用首先要实现绿色建筑技术、城市规划、景观规划和市政设施的衔接;其次,政府在绿色建筑的实施中要运用奖惩手段,实现从单一绿色建筑向绿色城市的发展;最后,促进消费者和建设者对中小城市绿色建筑发展的导向,将绿色建筑发展的技术理念落实到方案可行的中小城市开发建设之前。真正实现城市开发利用前的环境保护落实,将是我们不断努力的方向。
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