四、綠色建筑:低碳的呼喚
伴隨著中國工業(yè)化進程的突飛猛進,經濟社會的可持續(xù)發(fā)展正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)工業(yè)化模式的高投入、高消耗、低效率和重污染不僅使我們不堪重負,也對全世界構成極大壓力。同時,與世界其他國家相比,我國城市化水平還低于世界平均水平,正處于加速發(fā)展階段。城市建設上升期有可能推動建筑業(yè)未來超越工業(yè)、交通等部門而居于社會能源消耗的首位。目前建筑能耗已經占到中國全社會總能耗的20%~30%,因此,推廣綠色建筑,實現節(jié)能發(fā)展,刻不容緩。
所謂綠色建筑,是指“在建筑的全壽命周期內,最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑”。從長期來看,綠色建筑具有較好的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益,將逐漸獲得市場的認可。根據加利福尼亞州可持續(xù)建筑工作組資助的一項研究——綠色建筑的成本與財務收益顯示,前期多投入僅2%的成本用于支持綠色設計,就可以在建筑的整個生命周期內節(jié)省20%的總體建設成本——是初期投資節(jié)約的10倍。綠色建筑除帶給我們許多節(jié)約能源、節(jié)約資金、創(chuàng)造工作機會的經濟效益之外,綠色建筑還帶給我們巨大的社會效益和環(huán)境效益,實現綠色建筑的行業(yè)低碳發(fā)展,是構筑未來低碳生活的必要途徑。
綠色建筑
向城市化進程中的建筑業(yè)邁進
近年來,中國建筑業(yè)取得了舉世矚目的成就,在國民經濟中的支柱產業(yè)作用日益明顯,中國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展帶來了大量需求,城鄉(xiāng)建筑規(guī)模逐年增加。
我國在新中國成立初期,城市化進程緩慢,城市化率較低,1949年城市化率只有17.43%,之后由于各種因素的影響,城市化率反而有所下降;改革開放以來,中國城市化進程發(fā)展迅速,城市化率也由1978年的15.82%提高至2006年的32.53%。近兩年中國城市化水平更為迅速,截至2008年9月,城鎮(zhèn)人口達6.07億,中國城市化率已經達到了45.7%。
隨著城市化的高速發(fā)展,中國的建筑物面積也大幅飆升。目前中國每年新建建筑面積約20億平方米。
中國建筑能耗大幅增長將不可避免
伴隨著城市化高峰的到來,建筑能耗的比重越來越大,并成為溫室氣體的重要排放源之一。建筑物所涉及的二氧化碳排放,不僅包括建筑施工和使用過程,還包括建筑材料的生產過程。據統(tǒng)計,建1平方米的房子,會向大氣中排放574千克二氧化碳。在英國,50%的二氧化碳排放來自于建筑物,歐洲為45%,從全球平均來看,這個比例也高達40%。
發(fā)達國家由于城市化水平較高,建筑業(yè)發(fā)達,建筑能耗長期居高不下。據統(tǒng)計顯示,美國的單位面積建筑能耗為每年187千瓦時/平方米,人均建筑能耗為每年16030千瓦時/人;加拿大比美國還高,分別達到每年202千瓦時/平方米及18206千瓦時/人;日本稍低,分別為178千瓦時/平方米及7774千瓦時/人。與這些發(fā)達國家相比,中國的單位面積建筑能耗與人均建筑能耗相對很低,分別為每年30千瓦時/平方米和每年743千瓦時/人。
雖然從數字看來,目前中國建筑能耗遠低于發(fā)達國家水平,但是隨著經濟的發(fā)展、人民生活水平的提高和城市化進程的不斷推進,中國建筑能耗的大幅增長將不可避免。
中國現在每年新增建筑面積約為20億平方米,高樓大廈時時在我們身邊拔地而起。但令人擔憂的是,這些新建筑大多數未采用節(jié)能技術,而既有建筑又都未經過改造。比原有建筑耗能還高的設計和材料,例如不通風的房型、導熱系數極大的落地窗、外飄窗等卻經常成為流行。單位建筑面積能耗攀升,建筑能耗總量大增,建筑能耗在社會總能耗中的比重亦節(jié)節(jié)上升,已從20世紀70年代末的10%,上升到近年來的20%以上,這個比例是世界同緯度國家的3倍,且還有繼續(xù)上升的趨勢。數據顯示,2005年北方城鎮(zhèn)建筑采暖和農村生活用煤約為1.9億噸標準煤/年,占中國社會能源消費總量的8.5%;建筑用電和其他類型的建筑用能(炊事、照明、家電、生活熱水等)折合為電力,總計約為7400億千瓦時/年,約占中國社會終端電耗的27%。可見,建筑能耗已經成為我國社會終端能源消費的主要方式之一,并且上升勢頭迅猛,如果不加節(jié)制,按照目前的趨勢發(fā)展,到2020年中國建筑能耗將達到約11億噸標準煤的水平。
中國人口眾多,如果按照過去的發(fā)展模式或者走發(fā)達國家的老路,那么即使全球目前能耗總量的l/4拿來滿足中國建筑的能源要求,也是不夠的。因此,中國必須走出一條充分考慮城市化過程中人均能耗上升,兼顧我國能源條件的集約道路,在城鄉(xiāng)一體化、農民工市民化的長期發(fā)展主線下考慮中國的城市建設戰(zhàn)略,降低建筑能耗,實現可持續(xù)發(fā)展。
低碳經濟時代勢不可擋。在技術的層面上,低碳經濟要求我們?yōu)榉康禺a業(yè)建立一個低碳的能源系統(tǒng)、低碳技術體系和低碳產業(yè)鏈。改變高耗能的生活方式,采用先進的節(jié)能手段打造綠色建筑,是今后建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
推行節(jié)能住宅,是歐美國家當前推行城市低碳化的一大熱點。
英國政府在推動建筑節(jié)能方面可謂不遺余力。首先,是公共建筑。政府規(guī)定2008年中央政府機關建筑物能耗要在1990年的基礎上降低20%,衛(wèi)生保健部門2010年能耗要在2000年的基礎上降低15%。從2008年6月起,要求將博物館、展覽館和政府辦公大樓等大型建筑的能耗情況張榜公布,以動員社會力量加強監(jiān)督,促進全國實現節(jié)能減排的目標。在此基礎上,英國政府將撥款1000萬英鎊改造英國境內中小學校,以減少其二氧化碳的排放量。其次,在個人家庭住宅建筑節(jié)能方面英國政府更是下了不少工夫。英國政府規(guī)定,在建筑設計時,必須綜合考慮光照、風力等各方面的節(jié)能問題,開工前必須有獲得當地政府批準的建筑能耗分析報告,否則將被禁止施工建造。
為降低新建筑物能耗,2007年4月英國政府頒布了“可持續(xù)住宅標準”,對住宅建設和設計提出了可持續(xù)的節(jié)能環(huán)保新規(guī)范。在具體操作層面,政府宣布對所有房屋節(jié)能程度進行“綠色評級”,從最優(yōu)到最差設A級至G級7個級別,并頒發(fā)相應的節(jié)能等級證書。被評為F級或G級住房的購買者,可由政府設立的“綠色住家服務中心”幫助采取改進能源效率措施,這類服務或免費或有優(yōu)惠。
節(jié)能建筑
美國環(huán)保局也對有利于節(jié)能的建筑材料授予“能源之星”標志。美國采購法規(guī)定,政府必須采購“能源之星”認證產品?!澳茉粗恰遍g接地成為政府強制性行為,是國外產品進入美國市場的技術壁壘。德國的《能源節(jié)約法》規(guī)定,消費者購買或租賃房屋時,建筑商必須出示一份“能耗證明”,告知消費者該住宅每年的能耗。新法規(guī)還鼓勵企業(yè)和個人對老建筑進行節(jié)能改造,并實行強制報廢措施。
朱棣文的白色屋頂計劃
“把你家的屋頂涂成白色?!泵绹茉床块L,諾貝爾物理獎獲得者朱棣文在世界各地為“降溫屋頂”呼吁,“如果各國將所有房子的屋頂都刷成白色,將人行道變成水泥色而非深色調,其效果將相當于減少全世界道路上所有車輛11年排放的二氧化碳總量”。據稱,如果在未來的20年里將全球的屋頂都涂成淺色,能減少排放240億噸二氧化碳。相比于全球去年的二氧化碳排放量240億噸來說,這相當于讓地球休息了一年。
朱棣文倡導的白色屋頂
下面這個例子說的是白色屋頂安裝前后的效果。“在夏日里,我們回到家中時,屋里的溫度足足有115華氏度(約合46攝氏度),悶熱極了?!痹诎惭b白色屋頂前,喬恩·沃爾德雷普通常會打開空調。他的4個小孩剛從托兒所里接回來,迫不及待地需要涼快一下。這種情況最近得到了徹底的改變。安裝白色屋頂后,“現在我們白天回到家,就算室外有100多華氏度,屋里依舊保持在80華氏度(約合26.7攝氏度)左右。”這是閃亮的白色塑型覆蓋材料做成的新型屋頂,它不僅僅是一種保溫材料,而且還是一種能使地球降溫的方式。
有研究表明,在炎熱的天氣里,白色屋頂至少能節(jié)省20%的空調電費。降低能源消耗意味著減少二氧化碳排放,而它正是導致全球變暖的罪魁禍首之一。而且,白色屋頂的花費僅僅比黑屋頂多15%左右。
關于白色反射性屋頂的嘗試正在全世界展開。這項發(fā)明特別適用于夏天就成為熱島的城市。
阿聯酋的迪拜、印度的新德里、日本的大阪,致力于降低能源消耗的各地方官員都正在采納反射性屋頂方案。
在美國,沃爾瑪超市是反射性屋頂的忠實追隨者之一。10年來,反射屋頂是沃爾瑪新開門店的標準設施。全美4268家沃爾瑪門店中,有75%以上的門店都安裝了反射性屋頂。加利福尼亞、佛羅里達和佐治亞州已經批準了建筑法規(guī),鼓勵商用建筑物安裝白色屋頂。
屋頂覆蓋材料制造商們正爭先恐后地研發(fā)新產品,都希望能在“降溫屋頂”運動從超市平屋頂擴展到城郊一般人家的斜屋頂之時從中獲利。勞倫斯·伯克利實驗室的漢森姆?阿克巴里估計,雖然不確定“降溫屋頂”需要多久時間才能真正流行起來,但無論是屋瓦還是涂有瀝青材料的蓋屋板,多數屋頂的生命周期大約都在20~25年。如果每年大概有5%的舊屋頂換成“降溫屋頂”,那么全美的屋頂改造計劃有望在20年內完成。
沃爾瑪超市正在安裝白色反射屋頂
零排放建筑
2009年4月18日,“綠色創(chuàng)意之家”的樣板住宅在東京正式與公眾見面。從電視機、洗衣機到通風、照明系統(tǒng),住宅里匯集的所有家電無不體現“綠色環(huán)保”概念,該住宅活用節(jié)能、創(chuàng)能、儲能方面的先進技術,充分利用大自然的風、光、水、熱等綠色資源,實現了整個家庭在正常生活的前提下二氧化碳零排放的構想。
所謂“零排放”是指無限減少污染物和能源排放直至為零的活動,即利用清潔生產,3R(Reduce,Reuse,Recycle)及生態(tài)產業(yè)等技術,實現對自然資源的完全循環(huán)利用,從而不給大氣、水體和土壤遺留任何廢棄物。其內容主要包括兩個方面:一方面是要控制生產過程中不得已產生的廢棄物排放,將其減少到零;另一方面是將不得已排放的廢棄物充分利用,最終消滅不可再生資源和能源的存在?!傲闩欧拧备拍钫诔蔀榻ㄖI(yè)的新寵。
我國目前有寧波零排放大樓、廣州珠江城及清華大學中意環(huán)境節(jié)能樓等零排放概念建筑的代表。
寧波零排放大樓概念圖
寧波諾丁漢大學可持續(xù)能源技術研究中心大樓2008年9月正式投入使用,它被稱為“玻璃屋”,是意大利知名環(huán)保建筑設計師利馬里奧·庫西內拉設計的。這幢大樓之所以被稱為“零排放大樓”,主要是因為通過內部節(jié)能系統(tǒng)——太陽能點燈、雨水沖廁、地熱取暖,整座大樓在使用過程中沒有任何廢氣排放,自然界的能量被運用得恰到好處。它最與眾不同的地方就在于整個樓頂和窗戶邊的金屬裝飾材料、樓前草坪上的金屬籬笆,都是太陽能發(fā)電板。白天,太陽能板把日光轉化為足夠熱能,帶動發(fā)電系統(tǒng),使電梯、機械通風和冷卻水系統(tǒng)運轉。如果有額外能源未被使用,還可以將它們儲藏在電池里。據了解,大樓內的照明和辦公用電不僅能自給自足,還可以把多余沒用完的電供給與之毗鄰的體育館。而建筑物三角形風扇的造型,可以多角度采光,通風排熱。據諾丁漢大學可持續(xù)能源技術研究中心主任喬大寬教授測算,未來25年,該大樓可節(jié)約448.9噸煤和減少1081.8噸碳排放。
“零排放建筑”的設計思路和技術具有示范效應。在北京市擬建的零排放大樓中,屋頂、外立面墻甚至樓外綠地將遍布太陽能電池板,在樓間還會示范建風力發(fā)電設備,以保證大樓內照明等基本用電可以自給自足。大樓冬季采暖和夏季制冷全部通過地源熱泵實現。為充分利用太陽能,零排放大樓初步選址在較為空曠、無高樓遮擋的麗澤金融開發(fā)區(qū),較為顯著的交通位置有利于發(fā)揮其綠色能效示范效應。
“零排放建筑”代表了未來建筑業(yè)的發(fā)展方向——低能耗、高效益。目前,“零排放建筑”的發(fā)展正處于起步階段。一般測算“零排放建筑”的資金投入是普通建筑的1.5倍左右。以零排放住宅為例,萬科董事長王石曾坦言,當前環(huán)保產業(yè)尚處于培養(yǎng)市場階段,僅靠企業(yè)自覺實現是不夠的。環(huán)保產業(yè)與中國企業(yè)的理性發(fā)展之路還需要國家政策的保駕護航,采取減少稅收、降低貸款利率等措施。
低碳工業(yè)化住宅
低碳工業(yè)化住宅是在減少二氧化碳排放的基礎上,采用現代化的科學技術手段,以先進的、集中的大工業(yè)生產方式代替過去分散的、落后的手工業(yè)生產方式建造的住宅。工業(yè)化住宅的標志是住宅建筑設計標準化,構件生產工廠化、施工機械化和組織管理科學化。
實質上,低碳工業(yè)化住宅是用工業(yè)化生產的方式來建造住宅,是機械化程度不高和粗放式生產的生產方式升級換代的必然要求,以提高住宅生產的勞動生產率。工業(yè)化的建造方式能夠顯著降低建造過程中的能耗、水耗和材料的消耗,僅能耗一項就比傳統(tǒng)施工方式降低20%~30%。而且工業(yè)化的建造方式還能夠顯著降低施工方式帶來的環(huán)境污染,提高住宅的整體質量,降低成本,降低物耗、能耗,從而達到清潔建設,減少二氧化碳排放的目標。
低碳工業(yè)化住宅在我國尚處于起步階段,萬科地產以綠色節(jié)能為理念走在了前面。萬科地產在低碳發(fā)展、節(jié)能減排和綠色建筑的研究與實踐,部分體現在推進工業(yè)化住宅和精裝修方面。萬科研究和實踐工業(yè)化住宅,以實際項目為原型建立試驗樓,并最終推廣至實際的工程項目,同時,萬科積極與政府溝通,強調工業(yè)化住宅和精裝修工法對節(jié)能減排的重要性。通過與各大知名科研院校合作,增強產品的進一步減排潛力。
萬科先后在上海、深圳、北京等區(qū)域開始工業(yè)化項目的實際操作。上海萬科新里程20、2l號樓總建筑面積1.4萬平方米,是萬科首個工廠化住宅項目,標志著萬科的住宅工業(yè)化已經告別了純實驗階段。該項目整合了上下游產業(yè)鏈,包括規(guī)劃、設計、施工、安裝、部品及監(jiān)理等環(huán)節(jié)在內的50多個核心合作伙伴,涉及各種標準200多個。2007年對項目進行了建筑能效評估,與未采取節(jié)能措施的住宅建筑相比,在正常居住使用過程中,全年可以節(jié)電63.8萬千瓦時,折合標準煤233.5噸,減少二氧化碳排放684噸,節(jié)能率超過60%。
房地產開發(fā)商可謂建筑產業(yè)群的整合核心,像萬科這樣的開發(fā)商具有很強的影響力,他有能力帶動更多的合作伙伴承擔社會責任,在實踐過程中整合上下游產業(yè)鏈,以整個產業(yè)鏈的力量實現建筑行業(yè)的節(jié)能減排。
綠色建筑以其良好的經濟效益、社會效益和環(huán)境效應正在逐漸得到社會各界的認可,已經成為城市可持續(xù)發(fā)展的動力和方向。然而,這并不等于說綠色建筑就沒有問題、通行無阻了。事實上,隨著節(jié)能建筑熱潮愈演愈烈,很多專家已經對綠色建筑提出了質疑?!缎侣勚芸?008年9月刊登了一篇名為《綠色建筑的壞消息》的文章。建筑評論家用“綠色豪宅”一詞點出目前綠色建筑面臨的三大問題,即占地多、造價高、設計局限。對太陽能的充分利用使綠色建筑通常占地面積比一般建筑要多,大量使用新型環(huán)保材料,讓綠色建筑的身價比一般建筑要高出許多,此外,由于建筑物的壽命周期很長,諸如太陽能電池板等高科技設備的使用年限也成為綠色建筑發(fā)展的瓶頸,這些設備若提前報廢,那綠色建筑將驟然變成能耗大戶。
綠色建筑
對于上面提到的問題,比如占地多,專家表示,隨著環(huán)保技術的革新,300平方米的太陽能光板在不久的將來可能會變成150平方米,甚至縮小到能夠安裝在大樓內部,綠色建筑占地多的缺點終將消失。但是,造價高和設計局限的問題恐怕在相當長的時間內將是推廣的主要障礙。必須認識到,現有的一些零排放建筑只是綜合科技的展示品,主要作用是宣傳示范效應,但是絕非各地簡單復制的樣本。單純追求炫目奪人的外觀設計和高科技的應用,將無法滿足中國建筑節(jié)能化的普遍需要。真正的建筑節(jié)能并不只是簡單地安裝一些所謂的節(jié)能設備,而是必須追求真正能把實際能源消耗量減下來。
其實,古時候中國人在建筑上有很多智慧:做飯的爐灶通向火炕,基本可以解決冬季采暖的問題。其次是把住宅的朝向設計好,一年中只需開關門窗,就可以解決人的熱舒適問題。傳統(tǒng)的民居建筑,在全年的大部分時間里,是不需要采暖或者空調的。建筑能耗自然降低,建筑物二氧化碳排放量就會減少。
這對應的是建筑行業(yè)碳減排的兩個基本問題。第一,減少建筑物建造過程中的碳排放。如果建造是就地取材,特別是選取不用燒制的材料,就能減少能源使用,減少二氧化碳排放。因為生產1噸水泥,幾乎要排1噸二氧化碳。如果在建造過程中,使用的是可再生甚至可循環(huán)的材料,比如說木材,就可以大大節(jié)約能源、減少碳排放。第二,建筑物運行過程中的碳排放?,F在城市住宅的壽命為70年,甚至100年。在建筑物的壽命期內,單位時間內運行能耗的高低決定著二氧化碳的排放量。一般來講,建筑物采暖用能的目標值較低。比方說室外氣溫是32℃,而室溫28℃就比較舒服了,因而不需要電、煤和天然氣等高品位能量??紤]好建筑空間設計的問題就能把運行能耗降下來。
中國工程院院士、清華大學建筑學院副院長江億教授說得好,推廣節(jié)能,我國城市建筑不可能依靠大量的太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、生物質能發(fā)電來解決建筑用能,而是要靠合理的建筑設計、用能系統(tǒng)設計、正確的運行管理方法和使用者的節(jié)能理念與節(jié)能的生活方式來實現真正的節(jié)能。時代行進到高科技和現代化的今天,我們肯定比古代人更有智慧從綠色建筑開始營造低碳人居。
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