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随着全球经济的快速发展和城市化进程的加速,建筑行业在满足人们居住、工作和生活需求的同时,也带来了严峻的能源与环境问题。在此背景下,绿色建筑作为一种可持续发展的建筑模式,受到了广泛关注,绿色建筑在全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染,为人们提供健康、舒适和高效的使用空间,与自然和谐共生。
一、绿色建筑行业概述
1、绿色建筑的定义与标准
根据市场调研报告指出,绿色建筑是指在全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、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。这一定义强调了绿色建筑在资源利用、环境保护以及使用者体验等多方面的综合考量,贯穿于建筑从规划设计、施工建设、运营管理到拆除回收的整个生命周期。
在国际上,不同国家和地区制定了各自的绿色建筑评价标准 ,以衡量建筑的绿色程度。如美国的能源与环境设计先锋(LEED)评价体系,于 1998 年由美国绿色建筑协会编写,从可持续建筑场址、水资源利用、建筑节能与大气、资源与材料、室内空气质量等方面对建筑进行综合考察、评判其对环境的影响,并根据得分将建筑分为白金、金、银和认证四个级别。英国的建筑环境评估方法(BREEAM),是全球最早的绿色建筑评价体系之一,涵盖了管理、健康与福祉、能源、交通、水、土地与生态、污染、创新等多个方面,对建筑的可持续性进行全面评估。
中国也建立了完善的绿色建筑评价标准体系,现行的《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378 - 2019),重新构建了绿色建筑评价技术指标体系,由安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居 5 大类指标组成,每类指标均包括控制项和评分项 ,并增设加分项,鼓励绿色建筑技术、管理的创新和提高。根据总得分确定绿色建筑等级,分为一星级、二星级、三星级,其中三星级为最高等级。该标准适用于各类民用建筑的评价,评价分为设计评价和运行评价,运行评价应在建筑通过竣工验收并投入使用一年后进行。
2、绿色建筑的核心特征
绿色建筑具有多方面的核心特征,这些特征体现了其在可持续发展理念下的独特优势。
在节能方面,绿色建筑通过采用高效的保温隔热材料、节能门窗等,提高建筑围护结构的保温隔热性能,减少能源的散失。同时,合理设计建筑的朝向、体型系数等,充分利用自然通风和自然采光,降低对机械通风和人工照明的依赖,从而有效降低建筑在运行过程中的能耗。例如,采用外墙外保温系统,可使建筑外墙的保温性能大幅提高,减少冬季供暖和夏季制冷的能源消耗。
环保是绿色建筑的重要特征之一。在建筑材料的选择上,优先选用可降解、可回收、低污染的环保材料,减少建筑材料在生产、运输和使用过程中对环境的污染。在建筑施工过程中,采取有效的环保措施,如控制扬尘、减少噪声污染、妥善处理施工废弃物等,降低施工活动对周边环境的影响。在建筑运营阶段,注重对废弃物的分类处理和资源回收利用,减少垃圾填埋和焚烧所带来的环境污染。
绿色建筑强调资源的高效利用和循环利用。在水资源利用方面,设置雨水收集系统,将收集的雨水用于绿化灌溉、道路冲洗、冲厕等非饮用用途,提高水资源的重复利用率;采用节水器具和设备,如节水龙头、节水马桶等,减少水资源的浪费。在材料资源利用方面,推广使用可再生材料和本地材料,减少材料运输过程中的能源消耗和碳排放;采用建筑工业化生产方式,提高材料的利用效率,减少材料浪费。
为使用者提供健康舒适的室内环境是绿色建筑的重要目标。通过合理设计室内空间布局,确保良好的自然通风和采光条件,减少室内潮湿、霉菌滋生等问题,提高室内空气质量。选用低挥发性有机化合物(VOC)的装修材料和家具,降低室内空气污染,保护居住者的健康。同时,优化室内声环境和热环境,采用隔音材料和合理的空调系统,减少外界噪声干扰,保持室内温度和湿度的适宜,为人们提供一个舒适的生活和工作空间。
3、绿色建筑与可持续发展的关系
绿色建筑与可持续发展密切相关,是实现可持续发展目标的重要手段和实践领域,在推动经济、社会和环境的可持续发展方面发挥着重要作用。
从经济可持续发展角度看,绿色建筑虽然在前期建设阶段可能需要投入相对较高的成本,用于采用节能技术、环保材料和先进的设计理念,但从长期运营成本来看,绿色建筑具有显著的优势。由于绿色建筑能耗低,在建筑的使用过程中,能够节省大量的能源费用,如电费、燃气费等。同时,绿色建筑的维护成本相对较低,其采用的高性能建筑材料和设备具有较长的使用寿命,减少了维修和更换的频率。此外,绿色建筑还能提升建筑的市场价值和竞争力,吸引更多的租户和购房者,为业主带来更高的投资回报。随着绿色建筑市场的不断发展,还能带动相关产业的发展,如节能设备制造、可再生能源开发、环保材料生产等,创造更多的就业机会和经济效益。
在社会可持续发展方面,绿色建筑为居民提供了更健康、舒适的居住和工作环境,有利于提高人们的生活质量和工作效率。良好的室内环境可以减少居民因空气污染、噪声污染等导致的健康问题,降低医疗成本,提高居民的幸福感和满意度。同时,绿色建筑的建设和运营需要多学科、多领域的专业人才,促进了人才的培养和流动,推动了社会的科技进步和文化发展。此外,绿色建筑强调社区的和谐发展,注重公共空间的设计和利用,为居民提供更多的交流和互动场所,增强社区的凝聚力和归属感。
绿色建筑对环境可持续发展的贡献尤为突出。它能够有效降低建筑行业的能源消耗和碳排放,缓解全球气候变化的压力。通过采用可再生能源,如太阳能、风能、地热能等,替代传统的化石能源,减少了温室气体的排放。在资源利用方面,绿色建筑的节地、节水、节材措施,有助于保护自然资源,减少对土地、水资源和原材料的过度开采和消耗。同时,绿色建筑在建设和运营过程中减少了对环境的污染,如减少建筑垃圾的产生、降低污水排放、控制空气污染等,保护了生态平衡,为子孙后代创造了一个更加宜居的环境。
二、绿色建筑行业技术创新与应用
1、节能技术
据市场研究报告进行披露,太阳能作为一种清洁、可再生的能源,在绿色建筑中得到了广泛应用。太阳能光伏发电系统通过将太阳能转化为电能,为建筑提供电力支持。例如,在一些绿色建筑的屋顶或外立面安装太阳能电池板,这些电池板将阳光中的光子转化为电子,产生直流电,再通过逆变器将直流电转换为交流电,供建筑内部使用。太阳能热水系统则利用太阳能将水加热,满足建筑的生活热水需求。在一些住宅小区,太阳能热水系统与建筑一体化设计,既美观又实用,有效减少了传统能源的消耗。
地热能也是绿色建筑中常用的一种可再生能源。地源热泵系统通过地下埋管换热器,利用浅层地热能进行供热和制冷。冬季,地源热泵从地下吸收热量,为建筑供暖;夏季,将建筑内的热量释放到地下,实现制冷。这种系统具有高效节能、环保无污染等优点,相比传统的供暖和制冷方式,可节省大量的能源。在一些北方地区的绿色建筑项目中,地源热泵系统的应用取得了良好的节能效果,降低了建筑的运行成本。
智能控制系统在绿色建筑节能中发挥着重要作用。通过安装智能传感器,实时监测建筑内的温度、湿度、光照等环境参数,根据这些参数自动调节空调、照明、通风等设备的运行状态,实现能源的高效利用。智能照明系统可根据室内光线的变化自动调节灯光亮度,在自然光充足时,自动降低人工照明亮度甚至关闭灯光;在人员离开房间时,自动关闭照明设备,避免能源浪费。智能空调系统能够根据室内外温度和人员活动情况,自动调整制冷或制热功率,保持室内舒适的温度环境,同时降低能耗。
2、环保材料
新型环保材料在绿色建筑中具有诸多优势,逐渐成为建筑行业的新宠。例如,再生混凝土是一种将废弃混凝土回收再利用的环保材料。通过对废弃混凝土进行破碎、筛分、清洗等处理,将其作为骨料重新用于混凝土的生产。再生混凝土的使用不仅减少了建筑垃圾的排放,降低了对天然骨料的需求,还能有效节约资源和能源。在一些基础设施建设和建筑工程中,再生混凝土已得到了广泛应用,取得了良好的经济和环境效益。
环保涂料具有低挥发性有机化合物(VOC)排放的特点,对室内空气质量的影响较小,有利于居住者的健康。与传统涂料相比,环保涂料采用了更先进的配方和生产工艺,减少了有害物质的使用。例如,水性涂料以水为稀释剂,替代了传统的有机溶剂,大大降低了 VOC 的排放。在室内装修中,使用环保涂料可以有效减少室内空气污染,营造一个健康舒适的居住环境。
竹质建材是一种天然、可再生的环保材料,具有轻质、高强度、隔热、吸音等优良性能。竹子生长速度快,是一种可持续的建筑材料资源。竹质建材可用于建筑的结构构件、室内装饰、地板等多个方面。在一些生态建筑和绿色住宅项目中,采用竹质建材打造独特的建筑风格,同时体现了环保理念。例如,竹质地板不仅美观自然,而且具有良好的耐磨性和舒适性;竹质墙板可有效提高建筑的保温隔热性能,降低能源消耗。
3、水资源利用技术
雨水收集系统在绿色建筑中得到了广泛应用,通过在建筑屋顶、地面等设置雨水收集装置,将雨水收集起来,经过过滤、沉淀、消毒等处理后,用于建筑的绿化灌溉、道路冲洗、冲厕等非饮用用途。在一些住宅小区,雨水收集系统与景观水体相结合,实现了水资源的循环利用。收集的雨水先储存于地下蓄水池,经过处理后用于浇灌小区内的花草树木,多余的雨水排入景观水体,补充景观用水,同时景观水体中的水也可通过蒸发和渗透作用,调节小区的微气候。
污水处理技术也是绿色建筑水资源利用的重要环节。一些绿色建筑采用了小型污水处理设备,对生活污水进行就地处理,实现中水回用。中水可用于建筑的杂用水,如洗车、绿化灌溉等。在一些公共建筑和大型住宅小区,采用生物处理技术和膜分离技术相结合的污水处理工艺,对污水进行深度处理,使处理后的中水水质达到较高的标准,满足多种用水需求。这种污水处理和中水回用系统的应用,有效减少了对市政供水的依赖,提高了水资源的利用效率。
节水器具的使用是绿色建筑节水的重要措施之一。在建筑中安装节水龙头、节水马桶等器具,可有效减少水资源的浪费。节水龙头通过特殊的设计,在保证正常用水流量的前提下,降低了水的流速,减少了用水量。感应式节水龙头则通过红外线感应装置,自动控制水流的开关,避免了长流水现象。节水马桶采用了双档冲水设计,根据不同的使用需求选择不同的冲水量,相比传统马桶可节约大量的水资源。此外,一些新型的节水器具还不断涌现,如节水型洗衣机、节水喷头等,进一步推动了绿色建筑的节水进程。
4、智能化技术
智能照明系统是绿色建筑智能化技术的重要应用之一,它通过智能传感器、控制器和通信网络等设备,实现了对照明设备的智能化控制。智能照明系统可以根据室内外光线的变化自动调节灯光亮度,在白天自然光充足时,自动降低人工照明亮度或关闭灯光;在夜晚或光线不足时,自动提高灯光亮度,确保室内光线适宜。同时,智能照明系统还可以根据人员的活动情况自动开关灯光,当人员离开房间时,自动关闭照明设备,避免能源浪费。此外,智能照明系统还可以实现场景控制,根据不同的使用场景,如会议、办公、休息等,预设不同的灯光模式,一键切换,满足用户的多样化需求。
能源管理系统是绿色建筑实现能源高效管理的核心技术。它通过对建筑内各类能源消耗设备的实时监测和数据分析,实现对能源的精细化管理。能源管理系统可以实时采集建筑的电力、燃气、水等能源的消耗数据,对这些数据进行分析和处理,找出能源消耗的高峰时段和低效环节,为能源管理决策提供依据。通过能源管理系统,管理人员可以远程监控能源设备的运行状态,及时发现设备故障和异常能耗情况,采取相应的措施进行调整和优化。同时,能源管理系统还可以与智能控制系统相结合,根据能源消耗情况自动调整设备的运行参数,实现能源的优化分配和高效利用,降低建筑的能源消耗和运营成本。
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