建筑节能与绿色建筑

13．5．1 绿色建筑的概念

绿色建筑的概念是在全球资源、环境危机的大背景下产生的。 从英国工业革命开始到现在仅仅200多年的时间，工业化造成的大气污染、酸雨、臭氧层破坏、温室效应、水资源匮乏、土地资源退化、物种灭绝等环境问题已逐渐演化为全球性环境危机。 工业革命推动社会高速发展、给人们带来与日俱增的物质资源的同时，也以前所未有的速度破坏了地球的生态系统，耗尽了自然资源。

人类长期以来一直以向自然掠夺的方式来满足自身对物质的需求，发达国家更是盛行奢靡浪费之风，使本已十分脆弱的生态环境雪上加霜。 西方国家在此之前一直是以战胜与索取的态度来对待自然，他们将人与自然的关系对立起来看待，认为只有战胜自然、利用自然界的资源来满足人类不断膨胀的物质需求才是正确的方式。 直至20世纪六七十年代，石油资源危机、水资源危机、土壤资源危机等相继出现，面对种种环境和资源危机，人们开始意识到，以前那种与自然对立的做法是完全错误的。 人类是地球自然生态系统的组成部分，人类的发展必须符合环境的承受能力，违背自然规律、一味索取的做法必须停止。

除此之外，人口的急剧膨胀、技术的滥用、政府行为的失控等也是加剧环境危机的重要原因。 人类如果不及时采取措施改变现有的发展模式，最终将导致地球生态系统的崩溃。

1962年，美国生物学家莱切尔·卡逊的环境科普著作《寂静的春天》标志着人们对环境问题关注的开端。1980年，世界自然保护联盟（IUCN）首次提出了“可持续发展”的概念，“可持续发展”是从环境与自然资源角度提出的关于人类长期发展的战略模式，强调环境与自然资源的长期承载力对发展的重要性以及发展对改善生活质量的重要性。 它的核心思想就是经济的健康发展应该建立在生态持续能力、社会公正和人民积极参与的基础上。 强调社会、经济的发展要与环境相协调，追求人与自然的和谐，即“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”。 可持续发展的目标不仅是满足人类的各种需求，而且还要关注各种经济措施的生态合理性，使生态环境和自然资源得到持续利用，不对后代人的生存和发展构成威胁。1992年，在巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展会议，会上通过了《二十一世纪议程》，并将“可持续发展”的战略思想作为人类社会共同的行动纲领。

面对环境恶化问题，人们开始关注居住环境，关注建筑物与自然之间的关系，关注建筑环境与自然环境的改善，“绿色建筑”的概念应运而生。

“绿色建筑” 是指在建筑的全生命周期内，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、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

13．5．2 绿色建筑的设计要求

（1）人居环境的营造

更新观念和技术手段，摒弃盲目提供密闭性和盲目提高固定的室内环境设计参数的设计原则与习惯，采用实时动态的室内环境设计参数，以贴近自然环境的变化规律，充分利用自然手段和可再生能源，做到人与自然和谐共生。

（2）合理利用资源

尽可能减少对不可替代资源（如矿物、土地、土壤等）的耗费，控制对不可耗尽资源（空气、太阳能等）其可替代和可维持资源（如动物植物群落等）的利用强度，保护资源再生说必需的环境条件，并尽可能利用可再生的能源，如太阳能、风能、潮汐能、地热能等。

（3）提高能源效率

能源效率就是指以尽可能少的能源及尽可能小的环境破坏为使用者带来尽可能多的效用。 在设计阶段，可以通过多种设计手段，达到节能的目的：①利用基地有利的自然因素减少建筑用作能耗，如自然通风、自然空调系统、自然采光；②对建筑外围护结构进行节能设计，通过其良好的保温、隔热作用减少对建筑使用过程中不必要的能耗；③对建筑能量系统进行集成，充分利用建筑本身存在和产生的各种“废热”和“废冷”；④考虑所使用建筑材料在生产、运输、加工过程中的蕴能量。

（4）保护生态环境

建筑设计要与周围生态环境相融合，减少由于建筑的营造和使用对地球、自然、环境负荷的影响，如控制噪声、建材污染、垃圾污染、水污染等对生态景观的破坏，减少对常规能源的消耗而产生的环境负荷等。

13．5．3 绿色建筑的评价

（1）评价体系

绿色建筑概念正逐步形成，其内涵和外延不断丰富，绿色建筑理论和实践逐步深入和发展。20世纪90年代初，英国率先制订了世界上第一个绿色建筑评估体系BREEAM（Building Research Establishment Environmental Assessment Method）。1996年，绿色建筑挑战（GBC）在加拿大发起，最后制订了一套科学评估建筑物能量和环境性能的评价体系GBTool。1998年美国绿色建筑委员会（USGBC）颁布了最初版本的绿色建筑标准LEED1．0。 应运而生的还有澳大利亚国家建筑环境评价系统（NABERS）、荷兰绿色建筑评价标准软件（Green Calc＋）、德国绿色建筑评估体系（DGNB）、日本建筑物综合环境评价方法（CASBEE）等。

我国接受绿色建筑的概念较晚，20世纪80年代，伴随建筑节能问题的日益突出，绿色建筑概念开始进入我国。21世纪初，为了推进住宅生态环境建设和提高住宅质量，我国政府研究、编制并发布了包括《中国生态住宅技术评估手册》升级版在内的几项评价办法。2006年国家颁布的《绿色建筑评价标准》（GB／T50378—2006），是我国第一个关于绿色建筑评价的国家标准。2014年国家颁布的《绿色建筑评价标准》（GB／T50378—2014），是我国最新的关于绿色建筑评价的国家标准。

（2）《绿色建筑评价标准》中的指标体系

绿色建筑评价指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理、运营管理7类指标组成。 每类指标均包括控制项和评分项。 评价指标体系还统一设置加分项。 根据7类指标加权得分总和确定绿色建筑的等级，绿色建筑分为一星级、二星级和三星级3个等级。

13．5．4 建筑能耗与建筑节能

建筑能耗是指建筑全生命周期内所消耗的能源，包括建造能耗、使用能耗和拆除能耗。 通常，我们所说的建筑能耗主要是指建筑在使用过程中所消耗的能源，主要包括采暖、通风、空调、热水、炊事、照明、家用电器、电梯和建筑有关设备等方面的能耗。

我国是能耗大国，能耗总量居世界第二位，其中建筑能耗已占到全社会总能耗的30％。并且，随着人们生活水平的不断提高，人们对室内舒适度的要求也越来越高，如果不注重建筑节能，那么建筑的能耗将不断增加，势必影响国民经济的发展，因此建筑节能势在必行。

建筑节能是在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准、采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，通过提高围护结构的保温、隔热能力，提高供热系统的效率，加强建筑物用能系统的运营管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应等的能耗。

多年以来，我国开展了相当规模的建筑节能工作，采取先易后难、先城市后农村、先新建后改建、先住宅后公建、从北向南逐步推进的策略，全面推进我国的建筑节能工作。 目前，无论是居住建筑，还是公共建筑，正在执行第三步（平均节能率65％）节能标准。

13．5．5 建筑节能设计

（1）我国建筑热工分区

我国地域辽阔，各地区气候差别很大，太阳辐射量也不相同，在建筑节能设计时，必须根据各个地区的气候特点进行有针对性的设计。 《民用建筑热工设计规范》把我国建筑热工设计区划分为两级，5个大区，11个小区（详见第6章）。

（2）建筑节能设计

建筑节能设计是保证全面建筑节能效果的重要环节，有利于从源头上杜绝能源的浪费。建筑节能设计包括节能整体设计与节能建筑单体设计。

1）节能整体设计

节能整体设计即要充分体现“建筑设计结合气候”的设计思想，分析构成气候的决定因素，即太阳辐射因素、大气环流因素、地理因素等的有利和不利影响，通过建筑的规划布局，创造有利于节能的微气候环境。 节能整体设计主要从建设选址、建筑和道路布局、建筑朝向、建筑体型、建筑间距、冬季主导风向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面深入研究。

2）节能建筑单体设计

节能建筑单体设计分为3部分：一是从建筑设计本身出发，包括建筑平面布局、建筑体型体量设计、窗地面积比或窗墙面积比设计等方面；二是节能技术设计，如节能建筑的墙体设计、窗户设计、地面和屋面设计等；三是类似于生态建筑的特殊节能建筑设计，如太阳能建筑、生土建筑、绿色建筑和自然空调式建筑等。

由于建筑节能内容涉及广泛，工作面大，是一项系统工程，本文将重点介绍建筑外围护结构的节能构造。 外围护结构是指同室外空气直接接触的围护结构，如外墙、屋顶、外门与外窗等。 实现外围护结构的节能，就是提高外墙、屋面、地面、门窗围护结构中各部分的保温隔热性能，以减少热损失，并提高门窗的气密性，减少空气渗透而导致的热能损耗。