■張毅鵬
(三門峽職業(yè)技術學院,河南 三門峽 472000)
全球變暖問題已經成為全球范圍內都需要給予迫切關注的問題。中國面臨著一個嚴峻的問題,就是如何在有限的碳排放份額下保持經濟增長。而綠色發(fā)展是全球未來發(fā)展趨勢,要以創(chuàng)新驅動優(yōu)化能源結構、推動能源革命,在發(fā)展理念上堅定不移地把推動清潔能源應用作為實現綠色經濟發(fā)展的主要方向。正因如此,當今社會建筑的發(fā)展趨勢就是要以發(fā)展綠色低碳的建筑技術,減少建筑的全生命周期碳排放量為己任,節(jié)能必然將會成為未來衡量建筑質量的重要準則。而零碳建筑在社區(qū)服務中心應用過程中的影響將會在下文進行闡述。
住宅小區(qū)的社區(qū)服務中心一般都是作為配套設施來配備的,其中大多數在建筑類型上屬于低層建筑。社區(qū)服務中心主要是為了給小區(qū)居民提供必要的服務場所,小區(qū)居民可以在這里進行休閑娛樂活動,同樣也可以作為物業(yè)的辦公場地。綜合各方面因素,在社區(qū)服務中心應用零碳建筑技術,總體來說具備相應的基礎條件,有利于充分運用城市空間內有限的碳匯資源,此外體量較小,對控制總體增量成本有很好的效果,可推廣性大大增加。服務中心一般是作為物業(yè)管理部門使用,而物業(yè)管理和社區(qū)服務中心的運營是相結合的,并且在物業(yè)管理的考核要求上有所羅列。所以,為建筑的運營管理提供了相關的保障,使零碳技術在效果上可以得到最大程度的發(fā)揮。與此同時,社區(qū)服務中心與住宅小區(qū)在整體的設計上,具有趨同性。一套方便有效的零碳社區(qū)服務中心的技術體系的建立,為將來廣泛應用零碳建筑技術提供了有關的借鑒經驗,為未來的環(huán)境保護與建設做貢獻。此外,這種建筑存在小體量的特性和優(yōu)點,可以降低經濟上的額外成本,而且現如今住宅地產開發(fā),都較為注重產品附加值,所以零碳社區(qū)服務中心的存在,對小區(qū)的發(fā)展和建設也有一定的商業(yè)推廣價值。
現代建筑的基本理念是追求“低能耗與高舒適度”的結合。而建筑層面要做到零碳,在設計方面就需要在太陽能、風能、地熱、能量循環(huán)利用等等方面做出考量。我們現在的經濟社會發(fā)展中,零碳建筑已然成為了必然的發(fā)展方向。零碳建筑技術的基本應用原理是:充分利用太陽能、地熱以及一些有機物質進行發(fā)酵,產生的能量可以用于核心能源,從而實現“零能耗”的目的,這種技術尤為重視建筑在圍護結構方面的設計,主張打造一種被動式節(jié)能的方式,此外還主張建筑的能源使用逐漸向可再生能源轉變,比如太陽能、水能、風能以及生物質能等等,從而能夠讓人類可以做到與建筑、環(huán)境和諧相處,共同發(fā)展。經濟向前發(fā)展,而碳排放量也在急劇增加,所以建筑物的碳排放量減少對于人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
諸如社區(qū)服務中心此類的建筑,如果要應用零碳建筑,可以結合零碳建筑技術的特點,從以下幾個方面設計和規(guī)劃建筑的方案。
首先在建筑的材料方面就應該盡量做到低碳化,多選擇和采用具有可再循環(huán)性的建筑材料,或者經過EPD(環(huán)境產品申明)認癥的建筑材料。社區(qū)服務中心是多層建筑,在結構體系上可以設計成以木結構、鋼結構相結合的體系。在室內裝修和裝飾上,應該盡量選擇較為簡潔的裝飾,比如可以選用清水混凝土,又或者在室內采取無吊頂設計等,也可以充分利用一些自然素材或者廢棄物等,將其變廢為寶,避免資源浪費。
在設計過程中,要考慮社區(qū)服務中心的地理位置以及該地的氣候特征,例如,北半球的建筑,在進行設計時,都是選用的被動式采暖和被動式利用太陽能的設計,主要的窗口的朝向大多朝南,如果是朝北的窗戶則要選用較小的聯排建筑設計,這樣在地理位置上就可以充分利用朝南的高處窗戶,吸收射入的太陽能,充分利用自然能源。所以,應該在建筑形體和立面設計時對社區(qū)服務中心進行充分的考量,從而使建筑在被動式性能上有相應的優(yōu)質保障。由于社區(qū)服務中心是居民辦理業(yè)務以及休閑娛樂的場所,在遮陽、通風、保溫等等方面都要重點考慮,并且根據性能分析如何提高建筑的保溫通風體系,而不是單純地追求結構的絕熱性和氣密性。
零碳建筑的設計導向就是以降低能耗為主,在技術上不過分追求先進性。在空調系統(tǒng)的可調性以及部分負荷性能方面,小型化的空調系統(tǒng)設計思路是較為建議采取的。關于照明功率密度的問題,做到嚴格控制,從而能夠通過對照明進行控制,達到節(jié)約能源的效果。
碳中和在建筑過程中應該作為輔助手段存在,它是實現零碳的補充措施,在建筑的低碳建造以及運營基礎上都要做到合理使用。日常建筑施工中,太陽能光伏發(fā)電、綠地系統(tǒng)等等都是比較常見的碳中和措施。
北京旭輝的零碳示范區(qū),位于北京市順義區(qū)的旭輝26街區(qū),這一建筑的位置是處在一片森林草地之中,周圍還緊鄰社區(qū)的公園,社區(qū)居民大多都在公園散步游玩。從這個零碳示范區(qū)的周圍環(huán)境來看,可以把它看成與景觀環(huán)境緊密相融的一個小型休閑建筑物。正因為如此,這類建筑與一些具有可持續(xù)性的示范項目中常常采用的緊密集中型布局是不相同的,可以將整個的建筑主體劃分成幾個獨立的區(qū)域,有的是健身房,有的是會客廳,而有的區(qū)域則是被作為書吧使用。各個區(qū)域的大體結構比較相似,整體的面積有30~35平方米,由于其小體量的優(yōu)點,使其可以四處分散于樹林里,居民住戶能夠很輕易進行獨立預約的使用,并且彼此之間不存在干擾的現象。各個區(qū)域布局上是采取下沉式砂石滲水庭院的規(guī)劃,住戶們可以從外部的園路進入,走過雨水花園里的木棧道,終點就到了。共享組團、架空設計的木棧道和在它下部的設備管溝共同組成了三個區(qū)域,而且在此基礎上還與半覆土的能源以及智能控制中心相連接,整體構成了一個一拖三的布局。
圖1 北京旭輝零碳示范區(qū)建筑平面圖
如圖1所示,為了實現示范區(qū)的自然通風,在進行有關的設計時,需要先設計出一個符合要求的基本建筑原型,大約為5m×6m,地理位置屬于坐北朝南的一個矩形場所,北側的屋頂上,設計時進行局部拔高,安裝通風采光筒,上面也需要安裝好導風遮雨板,可以集成太陽能光電,室內的通風可以通過對頂部拔高的熱壓通風效應進行利用,從而實現自然通風,鼓勵居民能夠在天氣晴朗時少開或者直接不開空調。除此之外,外立面主要采用雙層表皮復合系統(tǒng),是用來使木表皮和內墻之間可以產生相應厚度的空腔,從而在夏季遮陽以及冬季防風的效果上達到較好的水平,另外,上下百葉的開口也對空腔內的通風有促進作用,處于夏季時,能夠將空腔內的熱量散發(fā)出來,防止產生悶熱現象。碳化木具有耐腐蝕和方便維護的性質,有利于減少后續(xù)的運營維護成本。
圖2 北京旭輝零碳示范區(qū)軸測圖
這個示范區(qū)對應用可再生能源于建筑中的設計進行了多次嘗試,比如將薄膜玻璃、光伏發(fā)電和頂部導風板、屋頂設計、玻璃幕墻以及外掛立面進行聯結,并且把太陽能光熱系統(tǒng)和空氣源熱泵相結合進行供暖。注重屋頂的綠化,控制系統(tǒng)采取智能調控的方式,實時監(jiān)控示范區(qū)的環(huán)境品質(比如空氣的溫濕度,光照程度,CO2、PM2.5的排放量,紅外等等),使能源系統(tǒng)可以實現自動控制,提高節(jié)能減排的整體水平,人們也可以隨時對示范區(qū)內的狀態(tài)進行觀察。
通過上述案例,可以發(fā)現應用零碳建筑,在節(jié)能減排的同時還能提高社區(qū)的服務水平和辦事能力,創(chuàng)造和諧的環(huán)境,本研究中所提到的一些措施也被應用于此,對零碳技術做到了充分的利用。
社區(qū)服務中心向來都是為居民服務的場地,在環(huán)境和舒適度上都應該有一定的質量保癥,在此應用零碳建筑,既能夠節(jié)約能源使用,又能為居民打造一處充滿自然氣息的生態(tài)化休閑辦公場所,使居民的生活水平以及身體健康都能夠得到保障。并且通過對各種可再生能源的利用,減少了碳的排放量,為生態(tài)環(huán)境做出了貢獻。
回顧人類的發(fā)展史,到處都可見化石燃料的身影,而隨著社會經濟不斷發(fā)展,由于過度使用化石燃料,也導致人類逐漸陷入能源危機。而零碳建筑的廣泛使用,恰恰緩解了燃眉之急,在減少能源消耗和緩解能源危機方面產生了一定的推動作用。此外,碳排放的主要來源大部分都是由于化石燃料的使用,致使二氧化碳在空氣中的濃度不斷提高,從而引發(fā)全球氣候變暖問題,兩極的冰川發(fā)生融化,海平面也上升,為地球上存在的所有生物帶來了一場極具威脅性的災難。零碳建筑在減少碳的排放量以及改善環(huán)境上,有著尤為重要的作用。現如今能源危機和生態(tài)環(huán)境的形式日益嚴峻,所以更應該牢牢踐行零碳理念,把零碳理念不斷融入到建筑的規(guī)劃、設計以及建造與使用中,不僅是在社區(qū)服務中心,更要在全世界范圍推廣,從而使人類社會能夠做到可持續(xù)發(fā)展。由此可以得出,零碳建筑在未來領導著建筑發(fā)展的方向,具有非常廣闊的發(fā)展前景。
要想實現零碳建筑,就必須經過一個長期的發(fā)展過程。零碳是基于低碳向前不斷發(fā)展的,所以低碳的最終目標就是零碳。我們應該逐步實現由低碳向零碳這個終極目標的過渡。將低碳建筑先設為發(fā)展的目標,在生活中大力提倡低碳和零碳?,F如今,零碳建筑尚處于基礎起步階段,所有建成的零碳建筑,都只是實驗摸索階段的試驗品,并沒有投入到大規(guī)模的使用當中。盡管零碳技術的發(fā)展受到的影響因素有很多,比如社會觀念的制約、科學水平的不足、建筑花費的成本、管理制度的不足以及執(zhí)行策略等等方面,但人們也逐漸意識到環(huán)境問題的嚴峻,環(huán)保意識大大提高,相信隨著未來科學技術的不斷發(fā)展以及更多新型清潔能源的廣泛使用,零碳建筑將會成為未來建筑行業(yè)的領頭羊,為生態(tài)環(huán)境做出重要的貢獻。
綜上所述,在社區(qū)服務中心應用零碳建筑,不僅能夠減少能源方面的消耗,還能打造一個無污染,有益于身心健康發(fā)展的生態(tài)化社區(qū)服務中心,為改善生態(tài)環(huán)境做出了一定的貢獻。因此,零碳建筑不僅要應用于社區(qū)服務中心,在未來全世界都應該得到推廣。零碳建筑的發(fā)展可以減少碳排放量,緩解全球氣候變暖問題,從而使人類生存環(huán)境得到改善,零碳理念在現代社會已經深入人心,隨著科學技術的不斷發(fā)展,零碳建筑也會成為建筑行業(yè)的主導方向。我們應該加大對零碳建筑技術的研究力度,時刻牢記零碳理念,為保護生態(tài)環(huán)境貢獻一份力量。