要环保节能是否一定要多付钱?

上一篇 / 下一篇 2007-01-08 10:53:32

近来与各界人事尤其是地产界在探讨与环境、环保等有关话题时，被问及最多、也是人们最关心的就是要环保节能一定要多付钱吗？象征着生活质量的舒适度标准能够与节能的大趋势和经济的可行性成正比吗?绿色建筑博客r0JIj.nJ

(发表在《新地产》8月刊的一篇文章，旨在与地产商们交流最初的想法，也澄清一些在节能领域的错误认识）

要回答这个问题,首先得从最基本的概念开始。可持续发展在若干年来，国际一直认可的基本解释可以概括为不仅要保证我们拥有的自然资源满足现代人的生活需求,也要保证我们的子孙后代也享有同样的权利。资源是有限的，石油类资源不可再生；我们必须以远远小于资源形成的速度来消耗它。这是节能的必要性。但同时我们也看到另外一种现象：随着社会的发展进步，人们生存的压力小了，对舒适度的渴望高了，所以我们看到无论是写字楼还是住宅窗户都关闭了，人们以完全人工的方式营造着舒适。我们甚至期待温度不变，湿度不变。这是不是太理想的舒适？我们总教育下一代，不要做温室的花朵。对于花朵而言，无须质疑温室的舒适度，需要质疑的是结果，因为过分的理想化和与自然的隔绝使生命变得脆弱;同时空调的大量使用给环境带来巨大的压力，城市热岛出现了，恶性循环不可避免。到了2005年的夏天，中国若干大城市不得不拉闸限电;即使我们有钱消费得起电,但如果有一天没有电可以买到呢?

q"G h8KaRc5~1x0

1M)un8V,g.jNX.q B0

%L?gAP1h6I*p0

需要明确的是多花钱和少花钱也是一个相对的概念,它是指建筑的一次性前期建设投资,还是指前期投资与建成后的运行维护费用的总和?现阶段讨论建筑全生命周期的节约能源与节约资金的相互关系是不具备普遍意义的,这和我们的开发模式有关,很多人更关心的是如果纳入节能的理念,是不是要增加前期的建设投资?在开发商们建好房子并卖掉的那一刻,是不是可以省钱至少不是多花很多钱?

mbNtuP9n0绿色建筑博客c4J2T{_&h2_,^|

绿色建筑博客$vK4bQ2g }o2Ab

传统的节能做法要么是加大保温层的厚度，要么是增加玻璃的层数，即使是某些立面窗墙比的调整也无疑是希望建筑的维护结构能够更加强壮的对抗环境，被动地保护自己。材料的升级必然带来投资的增加，更何况一些高科技产品的介入?

1i(["V8z8fT? yu2_$s2F0绿色建筑博客h2C0d5q*^2C[

绿色建筑博客Or`s Oo-^

绿色建筑博客@N ^0H1k

绿色建筑博客D _j+[y[6}+m

与自然和谐相处一直是人类赖以生存的前提。顺应自然并利用自然的创造力,使得很多伟大的建筑在技术水平有限的时代得以为居住者提供最大限度的舒适;同时技术的进步也激发了人们无穷无尽的想象力,善用技术而不是滥用技术是重点。下面的几个例子可以简要的说明节能是建筑与自然的重新结盟,是建筑技术的适时运用。

E b`vw0

1@8`;e.n ~ e&mZ'u0

绿色建筑博客&vd&hc0[

绿色建筑博客Lj)P8k1x[b_

X.M3Jar!x0

不用空调的博物馆-英国斯文顿自然科学博物馆绿色建筑博客h$v-ruH@0@

绿色建筑博客2U.XW4W!F

绿色建筑博客gsx]+~E

+O*B4c.daC-P~0

J d3o{DI#g7{1|Z:H0绿色建筑博客'[4\6tau8T

这座自然科学博物馆位于英国南部城市斯文顿(Swindon)境内,现有展览设施相对有限，展品种类单一。结合新的发展思路，以创建全方位的科学培训基地，并在区域内拟建英国最大的风力发电基地计划为目标，博物馆决定增购展品，扩大展览区域，完善功能布局，并且以可持续发展理念为目标，希望新的建设可以减少对环境的影响，减少前期投资及运行成本，真正地成为绿色建筑发展的典范。绿色建筑博客:x:vf2ps.@Dr}

,?SnA]B9x0绿色建筑博客q x7n&{H$Y[ c

uY|V!m UjZk0

在建筑设计前期，环境咨询顾问与建筑师们充分交流，初步确定了基本的建筑布局，分析展品储藏的环境要求，并与博物馆详细探讨可能的经营方式。原有的展览及储藏空间将作为主要的人与展品互动的空间，即展览参观大厅；增设新的入口接待空间及相应的辅助设施；增设新的展品储藏空间，大多数时候展品在此收藏，必要时在通过相应的渠道送至前部展览参观大厅。展品储藏空间的设计，最大的挑战是营造良好的环境品质，避免温度和湿度的频繁或大幅度的波动,以保证藏品的历史寿命。

JMz,fQ2m(pm5{DE0绿色建筑博客O1c^;['f3W

|GO-hS8R0

按照传统的运行方式，此类空间的环境控制通常是由空调系统来完成的。全天候的空调运行，虽然保证了温度和湿度的适宜范围，但空调电耗惊人。在斯文顿(Swindon)，全年的相对湿度较高，平均湿度在80%左右，但展品的要求是在35-60%之间。这说明如果使用传统空调，必须预先对室外空气进行除湿。抛开能源消耗的问题，这也带来了潜在的室内湿度波动过大的可能性。这种传统的方式带来了巨大能耗，与基地上可再生能源绿色风力发电站的初衷背道而驰，显然是不能接受的。

2p F$n9nw8u0绿色建筑博客4u/Fy*u/]:k

绿色建筑博客`'jJ,L3C1[0Zr

s#Tu+[XbW0绿色建筑博客{;N.y:J ~e.p*f

基地上丰富的自然资源给设计及建设带来了灵感。风是风力发电的动力，按照计划，这将是英国最大的风力发电基地之一。基地上产生的电力一部分用于博物馆的日常能源消耗，多余的部分则并入城市电网，满足其它地区的需求；太阳能资源也相对丰富，一方面对给建筑制冷带来压力，同时也创造了利用主动式太阳能资源来减低能耗的可能。在整个设计过程中，通过对建筑布局，建筑维护结构，建筑材料及建筑控制方式的调整，使建筑完全能够在自然的状态下通过自身的调节实现零能耗的假设，成为博物馆建筑中第一个运用自然能量替代人工空调的案例。其设计通过英国评估标准BREEME（与美国LEED相似，但更为细化）的评估，评分为最高。储藏区域的主要特征简述如下：绿色建筑博客b)zu&a,RN0j s

绿色建筑博客F?-^1t1nt!K~#w8j

?6]!X:Ab0绿色建筑博客(Jcw|o)AZl%L

1）南向太阳能集热墙绿色建筑博客'{EA&N]t*S

绿色建筑博客w8r1dN.tr#D4n

建筑的主要特征是藏品储存空间布置在最南向，巨大的弧形南立面结合景观的设计而最大程度的暴露于太阳（图1）。这给利用太阳能资源创造了条件。立面结构是专门针对此建筑而精心设计的（图2）：墙体结构分三个层次，外部为单层透明无色玻璃-最大限度的收集太阳能资源；内部为具有隔热性能的保温材料，防止热量由维护结构直接进入室内；中部为空气层，空气被通过透明玻璃进入的太阳能加热，通过相应的管道自然的上升，从而促进室内的空气流动（图3）。如遇阴雨天气，空气的温度上升幅度过小而无法形成自然运动或程度不够时，加在管道适当位置的小型风扇可以人为地控制气流速度。室内的空气在整个空间里利用自然的力量循环流动，加入的新风量是严格控制的。

d0XiqY0绿色建筑博客2]fm2TF'd Ef

绿色建筑博客B+^{ uLp9GN

绿色建筑博客4Z;KA,^.xAI/El4H

&_L"J[\RVt0

2）草坪屋面绿色建筑博客,j:x&fi5L"Vp m:K

考虑到建筑的能源消耗和室内温度控制，同时也结合基地景观整体效果，屋面采用种植屋面。种植土热容很高，可以储存大量的热，释放的时间也相对很长。绿色植被也有通过蒸发等自然过程降温的作用。屋面和墙体的结合使建筑维护结构的传热系数很小，从而保证了建筑虽然暴露在太阳下，但太阳直接得热量很小。

;p-D:L2JZE8n0

"[3cLd/O3@0

3）地方材料-粘土的运用绿色建筑博客1hU-@?3N/G_

建筑中运用了当地的自然粘土，就地取材，减少了材料运输的能耗。粘土的热容值很高，更重要的是它具有很强的吸湿性。很明显在此空间中，湿度的控制甚至比温度控制更重要，因为一些纸制的藏品很容易因为湿度过低而受到侵害。粘土具有自然调节室内湿度的功能，当室内湿度过大时，粘土可以吸收多余的部分；但室内湿度减低到低于粘土湿度时，它可以释放部分水分。绿色建筑博客KzT!F)Sq]

绿色建筑博客d9s2a6B{%A

绿色建筑博客#OS WM;[s"Z~m

绿色建筑博客{Q3v+V4\(r(M {B

4）太阳能集热装置和光电板的应用绿色建筑博客"x XQ%u AA6T

绿色建筑博客J4x!nOOx0?_kt

在建筑的屋面上，与建筑设计相结合，分区域应用了太阳能集热装置，一部分用于洗手间的热水供应，其余的可以储存起来用语冬季部分空间的采暖。少量的PV光电板产生的电量可以辅助太阳能集热墙在恶劣天气中风扇的运行。

.kLUEo VP0绿色建筑博客A_z9Wf;DU

绿色建筑博客\+K7Jn(q

图1：博物馆外观鸟瞰图图2：太阳能集热墙大样图（左：剖面右：透视图）绿色建筑博客_6F1n1v%@i

绿色建筑博客8a,Qy;eCn

绿色建筑博客jw#V:J7`){

o&dS^%PHP[0

图3：环境控制策略示意图

8|-bN/d m{rIR0S0绿色建筑博客'BiwOa},g%y

绿色建筑博客A,O$r1v'Vw!gd(v l

绿色建筑博客Xjj)K\c[yr

.YP:Ra^bq GQ0

自然通风，降温高手-香港中华电力变电站绿色建筑博客fQ$UFx6R]

绿色建筑博客"l IV.dQ1lEAP

#|fy,V)r5\I+g0

\`*j8ry.w?0绿色建筑博客N@o'aPux.{4y@

这是个新建的工业项目，它地处香港中心地区，是电力传输枢纽（图4）。通常情况下，能源消耗巨大。变电设备通常放置在首层，机器运转发热量可以达到通常办公建筑（密集型布局，人手一台计算机）的200倍；在有些情况下，室内温度甚至达到100度。这时候不仅紧急情况下检修人员无法进入室内，机器也无法正常工作-超过99度的时候机器会自动停止运行。热量无发在城市环境中水平排放，紧邻的位置是城市人行空间。唯一的选择是使用空调，可以想象全天候的空调运行给企业及环境带来的巨大压力。绿色建筑博客'Wf.B["N,b:j

;M-[ @3gC0

2w"V)zC-umN0绿色建筑博客VY'],?jy

在设计之初，通过与建筑师的交流，建议在屋面及南向立面加遮阳装置，以减少通过建筑维护结构传递的太阳能热量。但是这是远远不够的，同内部产生的热量相比，太阳能只是很小的部分。目光重新投回室内，结合变电设备最佳运行温度-45度的理想标准，一种新的想法产生了：如果热量不能水平排放，是不是可以垂直运动并高空排放？绿色建筑博客;Xj"Weg9wK

绿色建筑博客#l.K0[:~2U9b

绿色建筑博客Rt] n5[(N/{9B

绿色建筑博客)V2I JM AQ;W_

两种疑惑：一是如何促进热气流的垂直运动；二是最终的温度分布情况会达到设计标准吗？通常的物理规律，热空气自然上升，冷空气自动下降。在这个建筑中，发热体在首层，如果有一个通道，在下部温度很高，上部是室外自然温度，那么这个温差会促进气流自然流动从而促使热量散发掉，也就是我们通常所说的烟囱效应。这个简单的理论在中国和印度传统建筑中曾被使用了上千年。有了基本的理论支持，TAS热环境模拟软件也被使用，用来预测未来房间温度情况。绿色建筑博客{ ?qW%L|&r^`

绿色建筑博客*p{0RG6M9_{p,Y

绿色建筑博客(dt6q[KW1d;x%K

建筑被新的理念重新定义，立面和屋顶的遮阳百页不见了，若干个垂直构筑物与建筑浑然一体，构筑物间的缝隙被设置成采光窗，以避免通常的室内长明灯现象；同时凸出的垂直构筑物也够窗子很好的遮阳。（图5）

}A0z$X0Tc0

G+i3O|-z,Om2o0

自然通风和机械通风两种模式在TAS分别被检验（图6）。自然通风就是通过构筑物上端开口和通过的城市风对此产生的‘吸力’，再加之热压作用，热空气自然排出的方式。机械通风是在购置物顶端安装一个风扇，通过风扇的作用帮助热空气的排放。结果表明，在香港地区，通过自然通风的方式，此空间可以在全年93%的时间内室内温度维持在最佳温度-45度以下，其余的7%时间，温度也在50度左右；通过机械排风的方式，当风扇的运动能保证室内换气次数达到140次/秒时，全年所有的时间温度都能在设备最佳运行温度范围内（表1）。经过权衡比较，自然通风的方式是被推荐的。绿色建筑博客2{rUHmB,]o(S/b

F Kw9T,I)Z8AQ5B0v0

+VMK Sz0绿色建筑博客p~j/xmcv]

此案例表明，节能不仅仅是材料增加，高科技产品的运用，在很大程度上，它是建筑与自然间和谐对话、相互依存的结果。在这个项目中，所有的建筑材料与原来一样，但是空调系统的投资和运行费用没有了，节省了前期投资费用，是一个很好的可持续发展的案例。这个项目的设计手法和对传统技术的反思运用，一样适用于其它类型的建筑，尤其是人员密集的商场和写字楼。

-qfBVI;l?(^0

绿色建筑博客H2b9~SH ^.BM

绿色建筑博客x7?!M3Q!Wc|F&F

绿色建筑博客]| l5xsNpO

图4：原始建筑设计效果图图5：调整后的建筑外观及新风入口

t%RD yjS:o"l0

绿色建筑博客+JP(S rL'}X

绿色建筑博客ab,W)x*D0ODHt!z

图6：通风模式示意图（左：自然通风右：机械通风）

MZB s#BR0

G(}nIq ?p0绿色建筑博客VKG%Lag/P-h{T

I)Tb#p*Q)D0绿色建筑博客A,NW)z\x-|

~v.j%g+h@(t)E^gy0绿色建筑博客#@1J?;S1W3b

变不利为有利的太阳能利用技术-越南胡志明市展览中心

)~b$vk0g}0绿色建筑博客LP6h7BF.[ry

+n)z#z7~4_4j0

越南的胡志明市属于典型的热带气候，全年的平均温度高达26摄氏度，只有雨季和干旱季节的分别。太阳的高度角全年居高不下（图7），这给建筑的屋面设计提出了挑战。展览中心包括一栋办公大楼、两栋酒店和面积约11000平方米的展览空间（图8）。巨大的屋顶承受着高悬的太阳的热辐射，是建筑群中最薄弱的环节。这里的主要问题是太阳光通过屋面进入室内，给内部空间的制冷带来相当大的负担。通常的解决办法是努力提高屋面的隔热能力，加厚保温材料和采用种植屋面都是可能的选择。但是前一种无疑会增加建设成本，种植屋面虽然可以降低太阳得热，但两者的空调系统都是不能省的。由于空间巨大，要保证参观者的基本舒适要求，大量的能源消耗是可想而知的。绿色建筑博客]To\Aj

] ~8|7rT-^U\0绿色建筑博客2@ B7H:qn1m

绿色建筑博客[Q4\X3``'}9y

既然有丰富的太阳能资源，是否能积极主动的去利用它呢？一种新的想法产生了。在这里，如果可以利用免费的太阳能作为原料，变不利为有利，那将是很有意义的尝试。图9示意了利用吸收式制冷机和热压驱动空气流动的原理进行制冷的办法。简单解释为：

(xX*n5PE0绿色建筑博客e/hmnk:p

绿色建筑博客J2M)f4h?%r'j ?U

1．利用到达屋面的太阳能资源对暗埋在屋面中的金属水管中的水进行加热。下面布置保温材料以防止热量直接进入室内。屋面材料可以采用可回收再用的金属材料，例如铝板。绿色建筑博客u8ZLZp

2．加热的水携带着太阳能到达制冷机，通过制冷机的水温度降低，大约为10摄氏度左右。绿色建筑博客}c@.MSm

3．停车场的地面结构由混凝土、保温材料和粘土层组成，是天然的能量储存装置。冷水通过时，可以储存多余的能量。绿色建筑博客;kzWpb'?Y

4．外界进入的新鲜空气被降温并通过风扇的驱动进入展览空间。

5．展览大厅中的内部发射体，如参观者、灯具设备等使空气温度升高，利用热空气自然上升的原理，在屋面适当开口，使空气自然排出室外。必要是也可在屋面开口处增加风扇来促进气流的运动。绿色建筑博客 q,q:M'jNA"M

绿色建筑博客-Ir tnY5wQ `

绿色建筑博客YgcToJp*\*n'RYh