王德帥
[摘要]
本文基于我國低碳建筑的推廣現狀,通過對既有建筑的能源消耗,對投入新技術、新材料、新設備后的回報率以及對推動低碳建筑市場的潛能的研究,提出以既有建筑的節能改造拉動低碳建筑推廣的戰略。并結合目前國內外對既有建筑的實際改造技術經驗,闡述此戰略對節約能源、減少二氧化碳等溫室氣體排放所作出的貢獻。為我國低碳建筑的推廣,提供可參考的依據。
[關鍵詞]
低碳建筑;既有建筑;能源;節能
一. 引言
隨著人們對資源、環境的高度關注,綠色、低碳、節能、環保成為當前社會發展的必然趨勢。建筑業的能耗占終端總能耗的40%左右,同時排放相近比例的CO2,這個比例遠高于運輸和工業領域。統計數據顯示,中國每建成1平方米的房屋,釋放出約0.8噸碳。[1]加上建筑采暖、空調、通風、照明等方面,碳排放量更大。由此,低碳建筑的理念應運而生,低碳經濟、低碳社會、低碳城市等新概念接踵而至。低碳建筑是一個廣泛的概念,只要在建筑材料與設備制造、施工建造和建筑物使用的整個生命周期內,能夠減少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放的建筑都可以稱作低碳建筑。
二. 國內推廣低碳建筑的現狀
中國建筑存量大、新建建筑多、能源消耗高,低碳建筑有助于整個社會節能減排目標的實現。盡管推廣低碳建筑、倡導綠色節能已成為社會共識,各地低碳建筑指導規范也相繼出臺,但從推廣情況來看,新建建筑和既有建筑在實際操作中大不相同。
2.1低碳在新建建筑的推廣現狀
據建設部統計,新建建筑在設計階段執行強制性節能標準的執行率由2005年的53%提高到了2009年的99%;施工階段執行強制性節能標準的執行率由2005年的21%提高到了2009年的90%,總共每年可節約700萬噸左右標準煤。我國正處在快速城市化的過程中,需要建造大量的建筑,預計這一過程還要持續25~30年,在未來的30年之內,還要新建400多億平方米的建筑,在現行建筑管理體系中,達不到低碳建筑標準就不得開工。所以新建建筑的節能只是執行問題,難度并不是很大。 [2]
2.2低碳在既有建筑的推廣現狀
長期以來,我國既有建筑改造主要依靠政府投入。在住房和城鄉建設部的主持下,通過國際合作的方式,在唐山、北京、烏魯木齊等城市開展了既改的示范工程,起到了很好的帶頭示范作用。但2010年我國建筑總量已達519億平方米,據統計我國目前約有130億平方米的既有建筑需要進行節能改造。對于如此巨大的規模,僅僅依靠中央和地方政府的專項資金補貼實現節能改造顯然是力不從心,因此需要社會各界的關注。
大量沒有任何節能措施的既有建筑,其保溫隔熱性能差,設備系統效率低,能耗浪費嚴重。在使用者舒適度的要求下既有建筑不斷浪費著越來越多的有限能源。對既有建筑進行節能改造,避免能源資源的浪費,提高建筑熱舒適度,已成為我國當前緊迫的、必須盡快解決的重大問題。因此,推廣低碳建筑,應從既有建筑開始。
三.既有建筑節能改造方法
發達國家自70年代爆發的石油危機以來,一直重視建筑節能。隨著經驗不斷豐富,節能改造的實施不僅僅局限于建筑本身,而且對建筑室外及周邊環境甚至道路、綠化等基礎設施進行全方位的改造。[3]80年末、90年代初,我國已經開始了個別既有建筑節能改造示范工程。2005年以來,我國將既有建筑節能工作納入議事日程,“十一五”規劃中也明確提出了既有居住建筑節能改造的任務和目標,2006年開始既有建筑節能改造在全國范圍內廣泛開展,發展至今,已取得了較大的成績,總結了不少有益的經驗。
3. 1外墻節能改造
既有建筑改造時,外墻加外保溫層,阻隔了熱量通過墻體向外散熱的渠道,并阻斷冷橋,提高了供熱效果,改善了室內熱舒適度。在外保溫施工時,不會影響住戶的日常生活,不會減少室內居住面積。例如保溫板薄抹灰系統,該系統采用EPS、XPS等聚苯乙烯發泡類板材、硬泡聚氨酯現場噴涂或預制板為保溫材料,將其粘貼于處理過的基層墻體上,再進行表面薄抹灰防水抗裂及裝飾處理。德國最近研制出了一種加石墨的聚苯乙烯板,即在聚苯顆粒生產中加進石墨后發泡制出的,提高了保溫隔熱性能。同時將石蠟制成分散的極小顆粒摻入保溫材料中,抹于外墻內側,利用石蠟相變吸收或放出熱量的特性,起到調節室溫的作用。
3.2外門窗節能改造和外遮陽
門窗是建筑圍護結構的重要組成部分,有1/3的熱能是經過門窗損失掉的。更換節能門窗是節能改造中簡單易行的一項手段。目前我國多采用中空玻璃。南方地區還應用外遮陽手段減少陽光照射和輻射,在夏季起到了非常良好的隔熱效果。
國外建筑外窗多采用鍍膜玻璃。白天來自室外輻射能量可大部分透過,但夜晚和陰雨天氣,來自室內物體的熱輻射約有50%以上被其反射回室內,僅有少于15%的熱輻射被其吸收后通過再輻射和對流交換散失,故可有效地阻止室內的熱量泄向室外。另外發達國家非常重視外遮陽,在歐洲,幾乎有窗就有外遮陽。現在發達國家在這方面又發展為集遮陽、保溫、隔熱與防盜為一體的外窗簾板。
3. 3屋面節能改造
屋頂綠化是常用到的既有建筑節能方法之一,它是在屋頂上種植植物,利用植物的光合作用,將熱能轉化為生物能的做法。利用植物葉面的蒸騰作用增加蒸發熱量,可大大降低屋頂的室外綜合溫度,同時可降低城市中的灰塵、吸附噪聲。屋頂綠化在夏熱冬冷地區是改善頂層住戶的生活、提高室內舒適度的有效的辦法。
20世紀90年代前,由于節能標準低,我國大多數居住建筑采用平屋頂。平屋頂的能耗大、屋頂滲漏、室內熱環境差。“平改坡”不但節能,又在很大程度上改善了頂層住戶的熱舒適狀況,同時解決了頂層住戶漏雨困擾。“平改坡”工藝簡單、施工方便,是屋面節能改造最常用的方式。條件允許的情況下,還可在屋面上增設老虎窗,起到通風的作用。 [4]
四.以既有建筑帶動低碳建筑的推廣
4.1既有建筑改造節能潛力大、成效快
低碳并不意味著昂貴。既有建筑中一旦應用了這些技術和設備,投資回報率是非常可觀的,因為用戶可以最大限度地減少電費、水費和其他能源費用支出,一般5年到8年之內,就可以把成本收回來。例如江蘇省考試院辦公樓節能改造,改造前建筑外圍護結構無任何措施,設計改造后達到50%節能標準,投資回收期僅為6.5年。[5]
4.2既有建筑的市場需求量大
低碳經濟的發展已經越來越多的得到更加廣泛的重視,并將成為中國乃至全球經濟增長的新亮點。有數據顯示,集中采暖地區未按節能標準建造的城鎮居住建筑有40億平方米,這些建筑單位面積的采暖能耗都遠大于現行節能設計標準,都需要進行節能改造。按10年時間對其進行節能改造計算,每年改造面積4億平方米,建筑圍護結構中的外墻、窗戶和屋頂是改造重點,市場份額為200億—320億元。再加上室內外供熱管網和采暖設備的改造,還要增加約150億元,這是一個很大的市場空間。低碳建筑有許多可開發的領域,經濟是推動低碳建筑發展的主導力量。我國既有建筑之多,是巨大的潛在市場。
五.結語
推廣低碳建筑,從既有建筑開始。既有建筑節能改造是一個系統工程,涉及新建筑材料與設備、新工藝、新設計理念、新施工技術與運行管理技術,需要人員、財力、政策和法規多方面的支持。基于我國國民的收入水平、文化背景、社會現狀等因素,中國式、普通老百姓式、適用技術式,才是我國低碳建筑的健康發展之路。
[參考文獻]
[1]曾旭東 秦媛媛,設計初期實現低碳建筑設計方法的探索[A],新建筑,2010,4:114-117
[2]楊國雄,我國低碳建筑發展應注重實效,混凝土世界,2010,11:14-15
[3]林常青 吳萍,德國既有住宅改造模式與經驗,建筑節能,2006,7:94-97
[4]賈瑞英 紀德云,屋頂“平改坡”的節能經濟效益分析,工業建筑,2006,5:40-41
[5] 韋伯軍 沈志明 吳志敏 朱燦銀 李晴,江蘇既有建筑節能改造及其示范工程[B],江蘇建筑,2010,6:60-62