科学网—节能建筑呈现五大发展趋势

获取绿色建筑设计师认证，符合环保建筑发展趋势 #生活技巧# #工作学习技巧# #技能培训认证#

“沪上·生态家”内部布满绿植的“生态核”。

目前我国既有建筑超过400亿平方米，新建建筑也以每年20亿平方米的速度增长。与此同时，建筑能耗已经占到全国总能耗的30%以上。建筑节能之于时下乃至未来中国发展的重要性不言而喻。

但是，涵盖节能、环保诸多概念内涵的绿色建筑离国人究竟还有多远？本期聚焦，我们试图借上海世博会召开的契机，梳理绿色建筑的最新理念、技术前沿、发展趋势以及实践案例。

通过努力我们发现，“绿色”和“低碳”已经成为未来建筑发展的趋势，并且杰出的中外建筑设计师们已经在实现与自然和谐共处的理念上达成共识，具体到基础建材的选择，建造过程中节能技术的创新，以及广泛使用的绿色、低碳技术，都在努力向人们展示了未来理想建筑的多种可能。可以断言，用不了多久，绿色建筑就会步入寻常百姓家。

□本报记者 陈欢欢

远大非电空调因为在2010上海世博会上得到了普遍应用而引人注目。然而，在远大馆内主打展示的却是节能建筑。

以空调制造闻名的远大为何跨行做起了建筑？

5月20日，远大低碳建筑公司总经理傅立新在世博园区接受记者采访时回应了这一疑问：“远大经过10多年的研究已将节能空调做到了极致，但是回头却发现，是否节能并不仅仅由空调决定，节能的关键在于建筑，建筑不节能，什么空调都浪费。”

他打比方说，同样一辆汽车，在高速公路上行驶和在闹市区拥堵的道路、乡间崎岖的小路上行驶油耗能相差几倍。同样，空调在不同建筑环境中的能耗也会相差几倍。

“这就是我们开始做节能建筑的原因。这是个很有潜力的领域。”傅立新说。

在本次上海世博会上，建筑节能的技术和概念得到了一次爆发式的集中展示，印证了傅立新的判断。《科学时报》记者经过一段时间的采访发现，太阳能光伏一体化发电、墙体绿化、雨水收集利用、双层玻璃等技术在本次世博会上被普遍运用，很多场馆的设计理念也有共同之处，凸显了节能建筑的五大发展趋势。

趋势一：太阳能应用日益普遍

上海世博园区内，大规模采用了太阳能光伏发电技术。中国馆、主题馆、世博中心、南市发电厂等主要场馆设施以及日本、澳大利亚等部分国家的自建馆，在屋顶和玻璃幕墙上都安装了大量的太阳能电池，总装机容量超过4.68 兆瓦，并且实现与上海主电网并网发电。

其中，主题馆总装机容量约2.825 兆瓦，太阳能板面积达3万平方米，年发电量大约250 万度，是目前国内最大的太阳能光伏一体化单体建筑。本项目为中国迄今为止最大的单个太阳能光伏发电项目，更是最大的光伏建筑一体化项目。

同时，世博园区内的路灯、草坪灯、公园照明等，也将大量使用太阳能照明技术。此外，部分场馆还采用了太阳能热水系统，如澳大利亚馆在屋顶平台安装了40 平方米的电池板，为厨房和清洗区域供应热水。

上海是世界自然基金会（WWF）确定的中国建筑节能示范城市，“沪上·生态家”正是上海建筑节能技术的集成展示。在这里，南面建筑外墙设置建筑一体化薄膜式太阳能光伏发电系统，产生11千瓦清洁电能，同时作为屋顶花园遮阳棚架，降低屋面直接辐射热。南向坡屋面平板太阳能热水系统，与屋面光伏发电系统一体化设置，可制备平均热水量900升/日，约占生活热水消耗量的50%。

伦敦零碳馆屋顶的太阳能热力—电力转化器将收集足够的电能供给建筑的日常使用，收集的热能将转化为建筑制冷的动力。据了解，通过采用各种节能措施，伦敦零碳馆的太阳能发电量已超出场馆的需电量。

同样通过太阳能制冷的还有马德里馆。马德里馆在天台安置了50块半透明薄膜太阳能组件，通过制冷装置可以给任意房间制冷。同时，半透明薄膜太阳能组件也并不影响采光。据工作人员介绍，马德里馆安装的太阳能板和5台风力发电机在全力工作的情况下可解决场馆40%的能量。

趋势二：与自然和谐共处的理念深入人心

从马德里馆的“竹屋”到越南国家馆的“竹屋”，从西班牙国家馆的“柳条篮子”到万科馆的“麦垛”，从阿尔萨斯馆的水幕外墙到主题馆的垂直绿化外立面，本次世博会上，建筑与自然和谐共处的理念无处不在。

这些自然环保材料的使用同样具有很强的功能性。如马德里馆的“竹屋”可以起到很好的隔热降温的作用。西班牙馆的主体在钢建筑材料上覆盖柳条，构成墙皮。自然光能透过钢管和柳条射进室内，室内使用竹子和半透明纸作为材料，顶部则使用太阳能板。“我们世代相传的城市”的主题在设计中得到了充分诠释。

墙面垂直绿化是弥补当今城市土地紧张、绿化用地不足的最好方式。在夏季，生态墙可阻隔热辐射，并使外墙附近的温度降低；在冬季，生态墙既不影响墙面吸收太阳辐射热量，同时可以起到保温层的作用，使周围的风速降低，延长外墙的使用寿命。

本次世博会，主题馆东西两侧外墙上设计了共约4000 平方米立体生态绿化墙面，是目前世界上最大的生态墙。中国馆总体绿化布置分为多个层面，包括地面绿化、13 米平台地区馆屋顶绿化以及国家馆屋顶绿化。同时，引入小规模人工湿地技术，利用人工湿地的自净能力，改善局部环境。

伦敦零碳馆的工作人员告诉记者，通过欧洲的研究发现，迷迭香和薄荷是固碳作用最好两种墙体绿化植物。该馆就采用了这两种植物作屋顶绿化。阿尔萨斯馆同样采用了这两种植物，另外还辅以水幕玻璃墙，通过水幕的冲刷同样起到降温作用。

而在“沪上·生态家”，除了立面模块绿化、种植爬藤植物及屋顶花园，还在建筑内部嵌入“生态核”，形成竖向拔风道，依托“生态核”结构空间网架，周边布置的单元式种植模块起到过滤净化空气的作用，同时也具有降温效果。

趋势三：新技术、新材料推陈出新

主打低碳主题的上海世博会也展示了很多节能技术和产品。

本次世博会上，江水源热泵技术的广泛应用，使黄浦江水成为所有场馆都可利用的“巨型空调”，这项技术使得低温的江水把建筑内的热量带走，重新排入江中，起到了空调的作用。

伦敦零碳馆展示了英国零碳中心的核心技术——风帽。这种安装在屋顶上的风帽可以随着风向灵活转动，利用温压和风压将新鲜的空气源源不断地输入每个房间，给室内换气降温。

“沪上·生态家”的两部电梯分别采用能量回馈技术和变频调速技术，可实现节电30%～40%。

此外，“沪上·生态家”安装了追光百叶，可以跟踪太阳角度变化而自动转变角度，一方面起到遮阳作用，另一方面局部反射环境光，提高室内亮度。

“沪上·生态家”还展示了一种发电龙头，可以为感应龙头提供自身所需电力。而世博中心安装的节水龙头是世界上水花最大但出水量最小的龙头。

LED（发光二极管）照明也在世博园区得到大范围应用，与传统白炽灯相比，LED照明可节电33%～50%，平均寿命长30倍。

在建筑材料方面，各大场馆都不约而同地选择了对环境影响小、破坏少、可循环使用的建筑材料。如“沪上·生态家”用可回收的聚碳酸酯板作为立面遮阳件；澳大利亚馆钢铁合金的组成可以带来一层氧化层或铜锈保护层，直接可以免去日常的维护，与传统的覆盖层不通的是，这种材料可以很容易回收再利用。

波兰馆采用的聚碳酸酯（PC）屋顶板材具有很高的透光率及质量轻、抗冲击、隔热、防结露、节能等特点，与相同厚度的传统板材相比，可节省25%的能源。聚氨酯硬泡保温材料在国内建筑业的应用尚处于初始阶段。据悉，该类产品保温性能卓越，是目前国内所有建材中导热系数最低、热阻值最高的保温材料，并且具有理想的不透水性。

日本馆的建筑设计理念是“像生命体那样会呼吸的建筑”。外部构造采用了ETFE薄膜新材料，构成枕头状空间单位。完成了通过内部充气可以对应外压装置。这个薄膜具有最大程度的透光性，膨胀后的枕头状内部通过非晶体太阳能电池可以完成内部发电。通过日本最先进技术成果之一的非晶体太阳能电池实现了“发电膜”，外部构造不仅节省能量，而且更能创造能量。

趋势四：建筑节材受企业关注

除了使用过程的低碳，建造过程的节能也被地产企业所关注。

日本的工厂化建造过程可以节省大量建材。在我国，一些企业如万科的建筑研究中心等也已经开始了这方面的研究。

世博园区内，远大馆就是通过这样的建筑方式在24小时之内建成的。

据悉，通过完全工厂化生产模式，使得材料利用率达98％以上，彻底杜绝材料浪费；一栋6层的建筑一天就可安装完毕，达到入住的要求；100％的工厂制造，现场只需扳手和起子即可安装；完工后，只需简单清理产品包装，现场无任何基建垃圾。然而，常规同面积的房子至少会产生60吨的垃圾。

远大方面表示，通过这种建筑方式，可以节材6倍。

另一方面，通过对旧房拆迁材料、城市固废再生材料的综合利用，实现变废为宝的理念也在“沪上·生态家”得到了展示。

在“沪上·生态家”，约15万块石库门老砖砌筑建筑外立面和楼梯踏步，旧厂房拆迁回收的型钢重新焊接加工成“生态核”、钢楼梯；建筑主体结构采用高性能再生骨料混凝土，墙体材料采用长江淤泥空心砖和粉煤灰砌块，并采用无机保温砂浆和脱硫石膏保温砂浆复合的保温系统，内隔墙更是全部采用废弃材料再生建材，如蒸压灰砂砖、脱硫石膏板轻质隔墙、混凝土砌块等。

建设部绿色建筑工程技术研究中心主任汪维在接受记者采访时表示，房子不可能全用城市固体垃圾做的建材来造，但通过这些措施，仅墙体一项就能减排10%的二氧化碳。

趋势五：被动式节能利用点滴能源

“沪上·生态家”在阳台的栏板上安装了太阳能薄膜发电，屋顶设有五台风力发电机组。这些新能源发电电量相当小，发电并网显然不现实。那么，这点电能做什么？

华东设计院建筑创作所所长、“沪上·生态家”设计负责人杨明向记者介绍：阳台的太阳能发电用于夜晚阳台的夜灯；而屋顶的小型风电所产生电力可驱动“生态核”顶部的机械拔风风机，强化中庭的气流运动。

除了太阳能、风能发电等主动能源利用方式，各种被动式能源利用的方式也在本次世博会上得到重视。向游客展示着“点滴利用、点滴节能”的理念。

“沪上·生态家”中就有一个绝佳的例子——骑10分钟可发1度电的健身自行车。虽然该发电健身自行车还处于概念阶段，但可以想象如若全国所有健身房都采用该产品，能积聚多大的能量。

类似这样的例子还很多，如日本馆中展示的压电地板。由于日本家庭有在门前洒水的传统，该技术希望能利用居民早晨在庭院中洒水的机会来发电。

普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑冬季保温和夏季降温能耗的50%以上。增强门窗的保温隔热性能是实现建筑节能的一大关键。

远大馆采用了墙壁、屋顶厚保温，三层玻璃窗和外遮阳、内隔热等维护结构隔热方式；加上热回收新风和非电空调系统，比常规建筑节能80%以上。

世博中心北立面因为面临黄浦江，无夏季阳光暴晒，所以采用大面积透明的低辐射中空玻璃幕墙，实现自然采光；南立面因为日照充分，所以采用可开启的折线形玻璃幕墙和石材幕墙，其中双层玻璃幕墙中还设计了金属丝网和惰性气体，既有利于自然通风、遮阳、保温，又不失通透性。

伦敦零碳馆在建筑的南面通过透明的玻璃阳光房保存热量，转化为室内热能；建筑的北面则大量使用天窗采光，通过漫射太阳光培育绿色屋顶植被，同时北向漫射光为室内提供了相应的自然采光照明。外墙壁采用纳米材料建造，在雨天能实现墙体的自清洁，并可以减少室外热渗透，阻挡98%的光热进入建筑，同时吸收室内多余热量。

杨明表示，利用小技术虽然只节约了点滴能源，若能推广到每年几千万平方米的住宅，节能潜力也很大。“把零散的被动式能源利用起来，在设计上也是一大挑战。”他说。

《科学时报》 (2010-5-24 B2 聚焦)

网址：科学网—节能建筑呈现五大发展趋势 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/291313

相关内容

科学网—我国智能建筑发展综述
智能建筑领域的五大趋势
建筑节能之环保建材发展趋势
建筑节能门窗是市场发展的必然趋势
探讨环保节能型建筑材料应用和发展趋势.doc
2024版中国节能建筑材料市场现状调研与发展前景趋势分析报告
什么是智能建筑？智能建筑包含哪些系统？智能建筑行业深入研究及发展现状及趋势预测
智慧建筑的概念及发展趋势
节能建筑\绿色建筑与可持续发展建筑
大势所趋 节能家电的优势和发展趋势

随便看看