试论“双碳”战略下绿色建筑的设计与发展趋势

刘汝超 徐国良 胡国标

(中国建筑第七工程局有限公司 广东 佛山 528000)

国际能源研究中心报告显示,全球建筑行业碳排放占总量40%,因此若想实现“双碳”战略目标,需积极建设绿色建筑,减少建筑全生命周期的碳排放量。“双碳”战略下,科学设计绿色建筑是必然发展选择,也是实现建筑行业健康、稳定发展的重要举措。

1 绿色建筑的兴起及设计

为有效应对全球气候变化、资源能源短缺、生态环境恶化的挑战,绿色建筑逐渐兴起[1]。绿色建筑又可以称为生态建筑,其不仅可以为城市人们提供舒适的生活环境、减少环境污染,而且其还可以有效降低能源消耗,实现能源可持续发展。现如今,绿色建筑俨然成为社会可持续发展的必然选择[2]。

在对绿色建筑进行设计时,需遵循3个设计依据和4个设计原则。3个设计依据:市场依据,掌握市场规律进行需求分析,确定生态开发思路研究消费心理行为确定生态项目。资源依据,自然依据有包括自然景观和人文景观,其中自然景观包括气候、气象和地形地貌等。人文景观包括名胜古迹、观光农业和社会风情等。符合成功设计特点,即硬质项目和软性项目与场地的对应关系需得当;集合项目、元素项目和单元项目层次需合理。4个设计原则:注重地方性,绿色建筑应尊重传统文化和乡土知识,并且能够充分利用乡土材料和自然资源。保护与节约自然资本,指的是用用新技术维护生态系统平衡。以自然为向导,避免大动手笔,只需按照自然脉络去略施粉黛。增强人与自然的联系,除了人与自然的互动,还要显露自然体系,提高人们对环境生态的保护意识。

2 “双碳”战略下绿色建筑的设计方案

2.1 案例介绍

广州市天河区冼村项目位于广州市天河区冼村街道黄埔大道以南、冼村路以东、猎德大道以西、金穗路以北,属珠江新城板块。为满足绿色建筑发展需求,广州市天河区冼村项目在布局、配套设施、交通以及公共空间等方面进行了整改,意在推进冼村改造、改善城市面貌。其中,融资区305 地块,总建筑面积28.98万m2,业态含3 栋超高层住宅、2 栋超高层公寓、1栋高层公寓、1栋幼儿园、1栋商业裙楼、3层地下室。复建区306地块:总建筑面积8.12万m2,业态含2栋超高层住宅、公建配套、3层地下室。

2.2 设计过程

2.2.1 节能

在集中供热系统中充分地考虑了防冻措施和防过热措施。具体来说,防冻措施指的是冬季如果屋顶的温度低于5℃,则集中供热系统会自动启动储热部分循环泵,并实现热水箱水和集热管内水的循环,这可以起到良好的防冻作用。防过热措施指的是夏季如果屋顶温度过高和散热器以及板式换热器等会去除掉多余的热量。为充分节约能源,还设计了科学的控制系统,即太阳能热水系统所以对温度、日照强度等进行测量,之后将相关数据反馈给电动阀以及循环泵等,以此实现热交换控制、防过热控制和防冻控制等。

2.2.2 节材

广州市天河区冼村项目中的高层建筑以及超高层建筑采用的是大开洞剪力墙体系,降低了结构墙体用量,节约了许多施工材料。与此同时,该项目使用的是高强度钢材和高性能混凝土,节约了许多钢材和水泥,同时因为钢材和水泥的用量有所减少,所以也间接地减少了CO2和SO2等有害气体的排放,这与我国绿色发展理念是相符的。除此之外,该项目在施工的过程中还实现了资源再利用,即将施工过程中所产生的废物,包括废砂浆、废混凝土等,转变为了抗浮回填材料。在对室内进行装修时,不仅使用的施工材料都符合国家施工材料标准,而且还是用了大量的绿色材料,这起到了良好的环保作用。

2.2.3 可持续

广州市天河区冼村项目在对绿色建筑设计的过程中,还将可持续发展理念贯穿于整个项目工程之中。具体体现为,该项目减少了对不可再生资源的使用,并且结合了实际用地情况对绿色建筑进行了科学设计,有效地提高了土地资源利用率。此外,该项目所选择的材料具有可重复使用性,大大降低了施工材料的消耗。是同时该项目采取了低温系统加热的方式,这既可以减少能源消耗,又可以保持建筑内部气温始终恒定。如图1所示,为有效降低建筑物白天的空调负荷,其采取了蓄冷结构,即利用温度比较低的室外空气充分冷却室内空气,并将冷量储存于蓄冷结构中。白天时关闭通风系统可以减少建筑通过维护结构的得热。蓄冷结构所储存的冷量可以抵消建筑物白天的空调负荷。

2.3 设计结果

从布局方面来看,调整之后的冼村的酒店、商铺、肉菜市场以及停车位等规划的更加合理,冼村人民的幸福感更加强烈。从配套设施方面来看,冼村增加了幼儿园、小学、社区居委会、社区卫生站和托老所等基础设施。从交通方面来看,冼村在经过整改之后,交通更加方便、车行效率更高,人们停车更加方面。从公共空间方面来看,社区内绿地绿化、休闲活动、人流集散空间比例都有明显增加,这有效地提升了社区宜居品质。

3 “双碳”战略下绿色建筑的发展趋势

3.1 新材料的开发

绿色环保建筑材料对于环境保护、资源能源节约以及人类健康生活具有重要的意义[3]。“双碳”战略下,绿色新型材料将会得到广泛的应用。传统施工材料具有耗能大、污染严重等特点,这与我国全面发展绿色建筑理念是相悖的。而绿色新型材料却具有3个较为突出的特点,分别是环境协调、舒适性和创新性,因此绿色新型材料必将会受到广泛的关注与欢迎。例如:环保活性土在绿色新型材料中得到了广泛的应用,其又可以称为改性无机粉,是制作绿色新型材料的基础材料,其与不同性能、不同质量的有机高分子聚合物杂化,可衍生出不同的有机、无机杂化材料。如今,环保活性土在MCM 片材、板材、皮材及MCS运动地板等方面都得到了应用,未来可以将环保活性土应用于更多的建筑方面,包括家具以及其它施工材料等。

从节能新材料的角度来看,节能材料应具有能耗少、可高效利用特点。从节能新材料材质上来看,节能材料应包含非金属材料、金属材料、天然材料以及化工材料等。从节能新材料功能角度来看,其应具有缓解能源紧缺、提升生态环境质量的作用。例如:以保温隔热复合墙为例,其所具有的新型材料防水混凝土结构具有良好的抗渗、承重和耐腐蚀性的特点,相比较于传统结构具有材料来源广、工程造价低的特点。此外,粉煤灰及矿渣砖材料、水泥纤维板、节能门窗、节能墙体、节能玻璃等都是节能性较好的新材料。在“双碳”战略下,绿色、节能的新材料必将会得到广泛应用,并且也必定会有更多企业着手研究新材料。

3.2 “健康”发展为核心

为充分落实中央《健康中国2030规划纲要》指示精神,我国必将会推动新时代高质量绿色建筑发展,提升建筑健康性能和健康服务,以此更好满足人民群众对美好生活的需要和对健康生活的向往。建筑业和健康业进行深度融合,既是落实以人民为中心理念的必然要求,也是以新发展理念引领建筑行业高质量发展的重要驱动力。因此,健康建筑产业将会是新时期建筑行业的发展亮点。将绿色建筑转变成健康建筑,不仅可以推动建筑行业高质量发展,提高人民群众的健康生活水平,助力“健康中国”落地实施,而且还能切实满足人民群众的切实需求。同时,这也将会为建筑行业带来新的发展机遇和更大的发展空间,建筑行业也因此会迎来更高、更快的发展。

3.3 智能建筑的应用

大力推广绿色建筑的根本目的是节约能源、改善生态环境、实现社会可持续发展。而为能够对“能源”的使用情况进行有效的监控,高新技术、大数据技术、智能化技术等必然会应用于绿色建筑中,以此促使绿色建筑具有一定的“智慧”,即能够对建筑设备系统的运行情况进行实时检测与分析,并能够将相关数据反馈到电脑终端,以便相关人员及时采取有效措施。

4 结语

大力推广绿色建筑,既可以降低能源消耗、提高能源利用率,又可以充分保护生态环境。“双碳”战略背景下,必须全面推进绿色建筑发展,顺利实现“碳达峰、碳中和”的目标。