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建筑的節能、綠色與低碳
發(fā)布時(shí)間：
2011-12-08 14:26
來(lái)源：
如果以1986 我國頒布實(shí)施第一部建筑節能法規《民用建筑節能設計標準》為標志，中國的建筑節能工作已經(jīng)走過(guò)25 年的歷程。與這一段歷史對應的是，中國的城市建設和房地產(chǎn)行業(yè)以歷史上空前的規模蓬勃發(fā)展，在推動(dòng)國家GDP 高增長(cháng)的同時(shí)也積累了資源、環(huán)境、社會(huì )等等方面的種種問(wèn)題。進(jìn)入新世紀，我國適時(shí)提出了轉變經(jīng)濟增長(cháng)方式，建設資源節約，環(huán)境友好型社會(huì )的發(fā)展新思路。建筑行業(yè)的“節能減排”更成為受到全社會(huì )關(guān)注的話(huà)題，通過(guò)大眾媒體的廣泛報道和深入討論，生態(tài)住宅，綠色建筑，低碳排放等等專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)也逐漸為公眾所熟知，節約能源、保護環(huán)境、科學(xué)發(fā)展已經(jīng)逐步成為全民共識。
我們還應看到，建筑節能從思想認知統一到產(chǎn)業(yè)政策制定，再到技術(shù)解決方案是三個(gè)層面的課題，它們之間還各有一段距離。其中涉及到的大量理論研究，政策制定，技術(shù)推廣工作在我國仍然缺乏系統性、針對性、有效性，甚至一些業(yè)內專(zhuān)家也還存在著(zhù)一些模糊的認識。建筑節能、綠色建筑和低碳建筑在很多人理解中說(shuō)的是一回事，在媒體上也常常能看到用“節能減排、綠色環(huán)保”的標題討論建筑問(wèn)題。實(shí)際上，嚴格意義上的建筑節能、綠色建筑與低碳經(jīng)濟是不同的課題，他們既有聯(lián)系又有區別，明確界定討論的問(wèn)題對指導具體工作也有重要意義，本文將試圖對三者的關(guān)系做一個(gè)簡(jiǎn)單分析和討論。
一、建筑節能
節能在許多人看來(lái)就是要減少能源消費——“讓電表少走字！”，我國實(shí)施的30%，50%，65%遞進(jìn)的建筑節能標準也給人建筑能耗越來(lái)越少的印象。實(shí)際上這種理解是存在片面性或是誤區的，建筑節能包括更廣義的目標指向，我們關(guān)注的不僅是建筑使用了多少能源，更主要的是要解決能源利用效率的高低。其他行業(yè)的節能問(wèn)題也是一樣，對于中國這樣一個(gè)正處在工業(yè)化、城市化進(jìn)程中的國家，在未來(lái)相當長(cháng)一段時(shí)間里，中國的能源消費都將會(huì )持續增長(cháng)，尤其是建筑能耗在總體能源消費中的比重還會(huì )有所增加，但這并不一定表明我們節能工作的失敗。
能量的守恒與轉化定律告訴我們：一個(gè)孤立系統，如果與外界沒(méi)有能量交換，最終的狀態(tài)只能是一片寂靜。小到一幢住宅，大到一個(gè)國家的經(jīng)濟，如果沒(méi)有源源不斷的能源供給都是不可能正常運轉的。實(shí)際上地球上蘊藏的各種形式能源也足以滿(mǎn)足人類(lèi)社會(huì )發(fā)展對能源的需求，“能源枯竭說(shuō)”在科學(xué)界基本上是被否定的。我們遇到的真正困境是由于化石燃料的大規模開(kāi)采使用，造成極為嚴重的環(huán)境問(wèn)題，反而危及到人類(lèi)的生存和發(fā)展。
解決這個(gè)問(wèn)題的途徑有兩個(gè)，第一就是發(fā)展清潔能源，用清潔能源替代化石燃料，包括消除化石燃料污染的碳捕獲-碳儲藏（CCS）技術(shù)等。極端的說(shuō)如果我們能夠實(shí)現大規模的廉價(jià)生產(chǎn)清潔能源，就可以解決人類(lèi)面臨的經(jīng)濟、社會(huì )、環(huán)境、氣候變化等等絕大多數問(wèn)題，可惜這還是一個(gè)相當遙遠的事情。
第二個(gè)途徑就是提高能源利用效率，這正是建筑節能的意義所在。迄今為止我們所使用幾乎所有耗能設備都還沒(méi)達到理論上的效率極限，也就是說(shuō)，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，各種機器設備、工藝過(guò)程、運輸工具、照明器材等等都存在著(zhù)提高能源利用（轉化）效率的可能。通過(guò)提高能效，我們可以在維持經(jīng)濟持續發(fā)展，生活水平不斷改善的前提下，減緩甚至制止能源消費的過(guò)渡增長(cháng)，從而達到“節能減排”的目的，在這方面，建筑節能確實(shí)有著(zhù)極大的潛力。建筑運行中所需能源中的很大一部分是低溫熱能，諸如采暖、制冷和生活熱水等能源需求，這種低品位能源在其他行業(yè)難以利用，例如我們很難想象用60 度熱水蘊含的能量去開(kāi)動(dòng)一輛汽車(chē)，但用在建筑系統卻非常合適。所以從能源的梯級利用的思路出發(fā)，在更大的尺度上規劃能源方案，有利于進(jìn)一步提升能源利用的總效率。
不少發(fā)達國家已經(jīng)提出甚至實(shí)現了建筑能耗絕對總量的逐步降低，但是中國的現實(shí)國情不能與其簡(jiǎn)單類(lèi)比。達到富裕水平的發(fā)達國家早已完成了工業(yè)化、城市化進(jìn)程，人口接近零增長(cháng)；居住面積和住宅設施標準已經(jīng)普遍達到舒適健康的要求，住房建設處在簡(jiǎn)單更新的狀態(tài)。在這樣的前提下，通過(guò)先進(jìn)節能技術(shù)和可再生能源-建筑一體化的應用，可以實(shí)現建筑能耗總量的下降。
而在中國的情況則有所不同，一是中國當前的住房舒適標準偏低，夏熱冬冷地區的住房普遍不設采暖設備，普通住宅很少有生活熱水供應，多層住宅樓通常沒(méi)有電梯等等。隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展，人民生活水平的提高，中國住宅的設施標準必然逐步提高，相應的單位面積建筑能耗也會(huì )有所增加。第二，中國的城市化進(jìn)程還將持續20 年或更長(cháng)的時(shí)間，城市住房的總量和保有量勢必會(huì )相應的持續增長(cháng)；基于改善性的需求，城市人均住房面積也會(huì )繼續增加，這同樣會(huì )導致建筑總能耗的增加。這也就是我們說(shuō)的，中國住房建設尚處在脫困型、改善型階段，遠還未達到舒適型、享樂(lè )型階段。
所有這些因素使得中國的建筑能耗在未來(lái)相當長(cháng)一段時(shí)間，不論是能耗總量還是單位面積強度都有可能繼續增長(cháng)，現在就提出建筑總能耗要減少多少億噸標準煤的指標是不切合實(shí)際的。我們的目標應該是通過(guò)強化政策法規的完善、執行，大力推廣應用各種建筑節能技術(shù)，提高能源利用效率，遏制我國建筑行業(yè)建造與運行能耗的過(guò)快增長(cháng)。一個(gè)擺脫了貧困生活的中國家庭，從人均居住面積5 平米的棚戶(hù)區搬進(jìn)人均20 平米的新房，冬天有暖氣供應，每天能夠洗上熱水澡，家里還第一次安裝了空調，他家電表走的字肯定會(huì )比以前多，但這不代表他的新家不是節能建筑。
二、綠色建筑
世界各國對于綠色建筑的解釋各有不同，如果要找到一個(gè)高度概括的詞來(lái)表達它的科學(xué)定義，可持續建筑（Sustainable Building）可能是更準確的表述。也有學(xué)者將生態(tài)建筑視為綠色建筑的同義語(yǔ)，但從嚴格意義上的生態(tài)學(xué)角度講，“生態(tài)建筑”本身仍是一個(gè)有疑問(wèn)的命題，因為生態(tài)學(xué)的本意是觀(guān)察和描述自然界生物群落和他們賴(lài)以生存的地理、氣候環(huán)境，而不是要干預或是人工構建生態(tài)系統。
無(wú)論我們如何定義，顯然綠色建筑所包含的內容要比建筑節能廣泛得多。我國在2006年頒布實(shí)施的《綠色建筑評價(jià)標準》就明確了節能、節地、節水、節材，保護環(huán)境五個(gè)方面的綠色建筑特征指標和技術(shù)要求，應該說(shuō)頗具中國特色。同樣，世界其他國家的綠色建筑評價(jià)體系包含的具體內容、要求、權重、評價(jià)方法雖然不盡相同，但無(wú)一例外也都會(huì )強調建設項目的環(huán)境影響評價(jià)，對環(huán)境的負荷越小，建筑也就越“綠色”，可以說(shuō)綠色建筑的核心理念就是環(huán)境友好：人造的建筑物在何種尺度內，與自然環(huán)境能否構成一個(gè)可循環(huán)，可持續的依存關(guān)系。由此也可以認為，綠色建筑標準中的“保護環(huán)境”是一個(gè)有些牽強的說(shuō)法，因為除了一些特定的修復環(huán)境的工程項目外，一般建設項目最多不過(guò)是能夠追求盡可能降低對生態(tài)環(huán)境的負面影響。
建筑節能是綠色建筑的重要組成部分，低能耗往往是構成各類(lèi)型綠色建筑最主要的特征，而且對于一般民用建筑，保溫隔熱的低能耗圍護結構體系還是實(shí)現室內環(huán)境舒適度的基礎。低能耗也意味著(zhù)更少的污染污染物排放，可以說(shuō)，節能是綠色建筑的必要條件。
在一些歐洲國家的綠色建筑評價(jià)體系中，近年來(lái)更加入了社會(huì )、人文的評價(jià)內容，這與我國建設和諧社會(huì )的發(fā)展思想有些不謀而合。的確，提倡有節制的消費理念，鼓勵自然健康的生活方式是非常有效而且是零成本的節能環(huán)保措施，而這些理念都可以通過(guò)綠色的社區規劃和建筑設計來(lái)宣示、引導、鼓勵和實(shí)現。
綠色建筑認證體系在世界各國都是一個(gè)自愿實(shí)施的先進(jìn)建筑系統，政府通常可以采用財政、稅收的傾斜政策鼓勵開(kāi)發(fā)企業(yè)參與綠色建筑的實(shí)踐。而真正推動(dòng)、普及綠色建筑的動(dòng)力是來(lái)自公眾環(huán)境意識的覺(jué)醒和規范有序的市場(chǎng)環(huán)境。將綠色建筑作為參與項目投標的條件也是各國常有的作法，美國聯(lián)邦政府投資建造的學(xué)校、醫院、圖書(shū)館、政府辦公樓等公共建筑往往會(huì )明確要求達到LEED 認證標準，這對商業(yè)開(kāi)發(fā)市場(chǎng)的建筑節能，綠色建筑發(fā)展起到了正面引導作用，值得我們借鑒。
現在有一種呼聲要求用行政法規強制推行綠色建筑認證，相信持這種意見(jiàn)的人初衷是好的，期望綠色建筑在中國得到更快地普及發(fā)展，但這樣做的實(shí)際效果只會(huì )適得其反。建設工程強制標準代表了這一行業(yè)的市場(chǎng)準入門(mén)檻，側重對社會(huì )公眾利益和消費者個(gè)人安全、健康的保護；而綠色建筑認證體系強調參與者對環(huán)境的關(guān)注和承諾，是企業(yè)社會(huì )責任的體現，它的內容、條文要求應該比強制法規更廣泛，更全面，更嚴格，以代表設計理論和建筑技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢，這樣才能夠起到探索方向，引導市場(chǎng)的作用，二者不應混為一談。即使是政府的投資建設項目設置了綠色建筑認證達標要求，也應該在招標過(guò)程中保證公平的商業(yè)競爭規則。這樣才是真正有利于綠色建筑發(fā)展的政策環(huán)境。
三、低碳建筑
去年哥本哈根氣候大會(huì )以后，低碳經(jīng)濟在國內迅速變成了一個(gè)熱點(diǎn)詞匯，更有專(zhuān)家引申出低碳城市、低碳社區、低碳建筑、低碳生活等等新概念，似乎所有節能問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題、城市問(wèn)題都可以或是需要用“低碳”來(lái)重新定義。
我們知道，“低碳經(jīng)濟”是英國政府對世界經(jīng)濟發(fā)展模式創(chuàng )新的重要貢獻，是應對氣候變化與經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展矛盾的戰略路線(xiàn)圖，自2003 年提出后，迅速為學(xué)術(shù)界和世界各國政府所認同，現在已經(jīng)成為公認的可持續發(fā)展宏觀(guān)經(jīng)濟模型。
氣候變化無(wú)疑是人類(lèi)目前面臨最緊迫的全球性問(wèn)題之一，被科學(xué)界普遍接受的一個(gè)警示是：溫室效應是全球氣候變暖的主要原因，如果平均氣溫升高超過(guò)2 攝氏度，地球生態(tài)環(huán)境將發(fā)生不可逆轉的災難性變化，遏制大氣中溫室氣體的增加被認為是制止氣候變暖的唯一有效措施。
大氣中的一部分溫室氣體是人類(lèi)經(jīng)濟活動(dòng)的產(chǎn)物，其中最主要的就是由于人類(lèi)開(kāi)采燃燒化石燃料而排放的二氧化碳，全球每年高達300 億噸以上，地球上的森林、海洋已經(jīng)無(wú)法吸收、轉化、存儲這么多的二氧化碳，從而造成了大氣中的溫室氣體逐年增加，溫室效應逐漸加劇。可見(jiàn)“低碳”首先是針對氣候變化問(wèn)題，核心是降低煤炭、石油等化石燃料的消費增長(cháng)。發(fā)展風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源，核能發(fā)電，增加森林覆蓋率，CCS 技術(shù)等都被認為是有效的途徑和手段；同樣提高能效，節約能源也是緩解碳排放增加的主要措施，從這個(gè)意義上講，建筑節能與低碳確實(shí)是有聯(lián)系的。
但我們仍不能將二者簡(jiǎn)單的等同，因為建筑物并不直接排放二氧化碳（用燃氣灶燒水做飯的時(shí)候會(huì )有一些），但它在建造和運行過(guò)程中會(huì )有各種形式的能源消耗，與之相關(guān)的碳排放大部分會(huì )發(fā)生在建材生產(chǎn)廠(chǎng)，供熱廠(chǎng)、發(fā)電廠(chǎng)等等地方，可見(jiàn)“建筑物”或者說(shuō)“建筑節能”與碳排放不是直接的因果關(guān)系。是否需要，如何把建筑的性能評價(jià)與碳排放聯(lián)系起來(lái)仍是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。
近來(lái)“零碳建筑”“碳中和建筑”也是業(yè)內常常討論的熱點(diǎn)話(huà)題，細看對它下的定義，可以發(fā)現它和“零能耗建筑”概念沒(méi)有什么本質(zhì)區別。受熱力學(xué)定律的限定，世界上任何一座“零碳建筑”或是“零能耗建筑”都一定要附帶可再生能源生產(chǎn)裝置，不論是太陽(yáng)能集熱器、光伏電池，還是發(fā)電風(fēng)車(chē)或是沼氣發(fā)生器等等，否則這座建筑是無(wú)法運行使用的。我能想到的唯一反例是地處北極的挪威國家生物種質(zhì)庫，它在建成之后就幾乎不再耗能，只需要寒冷黑暗的環(huán)境保護植物種子的發(fā)芽能力，但畢竟這只是一個(gè)特例。
零能耗建筑不僅是造價(jià)昂貴，而且一般需要更大的占地空間實(shí)現能源循環(huán)。中國的土地資源狀況決定了在現階段，我們的城市居住形態(tài)只能是以高密度集合住宅為主，這樣的建筑形式很難有足夠的空間采集、利用可再生能源。所以要求一般建筑實(shí)現零能耗、零碳排放顯然不切實(shí)際，我們應該針對中國的具體國情制定綠色建筑發(fā)展策略。
我們現在看到有國內研究機構已經(jīng)編制出低碳建筑的評價(jià)方法，這種與時(shí)俱進(jìn)的探索精神是非常可喜的，低碳問(wèn)題應該得到充分關(guān)注，我們也需要針對氣候變化對經(jīng)濟建設、社會(huì )發(fā)展的挑戰思考新的對策。只是科學(xué)問(wèn)題需要嚴謹的科學(xué)方法，我們不必為追趕潮流而去發(fā)明新名詞，新概念，新理論，新方法。
溫家寶總理在哥本哈根氣候大會(huì )上代表中國政府做出了中國為應對氣候變化的減排承諾：到2020 年，中國單位GDP 的碳排放強度降低40-45%。盡管有一些發(fā)達國家認為這一承諾不具約束力和可執行性，但公正的說(shuō)這種承諾是符合中國的發(fā)展狀況的，同時(shí)也是很有挑戰性的目標。
中國經(jīng)濟如果保持8%的增長(cháng)率，到2020 年GDP 總量還會(huì )增加約1.2 倍，碳排放強度降低40-45% 意味著(zhù)我們要在能源消費只能增加30% 的條件下支撐經(jīng)濟規模的成倍增長(cháng)。盡管可再生能源的商業(yè)化生產(chǎn)可以增加一定比例的能源供給，但在現階段，風(fēng)電、核電、光伏發(fā)電等新能源的綜合投資成本還是成倍高于火電，發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)需要先進(jìn)技術(shù)和巨額投資，所有這些都有可能成為中國經(jīng)濟發(fā)展的制約因素。節約能源、提高能效則是更直接，更具體，更有效的對策和措施。
概括的講：建筑節能是能效問(wèn)題；綠色建筑關(guān)注環(huán)境的可持續；低碳經(jīng)濟源于應對氣候變化；所有這些問(wèn)題都與建筑密切相關(guān)。建筑與城市是文明的載體，建設行業(yè)是國民經(jīng)濟中的耗能大戶(hù)，我們今天建造的房屋、社區、城市會(huì )存在幾十甚至上百年，成果和遺憾都會(huì )留給我們的子孫后代，作為業(yè)內人士我們有責任全力以赴，勤勉工作。
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何謂永久性防水？ 永久性防水是指防水層長(cháng)年受到水浸或在潮濕狀態(tài)下工作，并不因為大氣降雨才發(fā)揮防水的功能。 地下工程防水層一直受到地下水和土層滯水的浸泡：蓄水池的防水層更為直接地受到明水壓力；隧道、輸水渠的防水層也具有和蓄水池一樣的防水功能要求；廁浴間、種植屋面防水層也是長(cháng)時(shí)間處于有水狀態(tài)或潮濕狀態(tài)。由于防水層始終和水接觸，防水材料耐水性要好。 水溶性防水涂料結膜后成為防水層，用于間歇防水沒(méi)問(wèn)
伴隨著(zhù)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平大幅度提高，法律維權意識逐漸增強，老百姓對生活品質(zhì)的要求越來(lái)越高，對自己的居住環(huán)境也相應提高了要求，防水工程作為建筑的保護層，對其結構起著(zhù)重要的作用。 防水工程的二次設計，之前已有許多專(zhuān)家和學(xué)者對此進(jìn)行了很詳盡的闡述。筆者相信，任何理論都會(huì )隨著(zhù)秒針的轉動(dòng)不斷地升華，所以在此只是溫故后的體會(huì )，抑或是引玉前的拋磚。在上世紀七八十年代，所謂的建筑防水設計，只是在需
我國的保溫材料，按照材料性質(zhì)可分為三種，有機材料、無(wú)機材料、復合材料。應用最多的是有機材料，包括膨脹聚苯板（EPS）、擠塑聚苯板（XPS）、聚氨酯（PU）、酚醛泡沫（PF）等；無(wú)機材料包括巖棉、玻璃棉、發(fā)泡玻璃、發(fā)泡陶瓷、玻化微珠保溫砂漿、發(fā)泡水泥板、真空隔熱保溫板等材料；復合材料是有機和無(wú)機復合的材料，包括膠粉聚苯顆粒、復合EPS板材、復合XPS板材、復合聚氨酯板等。其中，EPS、XPS遇火熔融
巖棉(rockwool)，即外墻外保溫材料的一種。屬于無(wú)機材料，采用玄武巖、輝長(cháng)巖、白云石、鐵礦石、鋁礬土等為主要原材料，經(jīng)高溫熔融后，由高速離心設備制成的人造無(wú)機纖維，具有優(yōu)良的保溫隔熱和防火功能。 絕熱性能 絕熱性能好是巖棉制品的基本特性，在常溫條件下（25℃左右）它們的熱導率通常在0.03～0.047W/(m.K)之間。 燃燒性能?? 巖棉的燃燒性能取決于其中可燃性粘接劑的多少。巖棉
外墻外保溫技術(shù)以其構造合理、消除熱橋、節能效率高、熱工穩定性好、能保護主體結構、不減少建筑實(shí)際使用面積等明顯的優(yōu)點(diǎn)而成為居住建筑節能的主導型節能應用技術(shù)并已經(jīng)廣泛展開(kāi)與普遍應用。十多年來(lái)采取外墻外保溫技術(shù)建造了大批的節能住宅，這些節能住宅的建成推動(dòng)了建筑節能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與逐步完善。但是，外墻外保溫技術(shù)在近些年的大力推廣與應用過(guò)程中，通過(guò)跟蹤考察與調查，也發(fā)現或出現了若干問(wèn)題：由于外保溫系統處于建筑物