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        被动式建筑是实现建筑低碳化的根本途径

        收录时间:2014-08-04 10:20 来源: 西安建筑科技大学  作者:宋琪,杨柳  阅读:0次 评论:0我要评论

        内容提示:建筑设计低碳化在实现建筑低碳化中起着决定性的作用。被动式建筑基于可?#20013;?#24314;筑观之上,将焦点深入并锁定到建筑设计的过程中。强调通过被动式技术的使用以实现建筑设计的低碳化,成为了实现建筑低碳化的根本途径。

        延伸阅读:低碳建筑 建筑低碳化 被动式建筑

                以二氧化碳为代表的温室气体,导致地球不断变暖。应对气候变化、缓解温室气体的排放、倡导低碳生活,已成为全人类的共识。在这种共识下,建筑低碳化、低碳建筑等成为继绿色建筑、可?#20013;?#24314;筑之后备受关注的热点问题之一。低碳建筑与建筑低碳化在一定程度上是同义语,建筑低碳化是建筑在建造及使用过程中达到低碳排放量的过程,其结果表现为更多的低碳建筑的出现。由于建筑低碳化是一个新概念,人们对其在理解上存在误区,致使现实中出现大量的伪低碳建筑。因此,正确理解建筑低碳化的涵义、明晰被动式建筑是实现低碳建筑的根本途径,具有十分重要的理论意义和现实意义。(参考《建筑中文网

                一、 建筑低碳化的涵义

                建筑低碳化是指在建筑材?#29616;?#36896;、建筑规划设计施工建造、使用以及废弃拆除的整个生命周期内,减少化石能源的使用。充分利用可再生能源,降低能?#27169;?#20943;少二氧化碳的排放量的过程。基于这一概念,可以将建筑低碳化分为由低到高三个层次:即建筑设计低碳化、建筑设备?#20302;?#20302;碳化及建筑用能低碳化。

                1. 建筑设计的低碳化

                建筑设计的低碳化要求建筑师在设计?#34987;?#20110;气候、地域等因素,在掌握建筑使用者的舒适性要求的基础上,通过确定相关?#38382;?#36816;用气候调控策略,设计科学合理的建筑围护结构和开窗、空间?#23395;鄭?#33719;得最舒?#23454;?#23621;住环境,这是第一层次的建筑低碳化,核心是通过建筑本体实现低碳化,现实中存在一些认识误区。如一些建筑师认为,建筑低碳化是暖通空调设备工程师的责任,是?#35272;?#39640;技术的应用及高效?#23454;?#35774;备才能够做到的。因此在设计过程中把气候问题作为一个可有可无的?#38382;?#24573;?#30001;?#33267;放弃地域气候和太阳辐射资源对建筑室内热环境的调节作用,将更多的注意力集中在建筑空间的功能以及美观等方面,阻碍了建筑设计低碳化的实现。

                2. 建筑设备?#20302;?#21033;用的低碳化

                如果建筑设计中已经采用被动式技术及设计策略,由于室外环境过于寒冷或炎热,建筑的室内环境依然不能够达到人体热舒?#23454;?#35201;求,这就需要配备相应的采暖空调等机械设备。建筑低碳化的第二层次即是指在采暖空调等设备选用过程中,需要选择节能、高效的设备?#20302;常?#25552;高能源的使用效率,降低碳排放。只有实现了建筑设计低碳化,建筑设备?#20302;?#21033;用的低碳化才是有意义的。因为当建筑设计没有结合气候、没有考虑地域等因素时,这种设计往往会造成建筑室内环境比室外更不舒适。需要通过机械?#20302;?#28040;耗大量的能源,将室内温度调节到舒适范围。这种情况下,即使使用最高效的建筑设备?#20302;常?#24314;筑能耗依然会很高,不能够达到低碳排放。

                3. 建筑用能的低碳化

                做到了建筑设计中的低碳化、建筑设备?#20302;?#21033;用的低碳化,建筑师为了减轻空调负荷和利用自然的力量满足空调及热水供应所需的热源。在设计过程中,还应最大可能利用天然气、风能、太阳能、生物质能等可再生能源及低品位能源,实现第三层次的建筑低碳化。可再生能源及低品位能源在建筑中的应用主要包括地源热泵、太阳能采暖空调及生活热水供应、太阳能光伏照明发电等。第三层次的建筑低碳化必须因地制宜,在拥有丰富的太阳能及地热能等可再生资源、自然条件得天独厚的地域。通过适宜的新能源应用技术,并考虑其经济可行性,从而达到优化建筑用能结构,降低建筑采暖、空调、照明以及电梯等设备对常规能源的消?#27169;?#20943;少碳排放。

                上述建筑低碳化的三个层次中,建筑设计的低碳化是基础,在实现建筑低碳化中起着根本性的作用。如果想要在建筑全生命周期中取得理想的CO2减排效果,必须在建筑设计的早期就为相应的策略做出全盘的考虑,实现建筑设计低碳化。

                二、 被动式建筑是实现建筑低碳化的根本途径

                被动式建筑基于技术角度提出,深入并锁定到建筑设计的过程中。强调在建筑设计过程中,通过被动式技术的使用以实现建筑低碳化所设定的目标,从而成为实现建筑低碳化的根本途径。具体来说,被动式建筑从以下两个方面保证了建筑低碳化的实现。

                1. 从建筑设计理念及设计方法方面

                现代建筑室内热环境调控理论及方法是建立在“能源与资源无限、自然环境容量无限”的理念之上,建筑设备工程师可以通过?#35780;?#19982;供热设备,实现人们对建筑室内空间热环境的需求。被动式建筑摒弃了这一理念,它基于生物气候学理论及方法,以规划、设计、环境配置的建筑?#22336;?#26469;改善和创造舒?#23454;?#23621;住环?#22330;?#20805;分利用当地的自然气候资源,尽量使用?#23454;?#30340;建筑手段来削弱外界气候对室内热舒适环境的不利影响。实现了低能耗建筑,或者零能耗甚至负能耗建筑,实现了建筑低碳化。

                2. 从建筑技术方面

                被动式建筑在于保持建筑物房间内部物理条件的独立性,维持内部环境的热平衡。因此在建筑设计与建造过程中,要求建筑具有紧凑的外形和良好热工性能的外围护结构、建筑物的朝向与阳光相适应、注重外窗的构造等。另外,建筑师还应该综合考虑建筑的防霉处理、热水供应等,并尽可能地利用可再生能源以?#23433;?#29992;节能型的家用电器和设备。通过使用这些建筑技术,可直接节约能源,减少碳排放;也可将相关信息传?#33694;?#24314;筑使用者,转变他们在节能减排方面的意识和行为,改变他们原有的高能耗生活模式,实现建筑低碳化。

                三、 结语

                被动式建筑基于全新的自然观、科学观及建筑观的基础之上,寻求人、自然、建筑的和谐统一,将焦点设定在建筑设计阶段的低碳化,是实现建筑低碳化的根本途径。现阶段,国内的被动式建筑的理论研究相对较少,相关概念界定较为模糊,基础理论研究缺乏。同时,现有的被动式建筑的标准大部分是基于?#20998;?#20908;冷夏凉地区的中性气候特征制定的。我国地域辽阔,从南到?#22791;?#30422;了多个气候区。气候变化大,而且很多地区属于寒冷或酷热的极端气候区,这意味着现行的被动式建筑标准有可能难以实现。因此,必须立足于国情,建立及完善被动式建筑的理论框架、技术?#24223;?#21450;设计策略。制定被动式建筑的设计标?#38469;?#22312;必行,且意义重大。

                发展被动式建筑是一项?#20302;?#24037;程,不仅需要从建筑理论及建筑技术上进行深入探讨和研究,还需要做好两方面工作。第一,根据国外被动式建筑发展的经验,短期来看,建造被动式建筑比普通建筑经济成本高。但长远来看,初期额外增加的建造成本能够在可以预见的时期内,通过减少采暖等费用支出而得以回收。研究分析被动式建筑是否经济合理、能给消费者带来多大的经济效益、给予消费者较为明确的信息,是影响被动式建筑是否可以在市场上推广的关键因素。第二,我国政府应该借鉴发达国家发展经验,制定相应的减免税收、贴息贷款等经济激励政策,创新?#24230;?#36164;体制,筹措开发被动式建筑的?#24335;稹?#36890;过政策的引?#25216;?#25903;持,推动被动式建筑的发展。

                参考文献

                [1]李启明,?#24223;?#26143;.低碳建筑概念及其发展分析[J].建筑经济,2010.

                [2]万丽,吴恩融.可?#20013;?#24314;筑评估体系中的被动式低能耗建筑设计评估[J].建筑学报,2012.

                [3]A.Audenaert,S.H. De Cleynb, B. Vankerckhove,Economic analysis of passive houses and low-energyhouses compared with standard houses[J].Energy Policy,2008.

                注:基金项目,国家自然科学基金项目“民用建筑节能分级标准体系的基础研究 (51108366/E080301);陕西省教育厅专项“陕西省建筑节能经济激励政策体系研究”(09JK134)。

                (作者单位:西安建筑科技大学,西安 710055) 来源: 《建筑中文网》.

        原文网址:http://www.kukh.tw/research/201408/15259.htm

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