摘要 绿色建筑在美丽乡村建设中的应用有助于节能降耗、保护环境、实现社会效益与环保效益双赢。地区自然环境、资源分布、气候特点、产业情况决定了应用绿色建筑与施工技术有着较高的社会效益。绿色建筑是绿色施工工程技术与建筑科学技术结合的产物,具体应用中包括绿色建材,绿色施工技术的应用与施工工艺的研制和改进等,从而达到理想的节能降耗的效果。
关键词 绿色建筑,美丽乡村,效益,节能,环保
随着我国城镇化建设进程加快,美丽乡村的发展伴随着建筑规模的扩大与升级,为贯彻环境保护、可持续发展等理念,建筑行业发展中积极应用绿色建筑与绿色施工技术成为必然,有助于减少美丽乡村带来的污染与破坏,真正做到绿色美丽乡村建设的目标。伴随着建设生态和谐美丽乡村理念的提出,社会主义新农村建设已迈入新的历史阶段,而绿色乡村建设更是这个阶段不可或缺的重要部分,着力打造生态乡村、魅力乡村,努力推进美丽和谐的新农村建设。绿色建筑在美丽乡村建设中的应用有助于节能降耗、保护环境、实现社会效益与环保效益双赢。
1 绿色建筑概念
所谓绿色建筑是指建筑施工过程中可充分利用自然资源及先进施工技术等可减少施工能耗与污染,提高建筑物所使用资源的效率,不对人身健康以及自然环境产生负面影响,并且在保障建筑基础功能的基础上维护生态平衡,构建生态建筑。绿色建筑的主要目标是促进人与自然的协调、稳定发展,在满足人们居住需求的同时,尽量避免对自然环境产生不利影响,以维系好人与自然的平衡状态,更好的保证生态系统的稳定发展。绿色建筑区别于传统建筑最为典型的是核心绿色理念,即绿色能源的利用与绿色材料的应用。
1.1 绿色能源
当前美丽乡村建设中建筑绿色能源的利用主要以太阳能、风能与生物质能为主。太阳能多数以照明功能为主,比如太阳能路灯、小区停车场或者林荫道安装的玻璃质圆顶设施,可以将采集到的太阳能转化为照明功用,或者在住宅建筑中安装太阳能集热器以供室内取暖,或者应用于太阳能热水器、太阳能电池、太阳能空调等产品。风能作为太阳能性质相同的资源,取之不尽用之不竭,可以将风能转化为电能、热能、机械能等多种资源,供给建筑制冷、制热、发电、提水等,或者利用风光互补发电技术,满足建筑多个场所照明需求。生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,通常主要以各类固体、液体或气态燃料为主要表现。
1.2 绿色材料
绿色建筑中应用绿色材料主要以建筑材料与装饰材料为主。建筑材料以无毒无害或者低毒低污染建材为主,无毒无害材料以石膏、砂石、木材等简单加工材料为主,低毒低污染建材是指有毒害可控、有毒物质释放缓慢、毒性轻微、对人体健康影响较小的建材,比如胶合板、纤维板、大芯板等建材。装饰材料种类繁多,比如新型加砌混凝土砌块制成的阻热蓄能效果较好的环保墙材,具有驱虫、保湿等多种功能的各类草墙纸、麻墙纸等环保绿色墙饰,装饰用绿色管材如金属复合管具有防锈、无污染等优势,生物乳胶漆等环保漆料安全无毒,LED照明灯节能、安全、高效,以上这些绿色建材都极大地减少了美丽乡村建设污染与能耗。
2 对建筑“绿色”理念的理解误区
2.1 绿色建筑并非昂贵建筑
我们在开展建筑工程的设计开发时,施工企业往往都将工作的重点放在成本的降低上,但是绿色建筑说到重点是循环利用,可持续发展以及绿色环保等方面,需要在节能的前提下尽可能的降低成本。也就是说,与传统设计相比,工程的建设成本可能会有所增加。但在后期的使用过程中,绿色住宅能够有效的利用太阳能、风能等自然能源,这样算下来,绿色住宅的使用成本会大大降低,并且绿色住宅属于环境友好型建筑,因此在改善环境方面有着非常积极的作用。
2.2 绿色建筑并非只是绿色环境
在很多人认为绿色建筑是指居住的环境处于园林、绿地要符合甚至超出绿色面积的执行标准。可是,现在我们所说的绿色其实是指生态化、节能化的住宅,能够更好的保证人们健康,促进人与自然和谐发展的绿色。
2.3 绿色建筑并非高科技建筑
绿色建筑中并没有应用什么高科技的技术,它的工作原理是借助某种材料来促进建筑内外的能量交换,就是能量交换律更高而已。绿色建筑中的各种技术都是十分基础的,并且我国的很多建筑也早已体现了“绿色”的理念。现今,我国的许多建筑中都安装有节能设施,不过它们并不是什么高端的科技,只是利用自然资源来为人们创造一个宜居的生活环境而已。
3 绿色建筑产生的经济效益
以太阳能集热器为例,太阳能与建筑结合,打造“绿色”建筑,一方面能更好地利用太阳能资源,另一方面减少建筑的能耗及排放。作为环保节能的太阳能热利用产品,可以为建筑提供生活热水及采暖用热,无疑是实现建筑节能减排目标的有效方法。太阳能集热器安装在屋顶上或屋外,不会占用任何室内空间,并且太阳能是免费的,不需要使用煤、电、天然气等资源,节省家庭电费、燃气费的支出,经济效益好。因此,目前太阳能集热器在家庭中有着广泛的运用。
根据清华阳光首席科学家、清华大学殷志强教授等提出的测算数据,一台150升家用太阳能热水器,倾角45°采光面积Ac=2.04m2,在北京、悉尼测试,建能量方程,计算北京地区年得热量6180MJ,太阳光-热转换效率。“年效率”50%。太阳能热水器可以在1.1年内收回产品生产能耗。
以清华阳光JB-150/45家用太阳能热水器为例,倾角45°,采光面积2.04m2,北京地区年得热量6180MJ,单位采光面积年得热量3029.4MJ/m2(842kWh/m2),折合年节省标煤103.5kg/m2。一般家庭使用电热水器,按0.34kg标煤/1kWh电,电热水器效率95%,由煤发电到电热水器产生同样3029.4MJ(842kWh)热量,节电886.3kWh,折合标煤301.3kg。就是说太阳能用于生活热水,替代高品位能源电,所节省的标煤,远大于太阳能产生热量直接折算的标煤。
与电热水器、燃气热水器和燃煤热水器相比,全生命周期的总节能量分别为10.5、3.8和5.1吨标准煤。且采获的是无污染的太阳能;太阳能热水器在寿命期内,在SO2、NOx、CO2和粉尘方面都具有相当的减排效果;太阳能热水器的使用寿命15年,远超过太阳能热水器的能量回收期。
太阳能热水器的直接经济效益是替代或节约常规能源。应用太阳能热水器/热水系统可以有效地节约常规化石燃料,因而能减少地区污染和温室气体的排放。
4 绿色建筑理念在美丽乡村建设中的应用
近年来,美丽乡村建设进程不断加快,与此同时住宅建设问题也频频出现,比如重数量轻品质、住宅建筑污染大、环境资源消耗高等,严重制约了当地建筑发展,因此倡导绿色建筑、节约型建筑与绿色施工技术推广应用势在必行。地区自然环境、资源分布、气候特点、产业情况决定了应用绿色建筑与施工技术有着较高的社会效益。有些地区当地地貌、资源、能源等因素影响,有着较好的绿色建筑施工基础,例如,光照资源丰富的地区,可进行太阳能发电、供暖等开发;矿产资源丰富的地区,石膏、石灰、煤炭等适宜发展绿色建材。绿色建筑是绿色施工工程技术与建筑科学技术结合的产物,具体应用中包括绿色建材,绿色施工技术的应用与施工工艺的研制和改进等,从而达到理想的节能降耗的效果。
4.1 绿色建筑设计在美丽乡村住宅小区中的应用
现今,我国的建筑工程施工中越来越崇尚绿色设计,这种设计方式有利于保护环境,节约能源,符合我国可持续发展的理念,因此发展前景十分良好。美丽乡村住宅小区绿色规划,在进行绿色建筑的设计工作时,一定要对施工地点的环境有一个深入的了解,要体现创新思想,并且符合当地自然环境的发展规律。在设计过程中一定要考虑施工现场的地质状况、环境条件等多项因素,这样设计出来的建筑结构才能最大化的利用风能、光能等自然资源,使建筑工程只需要消耗很少的能源便能够保证人们的正常生活。必须在满足人们使用要求的前提下,在建筑工程有关结构加入环保设施,这需要综合运用很多科学的知识,所以工作难度较大。开展建筑结构的规划设计时,还要结合当地生态地理、人文环境、经济发展等因素,力求做到建筑和周围环境的融合,提高居住舒适度,减少经济消耗和能源消耗,最大可能提高能源和材料的使用效率。
4.2 建筑单体的绿色设计
建筑体型系数其实就是建筑工程的表面积与体积的比例,这一系数与建筑工程的热工性能有着紧密的联系。通常情况下,曲面建筑的热能耗不会超过直面建筑,并且,体积相等时,较为分散的布局结构的热能耗会大于较集中布局结构。因此,在设计过程中,要建立缩减外墙的面积,避免太多起伏,也就是要使用规则的平面设计形式。确定建筑材料时,要首先考虑绿色、环保、健康等方面的作用,并且在设计过程中还要必须根据工程现场的土质状况、环境条件等为有效的依据,这样才能保证设计方案的科学性。墙体保温技术在节能施工技术中占有重要的地位,保温技术包括外保温、中间保温和内保温三种类型,要想保证建筑整体的节能效果就必须要做好墙体保温工作。做好这一工作不仅可以发挥承重、隔声等需求,还能提高建筑的保温隔热性能。
4.3 住宅建筑的绿色设计(举几个例子:采用太阳能、节能材料、生物质能技术的设计,这里只介绍材料设计方面)
以建筑节能技术为例,山西,陕西(夯土墙形式)等地处于季风气候区,冬季内外温差高达25℃~30℃,以建筑节能40%~50%来计算,一平方米住宅造价增加5%~7%左右,但是经过4~5年即可实现完全收回,无论是节能降耗还是社会效益、环境效益都令人满意。供暖方面主要以煤炭为主,在应用建筑节能技术的同时,采暖消耗煤炭数量、煤炭粉尘污染等得到极大降低,如果可以普及到整个地区,所能创作的社会效益与环保效益都十分可观,说明了应用绿色建筑及先进技术的必要性。
按照建筑设计气候划分属于寒冷地区中的B区,四季分明,冬夏季节温差大,所以住宅建筑设计中要着重考虑供暖、供热需求。目前当地冬季采暖主要以集中供暖、小区供暖为主,夏季制冷以自然通风、防晒网、空调等为主,结合当地环境、气候特点,建筑供热制冷设计可采取改善围护结构形式以达到减少传热耗热量效果。建筑围护结构的应用主要是通过开源、节流实现节能降耗,通过在建筑屋顶、墙体、门窗等设施应用隔热材料改善室内温度、空气质量与能耗。普通建筑住宅围护结构成本增加3%~6%节能效果提升20%~40%,夏季减少热量传导,冬季减少热量损失,从而使室内湿度保持适宜,减少供热、制冷消耗。建筑外墙保温可选择方式多种多样,比如STP保温板、岩棉板、相变保温材料等,等级不到A级的保温材料不能用于民用建筑,所以前些年应用的Eps、xps保温材料被禁用,A级材料应用频率升高。
4.4 乡村绿化配置原则
乡村绿化同样是建设美丽乡村的重要环节,在绿化工作中,必须注重生态效益、社会效益和经济效益的有机统一。根据每个地区所处不同的地理环境、自然条件,因地制宜,科学规划,选择性引进适合当地栽培的优良树种,优先使用乡土树种。乡村树种对本地气候、土壤条件适应性强,并且能够充分体现当地特色,更具有亲和力。使得绿化规划要与整个乡村建设规划相协调,绿化配合建设布局,达到生态和谐统一。乡村绿化切记树种单一,色彩单调,搭配不合理,既不美观又不利于生态平衡。应该做到乔木灌木结合,花期交替、落叶树与常绿树并存、观赏效果与经济效益双赢。
发展绿色建筑模式,是顺应时代之需,也是建设美丽乡村的新课题。向低碳经济转型,加快绿色发展,已经成为经济发展的历史性大趋势、大潮流,建筑业及其运行的资源消耗和环境效应,对全球资源环境的影响日益显著。减少建筑能耗和污染排放,节约资源、保护环境,实现建筑与自然和谐共存,是全球面临的共同课题。我国从生态文明这一战略高度出发,发展绿色建筑,使其逐步由战略规划层面走向实际操作层面,是保障和改善民生的有效手段。绿色建筑的设计理念之一就是以人为本,充分实现人、建筑和自然环境的协调发展。因此大力推行绿色建筑,对建筑物日照环境、采光通风和舒适性都做出明确规定,为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间,是改善城乡居民的居住条件、促进消费升级、保障民生的有效手段。
美丽乡村建设中应用绿色建筑理念可达到节能降耗的效果,兼顾社会效益与环保效益,通过应用绿色材料、绿色能源与绿色施工技术等推动绿色建筑的发展与应用。发展绿色建筑,是推动新型美丽乡村的必然要求。绿色建筑最终的目标是以“绿色建筑”为基础进而扩展至“绿色社区”、“绿色城市”层面,达到促进建筑、人、城市与环境和谐发展的目标。新型美丽乡村建设只有走“集约、智能、绿色、低碳”的道路,才能符合建设资源节约型、环境友好型社会以及生态文明建设的要求,这就意味着需要进一步推动建筑的低碳化、节能化,为更高水平的美丽乡村提供必要的物质基础。“明者远见于未萌,而智者避危于无形。”当前,民众对绿色建筑的科学认知存在偏差、行业体系标准尚未建立、相关鼓励政策制度的缺失等问题都使绿色建筑在我国的发展面临着严峻的现实挑战。解决这一问题,更好地使民众公平享用绿色文明的发展成果,需要政府有关部门在教育宣传、政策制度、监督管理等方面多管齐下,真正为绿色建筑的大力推行提供完善的社会环境。绿色建筑承载着我们实现生态文明的崇高理想,承载着人类与地球和谐相处而幸福生活的美好愿望,亦是我们实现“美丽乡村”的重要保障。
作者单位:中天工集团有限公司工程技术研究总院美丽乡村与智慧城市技术研究院
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