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欧洲低碳建筑发展解读及典型案例浅析
作者：蒋路 孔俊婷
来源：《绿色科技》2012年第01期
摘要：指出了建筑作为能源消耗最大的一种人类活动,其在设计营造以及使用维护拆除过程中对环境的影响十分巨大。通过对欧洲国家的低碳建筑建设实例进行比较研究,从各自的特点及所使用的低碳技术入手,总结出了当下欧洲典型低碳建筑先进的低碳理念和低碳技术,提出了对未来低碳建筑发展前景的美好展望。
关键词：低碳建筑；低碳技术；欧洲案例；比较分析
收稿日期：
作者简介：蒋路（1980—），女,河北保定人,湖北工业大学建筑与艺术学院硕士研究生。中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号： 1引言
目前全球正面临着严峻的气候变化挑战,而碳排放量是影响全球变暖和极端气候的重要因素。当前气候变暖90%以上的原因是由于人类活动造成的,在城市化进程中，消耗了大量的能源并对大气直接排放二氧化碳。低碳建筑有利于保护环境和节约能源,使人类得到可持续性发展,它是现代文明在建筑业中的表现。欧洲低碳建筑的发展使人们对未来建筑的发展方向充满了新的希望。
“低碳”一词首度出现在2003年英国《我们未来的能源——创建低碳经济》的“低碳经济”概念中。哥本哈根气候大会后,低碳经济已成为全世界瞩目的焦点,建筑已经成为碳减排的关键。因建筑在二氧化碳排放总量中几乎占到了50%,这一比例远高于运输业和工业领域,故在可持续发展的道路上,低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势,低碳建筑的概念也应运而生［1~3］(图1)。
图1低碳建筑概念发展背景轴线
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低碳建筑是近几年刚刚提出的概念,作为当前低碳经济理念下提出的一种新的建筑发展模式-“低碳建筑”,无论国外还是国内的学术界目前也没有统一认识。英国学者Phil Jones在《Low-carbon Building Design 》指出:低碳建筑是建立在降低建筑产品能源需求和充分利用可再生可重复利用能源的基础上［4］。 2欧洲低碳建筑发展背景
从1962年世界上第一本将环保作为主题的书-《寂静的春天》的发表,到20世纪70年代石油危机爆发以来,发达国家就在关注环保能源的问题。在欧洲,大约有一半左右的生态和环境破坏是由建筑和工程造成的。近30年来,欧洲发达国家致力于发展低碳与建筑节能,成果显著。 欧洲每年的能源消耗中有20%是被浪费掉的,而这一数字将在2030年增加到70%。大量的能源消耗,不但产生过量的温室气体,也使全球气候产生变化。为此为实践建筑业可持续的发展,欧洲国家对现代建筑的基本理念是实现“低能耗、高舒适度”的完美结合,最大限度地利用自然能源,尽量减少能源与资源浪费,并致力推广和实践低碳、绿色的可持续发展建筑。 3欧洲低碳建筑的实例研究分析 3.1德国巴斯夫“3升房”
德国夏无酷暑,冬无严寒。尽管如此,天气温和的德国将近1/3 的基础能源产品要被住宅供暖消耗掉。为了寻求既节能又有利于环保的新的建筑技术方案,将一幢已有70年历史的老建筑经过现代化低碳技术改造成了德国第一幢“3 升房”。目前,“3 升房”成为了全球既有建筑节能改造的典范(图2)。
“3 升房”是因其改造后,每年每平米消耗的采暖耗油量不超出3升(相当于当量煤约4.5kg)而得名。在改造过程中采用了4大低碳节能技术措施:加强围护结构的保温性能;使用具有内墙“空调系统”作用的相变储能隔热砂浆技术;设置可回收热量的通风系统和燃料电池组作为小型动力站。
经过现代化改造后,“3升房”采暖耗油量从20L降到了3L,如按100 m2公寓测算,年采暖费用从改造前的人民币9 000 多元下降到了1 300 多元人民币,而且二氧化碳排放量减少了80%,具有极大的经济和环保价值［5］。 图2德国巴斯夫“3升房”
3.2西班牙Atika住宅
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西班牙位于欧洲南部,属于地中海气候,该地区气候的特点是冬天温暖,夏天炎热,通风和空调设备是主要的能源消耗点。
Atika住宅的建造采用了预制的模数化结构体系。第一个Atika住宅的样本是在西班牙的毕尔巴鄂市组装成型,并计划在未来通过汽车运输到不同的国家组装。这种模数化的预制体系可以节省大约1/3的建造时间,同时也保证在数次拆装之后仍可保证更为精确的建筑结构体系。另外在设计中还采用其它的低碳节能技术措施,如通过外墙的厚度与密度来形成保温与隔热;白色的石灰板作为对日照最好的反射材料;利用上部悬挑的建筑构建或者窗上的百叶来形成阴影;狭窄的街道和阳台来确保阴影面和空气的流通;以及利用流动的水来达到降温的效果(图3)。 图3西班牙Atika住宅
Atika住宅运用斜屋顶技术、低能耗策略、全方位的太阳能系统、楼宇智能化管理体系以及模数化等低碳建筑技术建造的一座欧洲最新的节能型住宅,是欧洲未来住宅的样本。 3.3英国贝丁顿零碳社区
英国为高纬度地区岛国,气候潮湿温和,夏季气温适中,但冬季漫长寒冷,采暖期有大约半年的时间。针对这一特点,贝丁顿社区将废物、阳光、空气和水充分利用,与现代人、建筑物一起进行永续的对话,通过各种低碳技术措施减少建筑热损失及充分利用太阳热能,以实现不用传统采暖方式的目标［6］。 3.3.1零采暖模式
贝丁顿零碳社区中的所有住宅都朝南,每户均设有一个玻璃阳光房。屋面、外墙和楼板选用了300mm厚的绝热材料。窗户选用内充氩气的三层玻璃,在冬天尽可能多地吸收热量。在夏天,这些设计能尽可能地减少室外高温的传导,避免了空调的使用。窗框选用木材,具有良好的断热构造,以减少传热并巧妙地循环使用热能。而另一个保持室内温度的方法则是屋顶的绿化,将一种名为“景天”的半肉质植物覆盖于屋顶,大大减少了冬天室内的热量散失。这也是住户在采暖制冷方面比常规住宅节省90%能源的主要原因,基本实现了“零采暖”(图4)。 图4建筑示意节点
3.3.2“就近取材”和大量使用回收建材
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住宅的木料、玻璃及95%的钢材是回收再利用的,建筑窗框选用木材仅这一项就相当于在制造过程中减少了10%以上(约800t)的二氧化碳排放量。 3.3.3零排放的能源供应系统
社区低能耗的一个主要原因是其组合热力发电站发挥了很大作用。通过燃烧木材废物发电为社区居民提供生活用电,而且用这一过程中产生的热能来生产热水。每户均安装了太阳能光电板,由于光电板的造价较高,因此设计者将它尽量用于多种用途,家中的热水和电车充电都来自暖暖的阳光。
屋顶上矗立着的一排排外观奇特的“风帽”,源源不断地将新鲜空气送入第一个房间。这种被动式通风装置完全由风力驱动,可随风向的改变而转动,利用风压给建筑内部提供新鲜空气,排出室内的污浊空气。此外,其内部设有热交换器,可回收排出废气中的50%~70%的热量,从而来预热室外寒冷的新鲜空气。
在全世界对能源问题高度关注的今天,贝丁顿零碳社区的建成让我们看到了人类未来居住模式的希望。其先进的可持续发展设计理念及环保低碳技术的综合利用,使这个社区成为目前英国最先进的零碳住宅小区。 4结语
低碳建筑的营造建设在欧洲与时俱进的进行着,无论是新建设的,还是老建筑的更新改造,都已经成为了人们开始关注的对象。低碳建筑的营造本身就是一个需要因地制宜的灵活过程,而不是对理论的生搬硬套,因此不同的低碳建筑在各自不同的特点之外也必定会有共同点,这些也正是作为一个低碳建筑所必须的因素。吸取已有的经验,提炼出各自的精华,再加上不断的创新,总有一天人们将走进真正的低碳建筑时代。
2012年1月绿色科技第1期参考文献：
［1］ 中国人民大学气候变化与低碳经济研究所.低碳经济——中国用行动告诉哥本哈根［M］.北京:石油工业出版社,2010.
［2］ 龙惟定,白玮,梁浩,等.从建筑节能走向低碳建筑［J］.建筑经济,2010(2):27~28. ［3］ 布赖恩•爱德华兹.可持续性建筑［M］.周玉鹏,宋晔皓,译.北京:中国建筑工业出版社,2003.
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［4］ Phil Jones,Xiao Xiaoli.Low-carbon building design［M］.European experience :Urban Environment and Efficient,2000.
［5］ 郝莹.来自巴斯夫的启示—— 德国“3升房”探访侧记［J］.建筑节能,2011(4):28~30. ［6］ 周小玲.低碳社区典范:零能耗的贝丁顿社［J］.世界科学,2010(4):26~27. Interpretation of Low-carbon Building Development in Europe based on Typical Case Analysis Jiang Lu，Kong Junting
（School of Architecture and Artistic Design,Hebei Technology University，Tianjin 300401，China）
Abstract:As one of the largest energy-consuming human activities,the influences of building in the process of designing,maintaining and dismantling on the environment are very great. Based on comparative study of the low-carbon building examples of European countries from their own
characteristics and the used low-carbon technologies to start,this paper summarizes the current styles of typical European low-carbon buildings and the advanced low-carbon concepts and technologies,and prospects for the future development of low-carbon building a better outlook.
Key words:low-carbon building;low-carbon technology;european cases;comparative analysis
