張季偉,彭海婷 ,張季超,張 巖
(1.河南省省直機關(guān)房屋建設(shè)開發(fā)公司,鄭州 河南 450003; 2.鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院,鄭州 河南 450001; 3.廣州大學(xué),廣州 廣東 510006)
近年來,綠色建筑理念及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)日趨成熟,相應(yīng)的設(shè)計和評價模式逐步完善。國內(nèi)外學(xué)者不斷探索建筑的可持續(xù)發(fā)展,低碳綠色建筑的研發(fā)取得較大進展。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們低碳減排意識不斷增強,各類綠色示范工程不斷涌現(xiàn)[1],本文主要闡述國內(nèi)外綠色低碳建筑的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢及影響,以為綠色建筑的發(fā)展提供借鑒。
21世紀初,英國政府頒布可持續(xù)住房標準,并將節(jié)能環(huán)保的新標準應(yīng)用于綠色建筑的設(shè)計中。政府公布住宅能效的綠色評估,并頒發(fā)相應(yīng)的能效質(zhì)量證書。低層住宅的購房者可向政府建立的綠色家庭服務(wù)中心尋求幫助,積極采取住宅節(jié)能措施,提高能源使用率。2016年開始建造節(jié)能住宅,以實現(xiàn)高水平零碳排放[2]。蘇格蘭地方政府計劃在2030年內(nèi)建造全生命周期零碳排放住宅建筑,位于倫敦西南部的貝丁頓能源開發(fā)社區(qū),占地1.65萬m2,包括82m2公寓和2 500m2辦公、商業(yè)空間,于2002年完成。該建筑通過設(shè)計和使用可回收建筑材料、太陽能裝置及雨水收集裝置,成為英國第1個也是最大的碳平衡生態(tài)社區(qū),并獲得可持續(xù)發(fā)展獎。此社區(qū)必要的能源供應(yīng)通過太陽能和生物能實現(xiàn),無須使用石油等碳燃料,也不會增加空氣中CO2的排放,家庭能源需求總量下降60%,熱能需求下降90%,熱能消耗下降57%,用電量下降25%,用水量下降50%,被稱為零能耗,在把握環(huán)境邊界、不降低生活質(zhì)量方面積累了成功經(jīng)驗。
美國環(huán)境管理部門會為滿足綠色環(huán)保要求的建筑材料頒發(fā)“能源之星證書”,要求政府采購部門從“能源之星”的產(chǎn)品中選擇?!澳茉粗恰钡募s束力已成為一種政府行為,同時也成為建筑材料進口產(chǎn)品的準入門檻。
在德國,進行房屋交易時房產(chǎn)商被要求出示能源證明,消費者通過證明可得知每年的能源消耗量。新的法規(guī)還鼓勵公司和個人對舊建筑進行環(huán)保改造,同時有強制的條文要求。
日本早期就對綠色低碳社會改造進行過規(guī)劃和研究。2008年5月,日本的研究小組發(fā)表《針對日本低碳公司到2050年的12個目標》的報告,為日本的綠色低碳發(fā)展規(guī)劃了路線。
太陽能和風(fēng)能社區(qū)是丹麥居民組織的首批低碳生態(tài)區(qū)之一。社區(qū)建筑主要為公共住房和自助餐廳等,設(shè)計使用太陽能、風(fēng)能等可再生能源。例如,社區(qū)公共及住宅樓安裝清潔能源板約600m2,公園及公共休息區(qū)下方放置集熱箱。通過集熱箱加熱排出液體,并將熱量沿地下管道輸送到建筑物內(nèi),清潔能源產(chǎn)生的熱量可滿足社區(qū)居民30%的日常需求,此外,在山上安裝1座風(fēng)塔,距社區(qū)約2km,獲取風(fēng)能,約占社區(qū)總能耗的10%。
發(fā)展綠色低碳建筑是我國現(xiàn)代化建設(shè)的必要階段,是生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分。我國建筑業(yè)多年的粗放型發(fā)展,使綠色低碳建筑在我國的發(fā)展步履維艱。實際上,綠色建筑、低碳排放的理念應(yīng)與節(jié)約型社會聯(lián)系在一起,不僅與全球能源消耗、環(huán)境治理等有關(guān),也是中國可持續(xù)發(fā)展的需要。逐步加強低碳節(jié)能減排的推進力度,引起社會各界對低碳生活、綠色建筑的重視,讓綠色生活成為居民的日常生活方式,從而推動我國綠色低碳建筑的發(fā)展。
近年來,我國逐步推廣綠色低碳建筑,政府、企業(yè)和公眾紛紛采取了行動。政府對建筑項目的節(jié)能監(jiān)管涵蓋了從征地、規(guī)劃到建筑垃圾回收的所有階段。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部正在督辦新建建筑節(jié)能措施的實施及北方采暖區(qū)節(jié)能改造、國家建筑節(jié)能減排管理機構(gòu)建設(shè)、大中型建筑節(jié)能改造、可再生能源應(yīng)用及新材料應(yīng)用推廣等工作。各大房地產(chǎn)企業(yè)積極參與建設(shè)低碳減排工程項目,在綠色建筑和節(jié)能環(huán)保方面均取得重大成就。為應(yīng)對氣候變化,各單位制定相應(yīng)的節(jié)能減排戰(zhàn)略,包括努力減少生產(chǎn)和商業(yè)活動中的碳足跡。在政府和社交媒體的宣傳引導(dǎo)下,公眾努力支持并參與綠色低碳節(jié)能的相關(guān)活動,環(huán)保理念得到廣泛傳播。綠色低碳成為人們?nèi)粘I钪械臒衢T話題,低碳環(huán)保產(chǎn)品也得到市場青睞。
當(dāng)前,我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時期,提高建筑能效、發(fā)展綠色建筑是實施我國能源發(fā)展戰(zhàn)略和資源配置的重要手段。綠色建筑將以前所未有的速度發(fā)展,持續(xù)推動建筑業(yè)的綠色革命[6-7]。
1)低碳綠色技術(shù)將逐步融入設(shè)計、施工、拆除全過程,改變傳統(tǒng)的建造方式,不斷提高建筑的實用性能和集成度。
2)綠色建筑技術(shù)與低碳概念相融合,在實現(xiàn)綠色環(huán)保的同時,達到低碳減排的效果。
3)綠色低碳建筑與智能化建筑相結(jié)合,通過信息化、標準化管理提高節(jié)能減排效率。
4)低碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)化程度進一步提高,技術(shù)選擇更加注重投資效益比。
5)綠色建筑技術(shù)正朝著更高的技術(shù)性能發(fā)展,即綠色建筑將逐步發(fā)展成為高性能的綠色建筑。
6)標準綠色建筑體系將緊跟最新技術(shù)發(fā)展,緊扣行業(yè)特點,朝著“一體化設(shè)計及建造體系”的方向發(fā)展。
7)縮短低碳建筑標準體系的評審周期,逐步建立低碳建筑領(lǐng)域的相關(guān)標準。
低碳綠色建筑發(fā)展的積極因素主要體現(xiàn)在以下幾個方面:①低碳綠色建筑受多種生命形式的影響;②低碳、綠色建材大量涌現(xiàn);③綠色建筑的價值日益突出[8]。施工單位對施工過程中產(chǎn)生的廢氣、粉塵、噪聲和建筑垃圾進行控制,并采取相應(yīng)措施,合理使用油漆、涂料,部分企業(yè)還通過了ISO 14001標準環(huán)境管理認證。
低碳綠色建筑發(fā)展的不利因素主要為低碳綠色建筑尚未普及[9],低碳綠色建筑的初始成本非常高,短期經(jīng)濟效益不明顯等。
低碳建筑的發(fā)展對建筑業(yè)的影響如下。
1)規(guī)劃和技術(shù)標準的變更 國家在“十四五”規(guī)劃中對綠色建筑相關(guān)內(nèi)容提出進一步要求,明確了建筑綠色低碳發(fā)展新的戰(zhàn)略和目標,并通過強制與激勵相結(jié)合的方式繼續(xù)推進綠色建筑的發(fā)展。2019年版的《綠色建筑評價標準》經(jīng)歷2次修訂3個版本,重新構(gòu)建了綠色建筑評價指標體系。一大批涉及綠色建筑的設(shè)計、施工、運行維護的標準也相繼頒布,共同為綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展保駕護航。
2)推動住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展 裝配式建筑是建筑工業(yè)化的重要組成部分,是建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的重要構(gòu)成,也是實現(xiàn)綠色建筑的手段之一。裝配式建筑具有節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材的顯著特點,應(yīng)用裝配式建筑可大幅度減少建筑垃圾,保護環(huán)境。裝配式建筑與綠色建筑的概念、側(cè)重點雖不同,但彼此之間又互相關(guān)聯(lián),具有清晰而廣泛的交集。裝配式建筑是綠色建筑的典型代表,踐行了可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑全生命周期基本理念。
3)新材料和新技術(shù)的出現(xiàn) 綠色、低碳、節(jié)能建筑主要依靠新材料、新技術(shù)的應(yīng)用。在能源和建筑領(lǐng)域,主要應(yīng)用能源供應(yīng)、立面結(jié)構(gòu)和廢水回收系統(tǒng)等新技術(shù)[10]。同時,采用環(huán)保、可持續(xù)的建筑材料,提高節(jié)能減排效果,因此節(jié)能減排的新材料、新技術(shù)具有巨大的市場潛力。
4)加速建筑業(yè)信息化變革 綠色建筑與互聯(lián)網(wǎng)融合,運用BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、5G通信等技術(shù),建立綠色建筑信息化平臺。通過信息共享、規(guī)范管理及數(shù)據(jù)統(tǒng)計,精確計算建設(shè)過程中所需的鋼材、水泥等材料,以實現(xiàn)節(jié)能減排。收集項目數(shù)據(jù)信息,建立相關(guān)數(shù)字模型進行分析,盡量規(guī)避可能出現(xiàn)的問題,將損失降到最低。通過數(shù)據(jù)模型對建筑物進行采光、節(jié)能分析,以最合理的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)節(jié)能減排,最終實現(xiàn)建筑行業(yè)的“碳達峰、碳中和”。
在國家大力推進綠色低碳和新基建的整體戰(zhàn)略下,信息化正在建筑行業(yè)發(fā)展過程中發(fā)揮越來越重要的作用,同時建筑業(yè)也迎來了前所未有的市場空間和發(fā)展機遇。