攀枝花地区绿色建筑适宜性技术选择
2014-04-06欧先军孙金坤范雪梅
欧先军,孙金坤,范雪梅
(1.攀枝花市恒德废物集中处理有限公司,四川攀枝花617000;2.攀枝花学院土木与建筑工程学院,四川攀枝花617000;3.攀枝花市红叶工程项目管理咨询有限责任公司,四川攀枝花617000)
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。
随着我国经济的发展和城镇化的不断推进,我国已成为建筑大国,现有建筑总面积约400×108m2,预计到2020年将新增建筑面积约3008m2。我国能源总量和人均资源量都严重不足,同时我国的消费增长速度惊人,目前我国单位GDP的能耗为世界平均水平的2.5倍、美国的2.9倍、日本的4.5倍。我国单位GDP的水耗为世界平均水平的3倍。在我国建筑、交通、工业三大温室气体排放领域,建筑能耗总量占我国能源消费总量的30%左右,在三大领域居首位。
我国建筑业发展“十二五”规划,要求以建筑节能减排为重点,加大政府监管力度,加强行业发展指导,促进建筑业可持续发展。坚持节能减排与科技创新相结合,发展绿色建筑,加强工程建设全过程的节能减排,实现低耗、环保、高效生产;大力推进建筑业技术创新、管理创新,推进绿色施工,发展现代工业化生产方式,使节能减排成为建筑业发展新的增长点。全行业对资源节约型社会的贡献率明显提高。
我国先后制定和出台了《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2006)、《绿色建筑评价技术细则》/《绿色施工导则》、《民用建筑绿色设计规范》(JGJ/T 229-2010)、《建筑工程绿色施工评价标准》(GB/T 50640-2010)等规范和标准,我国的绿色建筑技术研究日新月异,但绿色建筑技术应用更多的是原则性规定,未能具化到地域的适宜性,设计单位设计时,所采用的绿色建筑技术脱离实际,针对性不强,缺乏适宜性。
1 攀枝花地区地理及气候特征
攀枝花市地处攀西裂谷中南段,地貌类型以低中山和中山为主,占全市幅员面积的88.38%,属浸蚀、剥蚀中山丘陵、山原峡谷地貌,具有山高谷深,盆地交错分布的特点,地势由西北向东南倾斜,山脉走向近于南北。海拔高度最高4 195.5 m,最低937 m,相对高差3 258.5 m,一般相对高差1 500~2 000 m。
攀枝花属南方亚热带为基带的立体气候类型,有明显的干季和雨季之分,干季长达7个多月,日照充足,太阳辐射强。年平均气温20.3℃,最冷月1月平均气温高于13℃,最热月平均气温约26℃左右;风向受地形控制,多东南风,平均相对湿度56%~66%。夏季长、温度日变化大,四季不分明,降雨集中。
2 绿色建筑的规划设计原则
绿色建筑的规划设计需要将建筑看作生态系统、城市规划的有机组成部分,坚持因地制宜和整体设计的原则,考虑攀枝花地域性气候环境特点,结合攀枝花地区的资源、地形、经济及攀枝花山地城市特点,首先采用被动措施,做到技术与气候和场地适应,科学选址,建筑布局合理,朝向合适,尽可能接受或利用可再生能源;主动措施作为补充,利用太阳能等可再生能源,采用节能用电、用水产品,降低建筑运行中的能耗,实现室内环境性能。
3 地域适应性技术选择
3.1 场地选择及室外措施
场地的选择及规划,必须利用地形的有利因素,遮挡或接收太阳辐射,利用或防止主导风向,增加或降低温湿度。利用攀枝花山地特点,采用错台式布置建筑,解决通风和排水问题。
科学规划建筑布局,合理确定建筑朝向,间距和高度,减少建筑间采光遮挡;提高建筑空间利用率,与周边建筑公共空间和设施的共享;利用地下室作为停车场,减少地面停车位。
种植高大大乔木为停车场、人行道和广场等提供遮阳,改善室外热环境;非机动车道路、地面停车场和其他硬质铺地,尽可能采用植草砖等透水性地面铺装材料或其他透水性地面,替代室外混凝土地面,减少因混凝土的高反射率产生的热岛效应;减少地表径流,增加雨水渗透量。
3.2 自然采光技术
自然采光的利用可实现室内环境与室外环境的互通,提高内部环境质量、改善室内舒适性。在外窗上部设置了反光板来改善室内的采光效果。清晨和下午,窗户上下部窗帘均处于开启的状态,可以将光线引入室内改善光环境;中午太阳辐射比较强烈,射入的光线通过反光板的折射进入室内,可改善室内光环境,又避免眩光污染。
3.3 绿色遮阳技术
建筑节能设计,除控制体形系数、窗墙比,采用良好的保温层和蓄热墙体外,建筑外立面采用浅色饰面,减少太阳辐射,尽可能采用外遮阳技术和绿化种植遮阳技术。
外窗和玻璃幕墙上采用外遮阳技术,减少阳光的直接照射,调节可见光,防止眩光;调节自然气流来改善室内环境。如采用外百叶立面以及窗户百叶相结合,从而有效地平衡过多太阳辐射和足够自然光。
采用墙面立体绿化和复层绿化遮阳技术,选择爬山虎、牵牛花、炮仗花等攀援植物爬墙生长,实现墙面的遮阳。屋面遮阳采取屋顶种植屋面技术,通过绿化种植,防止屋顶温度升高,减少温差和紫外线对屋顶的破坏,同时防水隔热和节能效果也很明显,并起到美化、降尘和吸音的作用。屋面亦可采用蓄水屋面保温,通过蓄积一定深度的水,蒸发周围的空气降低地面的反射,来进行保温隔热。
3.4 自然通风技术
自然通风可以保证建筑室内获得新鲜空气,带走多余的热量,无需消耗动力,节省能源,节省设备投资和运行费用,是一种经济有效的通风方法。攀枝花地区年平均气温20.3℃,最热月为5月,最热月平均气温约26℃,每年采用空调制冷日不足30 d。在公共建筑大空间中,采用空间渐缩设计,利用烟囱效应和文丘里效应形成的负压区,诱导气流、促进自然通风,降低室内温度。
3.5 雨水资源综合利用技术
攀枝花地区年总降水量在760~1 200 mm之间,雨量较为充沛。因此,绿色建筑规划设计时应充分考虑雨水回收利用技术,节约水资源。建筑群落或小区中规划小型人工湿地,屋面雨水、场地雨水、绿地雨水及路面雨水通过管道和雨水沟收集后,进入湿地,通过静置、沉淀措施等预处理后,用作景观绿化、浇洒道路、车辆冲洗用水;同时改善小区微气候。
3.6 太阳能利用技术
攀枝花云量少而光照充足,全年日照时数长达2 300~2 700 h,年辐射量是四川太阳能辐射的高值区,年均辐射总量5 600~6 300 MJ /m2,平均每天日照达6~13 h,日照时数6 h以上的年平均天数达260 d以上。攀枝花光热资源十分丰富,太阳能光热技术及光电技术应用,前景十分广泛。
攀枝花地区的工程实践中,太阳能光热技术主要为太阳能热水系统,特别是平板太阳能集热器,已运用十分广泛,而太阳能通风系统应用较少。在大空间公共建筑设计时,太阳能光热技术应用主要分为两个方面,太阳能热水系统和太阳能通风系统,利用太阳能制热和通风降温;对于屋面面积大于400 m2的屋面,宜采用太阳能光伏技术,在行政办公区和大型住宅小区设置太阳能光伏系统,可供公共交通的照明用电。室外的照明和景观绿地亮化照明应采用太阳能光伏照明系统。
3.7 江水源热泵技术
攀枝花是沿江而建的城市,城在江边,江在城中,江边建筑小区距江边不足百米。金沙江为穿越攀枝花城区最主要河流,常年水温在16℃~22℃,河谷气温21℃~38℃,2013年气温达到41.2℃,河谷地表温度可达70℃~75℃。水体与室外气温最高温差达到16℃。采用江水源热泵技术,利用水气温差,充分开发金沙江”冷”资源,为依江而建的住宅区和公共建筑,提供集中式区域供冷,增加建筑室内湿度,降低建筑运行能耗,实现节能减排。
3.8 绿色建筑材料应用技术
采用高强度钢筋(HRB 40级及以上)和高性能混凝土C60及以上)的高性能结构材料,减少结构用材;大力推广预拌砂浆,因地制宜,采用以攀钢冶炼固体废弃物——高钛重矿渣为骨料的,掺入粉煤灰制配的砌筑砂浆;推广以高钛重矿渣为骨料制作的混凝土多孔砖,作为围护结构用材,达到固体废弃物资源化的目的。
4 结束语
绿色建筑的发展是节能减排的必然要求,是建筑业由粗放式向集约型转变的必由之路。绿色建筑是资源、能源、土地、环境、生态、人口等诸多要素约束下的平衡,是建设环境友好型、生态城市,实现人与自然和谐相处,融合共生的路径,是建筑可持续发展的模式。绿色建筑技术的应用强调地域性,无论是被动措施,还是主动措施,均强调与当地气候、场地的适应,与当地环境、资源禀赋、经济、文化传统的适宜。攀枝花光热资源丰富,建筑工业体系健全,应因地制宜开展建筑遮阳技术、雨水利用技术、太阳能光电一体化、光热一体化,江水热源泵及冶炼固体废弃物利用技术的研究,提高能源利用效率,实现资源土地集约利用可持续利用和环境保护。
[1] GB/T 50378—2006绿色建筑评价标准[S]
[2] JGJ/T 229—2010民用建筑绿色设计规范[S]
[3] 杜松,张宇,雷艳.贵州地区绿色建筑地域适应性技术探讨[J].建筑节能,2013,(10):42-44
[4] 杨修明,赵辉,陈杰,等.美国发展绿色建筑的政策、技术解析及思考[J].建筑节能,2012,(12):17-20
[5] 孙金坤,念红芬,冯云平,等.绿色建筑技术在攀枝花学院游泳馆中的应用[J].四川建筑,2011,(6):63-65