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建筑的节能、绿色与低碳
作者: 本站 来源: 本站 时间:2016年05月09日 字体:[] 联系
  如果以1986 我国颁布实施第一部建筑节能法规《民用建筑节能设计标准》为标志,中国的建筑节能工作已经走过25 年的历程。与这一段历史对应的是,中国的城市建设和房地产行业以历史上空前的规模蓬勃发展,在推动国家GDP 高增长的同时也积累了资源、环境、社会等等方面的种种问题。进入新世纪,我国适时提出了转变经济增长方式,建设资源节约,环境友好型社会的发展新思路。建 筑行业的“节能减排”更成为受到全社会关注的话题,通过大众媒体的广泛报道和深入讨论,生态住宅,绿色建筑,低碳排放等等专业术语也逐渐为公众所熟知,节 约能源、保护环境、科学发展已经逐步成为全民共识。
  
  我们还应看到,建筑节能从思想认知统一到产业政策制定,再到技术解决方案是三个层面的课题,它们之间还各有一段距离。其中涉及到的大量理论研究,政策制 定,技术推广工作在我国仍然缺乏系统性、针对性、有效性,甚至一些业内专家也还存在着一些模糊的认识。建筑节能、绿色建筑和低碳建筑在很多人理解中说的是 一回事,在媒体上也常常能看到用“节能减排、绿色环保”的标题讨论建筑问题。实际上,严格意义上的建筑节能、绿色建筑与低碳经济是不同的课题,他们既有联 系又有区别,明确界定讨论的问题对指导具体工作也有重要意义,本文将试图对三者的关系做一个简单分析和讨论。
  
  一、建筑节能
  节能在许多人看来就是要减少能源消费——“让电表少走字!”,我国实施的30%,50%,65%递进的建筑节能标准也给人建筑能耗越来越少的印象。实际上 这种理解是存在片面性或是误区的,建筑节能包括更广义的目标指向,我们关注的不仅是建筑使用了多少能源,更主要的是要解决能源利用效率的高低。其他行业的 节能问题也是一样,对于中国这样一个正处在工业化、城市化进程中的国家,在未来相当长一段时间里,中国的能源消费都将会持续增长,尤其是建筑能耗在总体能 源消费中的比重还会有所增加,但这并不一定表明我们节能工作的失败。
  
  能量的守恒与转化定律告诉我们:一个孤立系统,如果与外界没有能量交换,最终的状态只能是一片寂静。小到一幢住宅,大到一个国家的经济,如果没有源源不断 的能源供给都是不可能正常运转的。实际上地球上蕴藏的各种形式能源也足以满足人类社会发展对能源的需求,“能源枯竭说”在科学界基本上是被否定的。我们遇 到的真正困境是由于化石燃料的大规模开采使用,造成极为严重的环境问题,反而危及到人类的生存和发展。
  
  解决这个问题的途径有两个,第一就是发展清洁能源,用清洁能源替代化石燃料,包括消除化石燃料污染的碳捕获-碳储藏(CCS)技术等。极端的说如果我们能 够实现大规模的廉价生产清洁能源,就可以解决人类面临的经济、社会、环境、气候变化等等绝大多数问题,可惜这还是一个相当遥远的事情。
  
  第二个途径就是提高能源利用效率,这正是建筑节能的意义所在。迄今为止我们所使用几乎所有耗能设备都还没达到理论上的效率极限,也就是说,随着技术的进 步,各种机器设备、工艺过程、运输工具、照明器材等等都存在着提高能源利用(转化)效率的可能。通过提高能效,我们可以在维持经济持续发展,生活水平不断 改善的前提下,减缓甚至制止能源消费的过渡增长,从而达到“节能减排”的目的,在这方面,建筑节能确实有着极大的潜力。建筑运行中所需能源中的很大一部分 是低温热能,诸如采暖、制冷和生活热水等能源需求,这种低品位能源在其他行业难以利用,例如我们很难想象用60 度热水蕴含的能量去开动一辆汽车,但用在建筑系统却非常合适。所以从能源的梯级利用的思路出发,在更大的尺度上规划能源方案,有利于进一步提升能源利用的 总效率。
  
  不少发达国家已经提出甚至实现了建筑能耗绝对总量的逐步降低,但是中国的现实国情不能与其简单类比。达到富裕水平的发达国家早已完成了工业化、城市化进 程,人口接近零增长;居住面积和住宅设施标准已经普遍达到舒适健康的要求,住房建设处在简单更新的状态。在这样的前提下,通过先进节能技术和可再生能源- 建筑一体化的应用,可以实现建筑能耗总量的下降。
  
  而在中国的情况则有所不同,一是中国当前的住房舒适标准偏低,夏热冬冷地区的住房普遍不设采暖设备,普通住宅很少有生活热水供应,多层住宅楼通常没有电梯 等等。随着经济发展,人民生活水平的提高,中国住宅的设施标准必然逐步提高,相应的单位面积建筑能耗也会有所增加。第二,中国的城市化进程还将持续20 年或更长的时间,城市住房的总量和保有量势必会相应的持续增长;基于改善性的需求,城市人均住房面积也会继续增加,这同样会导致建筑总能耗的增加。这也就 是我们说的,中国住房建设尚处在脱困型、改善型阶段,远还未达到舒适型、享乐型阶段。
  
  所有这些因素使得中国的建筑能耗在未来相当长一段时间,不论是能耗总量还是单位面积强度都有可能继续增长,现在就提出建筑总能耗要减少多少亿吨标准煤的指 标是不切合实际的。我们的目标应该是通过强化政策法规的完善、执行,大力推广应用各种建筑节能技术,提高能源利用效率,遏制我国建筑行业建造与运行能耗的 过快增长。一个摆脱了贫困生活的中国家庭,从人均居住面积5 平米的棚户区搬进人均20 平米的新房,冬天有暖气供应,每天能够洗上热水澡,家里还第一次安装了空调,他家电表走的字肯定会比以前多,但这不代表他的新家不是节能建筑。
  
  二、绿色建筑
  世界各国对于绿色建筑的解释各有不同,如果要找到一个高度概括的词来表达它的科学定义,可持续建筑(Sustainable Building)可能是更准确的表述。也有学者将生态建筑视为绿色建筑的同义语,但从严格意义上的生态学角度讲,“生态建筑”本身仍是一个有疑问的命 题,因为生态学的本意是观察和描述自然界生物群落和他们赖以生存的地理、气候环境,而不是要干预或是人工构建生态系统。
  
  无论我们如何定义,显然绿色建筑所包含的内容要比建筑节能广泛得多。我国在2006年颁布实施的《绿色建筑评价标准》就明确了节能、节地、节水、节材,保 护环境五个方面的绿色建筑特征指标和技术要求,应该说颇具中国特色。同样,世界其他国家的绿色建筑评价体系包含的具体内容、要求、权重、评价方法虽然不尽 相同,但无一例外也都会强调建设项目的环境影响评价,对环境的负荷越小,建筑也就越“绿色”,可以说绿色建筑的核心理念就是环境友好:人造的建筑物在何种 尺度内,与自然环境能否构成一个可循环,可持续的依存关系。由此也可以认为,绿色建筑标准中的“保护环境”是一个有些牵强的说法,因为除了一些特定的修复 环境的工程项目外,一般建设项目最多不过是能够追求尽可能降低对生态环境的负面影响。
  
  建筑节能是绿色建筑的重要组成部分,低能耗往往是构成各类型绿色建筑最主要的特征,而且对于一般民用建筑,保温隔热的低能耗围护结构体系还是实现室内环境舒适度的基础。低能耗也意味着更少的污染污染物排放,可以说,节能是绿色建筑的必要条件。
  
  在 一些欧洲国家的绿色建筑评价体系中,近年来更加入了社会、人文的评价内容,这与我国建设和谐社会的发展思想有些不谋而合。的确,提倡有节制的消费理念,鼓 励自然健康的生活方式是非常有效而且是零成本的节能环保措施,而这些理念都可以通过绿色的社区规划和建筑设计来宣示、引导、鼓励和实现。
  
  绿色建筑认证体系在世界各国都是一个自愿实施的先进建筑系统,政府通常可以采用财政、税收的倾斜政策鼓励开发企业参与绿色建筑的实践。而真正推动、普及绿 色建筑的动力是来自公众环境意识的觉醒和规范有序的市场环境。将绿色建筑作为参与项目投标的条件也是各国常有的作法,美国联邦政府投资建造的学校、医院、 图书馆、政府办公楼等公共建筑往往会明确要求达到LEED 认证标准,这对商业开发市场的建筑节能,绿色建筑发展起到了正面引导作用,值得我们借鉴。
  
  现在有一种呼声要求用行政法规强制推行绿色建筑认证,相信持这种意见的人初衷是好的,期望绿色建筑在中国得到更快地普及发展,但这样做的实际效果只会适得 其反。建设工程强制标准代表了这一行业的市场准入门槛,侧重对社会公众利益和消费者个人安全、健康的保护;而绿色建筑认证体系强调参与者对环境的关注和承 诺,是企业社会责任的体现,它的内容、条文要求应该比强制法规更广泛,更全面,更严格,以代表设计理论和建筑技术未来的发展趋势,这样才能够起到探索方 向,引导市场的作用,二者不应混为一谈。即使是政府的投资建设项目设置了绿色建筑认证达标要求,也应该在招标过程中保证公平的商业竞争规则。这样才是真正 有利于绿色建筑发展的政策环境。
  
  三、低碳建筑  
  去年哥本哈根气候大会以后,低碳经济在国内迅速变成了一个热点词汇,更有专家引申出低碳城市、低碳社区、低碳建筑、低碳生活等等新概念,似乎所有节能问题、环境问题、城市问题都可以或是需要用“低碳”来重新定义。
  
  我们知道,“低碳经济”是英国政府对世界经济发展模式创新的重要贡献,是应对气候变化与经济社会发展矛盾的战略路线图,自2003 年提出后,迅速为学术界和世界各国政府所认同,现在已经成为公认的可持续发展宏观经济模型。
  
  气候变化无疑是人类目前面临最紧迫的全球性问题之一,被科学界普遍接受的一个警示是:温室效应是全球气候变暖的主要原因,如果平均气温升高超过2 摄氏度,地球生态环境将发生不可逆转的灾难性变化,遏制大气中温室气体的增加被认为是制止气候变暖的唯一有效措施。
  
  大气中的一部分温室气体是人类经济活动的产物,其中最主要的就是由于人类开采燃烧化石燃料而排放的二氧化碳,全球每年高达300 亿吨以上,地球上的森林、海洋已经无法吸收、转化、存储这么多的二氧化碳,从而造成了大气中的温室气体逐年增加,温室效应逐渐加剧。可见“低碳”首先是针 对气候变化问题,核心是降低煤炭、石油等化石燃料的消费增长。发展风电、光伏发电等可再生能源,核能发电,增加森林覆盖率,CCS 技术等都被认为是有效的途径和手段;同样提高能效,节约能源也是缓解碳排放增加的主要措施,从这个意义上讲,建筑节能与低碳确实是有联系的。
  
  但我们仍不能将二者简单的等同,因为建筑物并不直接排放二氧化碳(用燃气灶烧水做饭的时候会有一些),但它在建造和运行过程中会有各种形式的能源消耗,与 之相关的碳排放大部分会发生在建材生产厂,供热厂、发电厂等等地方,可见“建筑物”或者说“建筑节能”与碳排放不是直接的因果关系。是否需要,如何把建筑 的性能评价与碳排放联系起来仍是一个值得探讨的问题。
  
  近来“零碳建筑”“碳中和建筑”也是业内常常讨论的热点话题,细看对它下的定义,可以发现它和“零能耗建筑”概念没有什么本质区别。受热力学定律的限定, 世界上任何一座“零碳建筑”或是“零能耗建筑”都一定要附带可再生能源生产装置,不论是太阳能集热器、光伏电池,还是发电风车或是沼气发生器等等,否则这 座建筑是无法运行使用的。我能想到的唯一反例是地处北极的挪威国家生物种质库,它在建成之后就几乎不再耗能,只需要寒冷黑暗的环境保护植物种子的发芽能 力,但毕竟这只是一个特例。
  
  零能耗建筑不仅是造价昂贵,而且一般需要更大的占地空间实现能源循环。中国的土地资源状况决定了在现阶段,我们的城市居住形态只能是以高密度集合住宅为 主,这样的建筑形式很难有足够的空间采集、利用可再生能源。所以要求一般建筑实现零能耗、零碳排放显然不切实际,我们应该针对中国的具体国情制定绿色建筑 发展策略。
  
  我们现在看到有国内研究机构已经编制出低碳建筑的评价方法,这种与时俱进的探索精神是非常可喜的,低碳问题应该得到充分关注,我们也需要针对气候变化对经 济建设、社会发展的挑战思考新的对策。只是科学问题需要严谨的科学方法,我们不必为追赶潮流而去发明新名词,新概念,新理论,新方法。
  
  温家宝总理在哥本哈根气候大会上代表中国政府做出了中国为应对气候变化的减排承诺:到2020 年,中国单位GDP 的碳排放强度降低40-45%。尽管有一些发达国家认为这一承诺不具约束力和可执行性,但公正的说这种承诺是符合中国的发展状况的,同时也是很有挑战性的 目标。
  
  中国经济如果保持8%的增长率,到2020 年GDP 总量还会增加约1.2 倍,碳排放强度降低40-45% 意味着我们要在能源消费只能增加30% 的条件下支撑经济规模的成倍增长。尽管可再生能源的商业化生产可以增加一定比例的能源供给,但在现阶段,风电、核电、光伏发电等新能源的综合投资成本还是 成倍高于火电,发展新能源产业需要先进技术和巨额投资,所有这些都有可能成为中国经济发展的制约因素。节约能源、提高能效则是更直接,更具体,更有效的对 策和措施。
  
  概括的讲:建筑节能是能效问题;绿色建筑关注环境的可持续;低碳经济源于应对气候变化;所有这些问题都与建筑密切相关。建筑与城市是文明的载体,建设行业 是国民经济中的耗能大户,我们今天建造的房屋、社区、城市会存在几十甚至上百年,成果和遗憾都会留给我们的子孙后代,作为业内人士我们有责任全力以赴,勤 勉工作。
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