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仇保兴谈大型公共建筑节能改造的现状与策略

http://www.chla.com.cn 2011-11-14 来源:新浪地产 作者: 发表评论(0)

  一、大型公共建筑节能的挑战与机遇

  我们所遇到的机遇与挑战,挑战之一就是食洋不化和水土不服,以上海浦东干部学院的建筑为例,这个建筑是气候非常温和的法国的建筑师设计的,这些建筑师基本上没有考虑上海本地的特殊气侯,冬天非常冷,夏天非常热,所以他们所设计的所有建筑,朝北是落地窗,朝南也是落地窗,主要办公楼是一个封闭的玻璃结构,像玻璃盒子一样,这里的校长告诉我,这里夏天像蒸笼一样,冬天却冷的发抖,每年的耗电量要比常规的建筑高一倍,我告诉大家一个数据,浦东干部学院住的学员有400名,每年要支付的电费耗电量是6000万,再以某市南站为例,它造型非常奇特,也非常新颖,像飞碟一样,这是北欧一个建筑师设计的,北欧冬天非常冷,夏天非常的凉快,夏天温度在当地只有20度,他们把建筑原形基本上不动的搬到了我国南方的一个地区,结果造成了这里到夏天时候要用3倍的空调温度还降不下温来,所以人家开玩笑说这个建筑就像一个蒸小笼包子的蒸笼。

  挑战之二:盲目拷贝,追求怪异,北京有个鸟巢,现在全国都鸟巢化,连一个县里面建的文化馆也是鸟巢;世博会有卡通式建筑,全国现在就拷贝了很多卡通式的建筑,根本不符合建筑功能的表达。所以,建筑首先一定要实用、经济、美观,大型建筑更要贯彻实用、经济、美观的原则,我们的建筑不实用、不经济、也不美观。

  挑战之三:形式单一和土地浪费,模式是这样的,一个高层办公楼,然后拥有一个大广场,两翼对称、庄严,这样一种建筑,它实际上占地面积非常大,能耗又非常的高,影响了我们绿色建筑和大型公共建筑节能技术的推广。

  挑战之四:集中能源系统和高大门庭。我们的设计者就喜欢一个大型建筑或者一片大型建筑全部用一个能源供应系统,建筑里面只要有一个人能源系统也要开,没有人也要开,因为系统要连续工作,不能频繁启动,再加上中国三星级宾馆门庭要比欧美五星级宾馆的门庭还要大,这么巨大的门庭非常耗能,也非常的浪费,而且这种趋势已经从高等级的宾馆蔓延到一般的公共建筑、飞机场等建筑,所以中国任何一个新建的大型公共建筑,空间都无比的高大,已经成为一个通病,气派,但是不节能,跟我们现在要求的节能减排、能源危机、降低二氧化碳气体的排放这些要求都是相背离的。

  挑战之五:伪劣保温和管理混乱。举一个大家知道的例子,中央电视台大楼新址所用的保温材料是劣质的产品,一个小小的鞭炮就把整个大楼的保温层全部燃烧干净,而且这种保温材料导致了燃烧过程中出现了火焰下挂,像瀑布那样挂下来,同时散发出剧毒的气体,这两件事情使得我们的消防队员面临着生命危险。所以在外墙的保温上,必须立即杜绝那种一旦燃烧就会出现下挂趋势的外保温材料,必须立即取缔燃烧过程中散发剧毒的保温材料,在这个问题上已经有了很多次教训,但是我们的外墙保温设计仍然采用伪劣产品。

  这些挑战就导致了我们在大型公共建筑节能方面有两个差距:第一个差距,与一般民用建筑的节能差距日益扩大,从5倍有的地方甚至已经扩大到10倍,与发达国家水平的差距也在日益扩大,对上海的九栋质量比较高的商业楼进行全年能耗调查测试表明,这九栋商业楼全年一次性能耗超过日本相应建筑能耗标准的43.3%,上海还是一个建筑节能管理效率比较高的一个城市,所以我们可以预见,我们所面临的任务是多么的紧迫。

  面临挑战的同时我们也有机遇,机遇之一,中央政府节能补贴大幅度增加,可再生能源建筑补贴面将更大,太阳能、地源热泵、风能,只要有可再生能源的将会采取成本全覆盖,这是一种趋势,绿色校园、绿色饭店、绿色机关、绿色社区正在蜂拥而至,只要确定绿色校园,国家给一定的补助。

  机遇之二,绿色在中国已经星火燎原,从2008年零的突破,到2009年、2010年,今年会比2010年再翻一番,每年以翻一番以上的速度发展。温家宝总理批示,推行绿色建筑是促进节能减排、改善人民生活环境的重大举措,也是要必须抓住的一个重大机遇,不能丧失这样重大的机遇。

  机遇之三,地方政府对绿色建筑的优惠政策日益明确,地方政府比较容易掌控的,凡是绿色建筑一星容积率返还1%,二星返还2%,三星返还3%,非常容易操作,在一个建设系统就能够就地解决问题,不用跟任何其它系统打交道,已经明确,现在各地又有大量生态城的建设,最重要的标志就是所有生态城内部建设原则上应该是100%的建筑都应该达到绿色建筑的标准,如果说每个生态城市人口都是30万到50万,中国近几年要建50个生态城市,远期上百个,这些生态城市作为绿色建筑的摇篮和基地将会发挥巨大的地区性示范作用,从质和量上可以保证绿色建筑整体有飞跃性的发展。国家正在研究对高等级绿色建筑直接进行按星级补贴,中国的三星级绿色建筑的标准如果一旦执行,一是可以享受地方政府的优惠,二是可以享受中央财政补贴,三是将来一旦出现物业税可以减免物业税,从现在开始,大型公共建筑就应该走上这条道路。

  机遇之四,适用的关键技术正在快速的涌现,比如光伏幕墙,幕墙的透光率可以从20%达到90%,无限的进行调节,这种幕墙技术早就已经非常成熟了,比如自保温墙体,用轻型材料加上发泡陶粒砖做成,再比如可再生能源电梯,节能率达到50%以上,下降时可以发电,中水回用和节水的卫生器具,从原来7升降到1.7升,施工过程中间,直接用空心砖,然后再加地源热泵已经成为建筑在实际施工过程中必须要完成的步骤,而且空心砖技术非常成熟,小型风力和立体农庄技术都已经非常成熟,已经有了成熟的规范。小型风机,结合中国丰富的稀土资源,直接可以用磁悬浮制造屋顶上的风机,而且这些风机随着建筑高度的上升,每升高10米,都可以使我们的风力发电量增加一倍,凡是高层的建筑,利用小型风机投入产出比是最高的。

  机遇之五,国际合作正在蓬勃发展,几乎每一个发达的国家都已经跟我们提出了要公建绿色建筑示范,特别是前段时间美国能源部部长朱棣文访问中国,两次到住建部来,我们已经有非常愉快而且长期的合作,中美的能源合作设立了三个项目:第一个项目建筑节能,第二个项目新能源汽车,第三个项目碳封存,每年每个国家5000万美金,而且我预计这个项目合作所产生的示范效应很快就会展现,中国和加拿大利用木材进行碳封存,中国建筑是土木建筑,一般封存一百年没有问题,这是自然的固碳之道,应对气候变化和绿色建筑这个领域,已经成为国际的科技合作扩大我们国家开放的最主要的领域之一。在这个领域里,我自己感觉一路绿灯,但是我们的规划师、建筑师、设计师们并没有直接的或者踊跃的加入到扩大开放的行列中间来。

  二、大型公共建筑节能主要策略

  讲了那么多机遇与挑战,我们国家的大型公共建筑节能的主要策略是什么?一共有七项:

  第一项,单项节能技术与系统集成应用,在任何大型公共建筑设计中,我们必须要考虑用低品质能源,也就是说直接利用浅层地热、阳光、通风进行建筑的整体性或者基础性的温度调节,高品质的不可再生能源进行局部性或者精细性的温度调节,这应该成为我们最重要的通则,应该把最基础的能耗用可再生能源来替代,这是每一个建筑师要过的第一关,如果没有这样一个思想,就不是现代的建筑设计师。

  第二项,建筑的单功能与混合功能必须加以考虑。在苏州的工业园区有一栋大型的商业建筑,我看了以后说你们可以进行混合功能设计,在一个小区里推广平面的复合,也就是把居住、工作、商务、教育在一个平面上进行复合,但是一个大型公共建筑考虑到立体的复合功能,工作场所和居住场所空间距离非常接近,造就了白天、黑夜的利用率非常高,许多城市功能分区过分强调以后,一到晚上整个城市中心就是死城,GDP没了,CBD、城市中心区、商务中心区没有一个人,我们有开发区,到了晚上成了鬼城,我们也有许多大楼,晚上成了鬼楼,这些都是一种物质的浪费,要通过功能的复合来节约大量能源、大量材料、大量空间,城市空间是最宝贵的资源。

  第三项,单幢建筑节能与建筑群整体节能加以一并考虑。过去非常注重一个单体建筑节能,单体建筑要利用高质量的空调等,这些有没有错?没有错,但是建筑之间合理的排列,高低错落,使得通风、日照都可以兼顾,这已经成为我们老祖宗留下来的智慧;再比方说我们现在用红外照相跟实时照相,对任何一个住宅区进行对比就可以看出来,建筑与建筑之间能源是交换的,建筑与周边的绿化、空地的能源也是交换的,如果利用绿化,利用建筑之间的相互遮阳,就可以产生非常好的低能源消耗,凡是有遮阳的地方,在红外照片上就显示出很低的温度,凡是被日光直接照耀的地方,就体现出不可避免的热导效应,如果正面临周边热导效应,空调要加倍,这就是能源的浪费,整体上来研究公共建筑之间能源的相互流动和交流应该成为我们建筑师一个新的必须要开拓的和掌握的技术。

  第四项,能源、资源分散循环与集中循环利用。我们的建筑师们一考虑问题就是大型、集中、中央,这种模式其实是很浪费的,在中国建筑能耗上有两个数据是非常值得我们深思的:一个数据就是我们的公共建筑的能耗每平方要比一般的民用建筑能耗高5倍,甚至有的更高,为什么?大型公建基本都采取集中空调,老百姓全部用分体空调,中国南方分体空调建筑的每平方米耗能量只有发达国家同等建筑的三分之一,老百姓一个家庭七个房间,我们睡觉时候只用一个房间或者两个房间,只把这两个房间的分体空调开着,其余五个房间根本不开空调,冬天也一样,中国南方由于分体空调的普及大大减少了能源的消耗和二氧化碳气体的排放。第二北方地区凡是冬季供热的,单位建筑面积能耗是发达国家2-3倍,北方地区广泛使用集中式的供热,每平方米冬季供热需要20公斤标准煤,在发达国家只有三分之一就可以了,为什么?我们所有冬季供热都是按面积来收费,用户是不可调的,调了以后没有任何利益关系,这样一来就导致北方地区反常的出现我们单位能耗比发达国家高2-3倍,大家都知道,同样的建筑质量,一个低2-3倍,一个高2-3倍,一个核心的问题就是南方地区分体式空调,北方地区大集中空调,公共建筑也是大集中空调,我们也可以尝试每个房间独立进行调试,包括中水会回用,包括垃圾处理,包括污水的处理和水的循环利用,都应该考虑就地、就近循环,只要这样想了、这样做了,整个城市的碳排放就会大幅度下降,我们要抛弃大工业时代那种求大、求集中、求中央式控制这种大工业时代给我们带来的错误观念。我们必须考虑分散、小型、就地、就近。

  第五项,被动式节能与主动式节能。第一从被动式角度来讲,我们的围护结构是不够的;第二我们的热回收做的也不够;第三我们在空气的循环方面对灰尘的隔断没有认真考虑,如果我们有一个绿色健康的公共建筑,我们就应该对这些气体进行过滤,同时在排出废气的时候把热回收,这就成为大型空调被动式设计中间的一个核心的环节,南方的建筑外遮阳,北方的建筑直接利用太阳能,在被动式设计方面我们必须非常认真的考虑这些问题,再加上中国是一个四季分明的国家,到了冬天、秋天时候必须也应该让建筑直接能够通风,可以大幅度的下降建筑能耗,现在很多大型宾馆的建筑基本打不开,这就是非常麻烦的事情,有两个季节处在高能耗过程中,只消耗一半的用自然通风所带来的建筑能耗下降的机会。中国地质结构中,大量的是岩石,可以进行储能,把冬天的供暖和夏天的制冷能源在地底下进行储存和交换,绿色地带、粉红色地带都是非常适用于地源热泵的,浅蓝色地带也可以,深蓝色或者深红色不适应地源热泵,夏季的制冷和冬天的供暖与地能这三者不能平衡。

  第六项,节能的硬件设计与智能化。整个建筑或者整个楼群多用信息,少用能源已经成为每一个建筑师应该学会的基本的设计方法。比方说我们可以通过智能手机的控制,平常把房间里的取暖关掉,下班之前一按某个键,供暖启动,手机是整个通讯行业中最简单的技术,没有任何商业秘密,直接就可以用,但是我们所有的建筑师基本上很少研究这些问题,我们只把智能化用在我们的保安系统,与时代是不相符的,我们国家现在流行的用传感器做成的新一代物联网,物联网的出现,第一代的物联网必将在我们的大型的公共建筑中间和一个节能设计中间涌现,因为通过传感器配上微型处理器然后跟中央处理系统一并合成物联网,这种物联网首先用来大幅度的降低能源的消耗和提高建筑的舒适度,是非常直接的,多用信息,少用能源,而且物联网设计的原则给了我们所有建筑师一个启示,物联网的设计,该中心的中心化,该就地处理的就就地处理,把一个信息的单元循环处理与中央处理量方面结合,这已经成为物联网设计的一个通则,一个房间里边,你要进行温度、湿度控制,房间里必须有传感器,而且这个传感器跟房间控制器、微处理器能够自动进行调节,不需要送到云处理再回来,自动处理,但是又有一个集中的处理系统,可以监视和计算每一个房间的湿度、温度、二氧化碳排放、灰尘量或者累计的二氧化碳排放,这是物联网中通用的原则,在我们能源设计过程中没有直接应用,这是一种仿生学,我们每一个身体的细胞都能够自动的相对独立的运转,整个机体又是跟我们的心脏、大脑集中处理相结合的,把分散与集中相结合,中间用信息进行连接,用能源进行连接,这已经成为一个通用的设计原理,过去我们没有信息这个环节,现在我们在设计过程中有无限的发展潜力。

  第七项,节能建筑的政府监管与节能物业管理已经成为发展最快的两大任务。中央财政三年前就确定对大型城市给予补贴,建立公共建筑节能监管的示范市,只要列入名单的给三千万,甚至到五千万的一次性财政补助,对所有大型公共建筑进行在线检测,每平方米瞬时耗能以及每年累计耗能,瞬时二氧化碳气体排放和累计的二氧化碳气体排放就出来了。每年对能耗最低的十个建筑进行强制性节能改造,对最高的十个建筑进行表扬,而且带领设计师们去看。我们有一个城市在这个过程中发现了有一个大型的公共建筑的能耗比一般建筑高出3倍以上,运行了5年找不到原因,通过这个检测系统以后发现有一个管道接错了,白白浪费了70%的能源,问题就解决了。再加上我们的节能服务公司、节能物业管理已经成为我们国家发展最快的两个建筑系统服务商,服务业的发展在建筑领域来讲是方兴未艾。没有良好的、合格的绿色建筑的物业管理,优良的设计就变成伪劣的使用,用户不满意,低碳的设计不能产生低碳的效益。

  公共建筑的节能,应该首先着眼于建筑的全生命周期进行技术创新和精心设计,第一,每一个设计师都要着眼于建筑的全生命周期,而且尽可能延长生命周期,这将成为公共建筑节能的基本原则;第二,公共建筑的节能,应该具有当地气候的适应性、当地人文历史的适应性和当地建筑材料的适应性,这将成为公共建筑绿色设计的通则;第三,在大型公共建筑节能技术的推广方面,适用的理念,老百姓可以接受,适用的技术,系统能够推广;适用的成本,可持续、可复制,应该成为大型公共建筑示范推广的基本条件;第四,启动建筑市场绿色需求,包括领导、业主特别是业主绿色意识,启发建筑师们的绿色创新,将成为公共建筑节能的行动纲领。

  通过挑战、机遇以及我们必须要采取的七项对策,应该对大型公共建筑节能领域及其突破口应该有一个比较清晰的认识,在这个基础上,在座各位都应该发挥创造性和积极性,积极投身到大型公共建筑的节能改造、节能设计、绿色创新的行列中来,只有这样,我们大型公建的绿色设计和能效才能走在一般民用建筑的前列,我们才能说政府号召老百姓做的、大企业率领小企业做所的我们都做到了,每一个大型的企业业主、每一个城市的政府都应该承担起这样的职责来。

 

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编辑:ljing
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