书城科普读物低碳建筑:绿色城市的守望
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第21章 怎么建,才算得上低碳建筑?(3)

在一些不需要直射光的场合,为了遮挡直射阳光而遮挡天然光,就不明智了。直射光的方向性较强,可以利用折射或反射的方法遮挡直射光,将光扩散到室内,也可将直射光转化为扩散光,以提高天然光的利用率。

晚间应充分利用人工光源发出的光,减少光的损失,节约照明用电。光在室内的损失途径为:一是光线被建筑及物品的表面所吸收,颜色愈深黑,表面吸收光线愈多;二是光线从开口部位射出,照明光线会通过没有遮挡的玻璃窗不断向外散失。

控制光损失的方法是提高室内墙壁、天棚、地面及家具等物品的光反射率,采用白色或浅色装饰,有利于表面反射光线,也有利于照度分布。夜间窗户用不透明的、光反射性能好的窗帘或百叶窗帘加以遮挡。

照明高效用能的主要途径是选用节能灯。选用效率高、寿命长、安全和性能稳定的光源,LED值得重视。新型LED的发光效率是白炽灯的10倍,寿命达到10万小时。LED是照明光源的发展趋势。

白光LED灯被认为是21世纪的新光源,正在取代白炽灯和日光灯,成为照明市场的主导。白光LED灯的优点是直流驱动、响应快、体积小、寿命长、全固体、结构简单、无毒、耐候性好、理论光效率高。

除了灯具节能以外,精心设计照明系统也是照明节能的重要因素。

对于办公大楼的照明,室内要求较为精细的视觉舒适性。因多人共用空间,照明的数量和质量应满足多数人的视觉要求。应尽量利用天然光,在提高心理满意度的同时节约电能。

商场照明为顾客创造一个愉快和舒适的购物环境。营业厅灯光要诱导顾客的视线,使其视线集中到陈列的商品上。商品照明应充分显示商品真实的外貌,显示品牌定位和品牌文化,增进顾客的购物欲望。商品照明要烘托出使人留恋的氛围。教室照明为课桌面和黑板提供足够的照度,要能提高学习效率,降低学生的近视率,为教师提供良好的授课条件,提高教学效果。

客房照明要结合装修与家具设置局部照明,采用低色温光源,形成温馨、宜人和热情的照明环境,并采用调光和分别控制等手段,满足客人的需要。

多功能厅照明一般采用直管形荧光灯,装饰用花灯也可采用荧光灯。多功能厅的灯宜设可调光回路,满足不同功能的要求。

医院照明为医生提供良好的诊断、治疗、检验的照明条件,要能提高医疗工作效率,降低视觉疲劳。并为患者提供整洁、清静、舒适的照明环境,消除患者的焦虑和烦躁情绪,增强其治疗疾病的信心。

总的来讲,建筑照明要根据不同区域、不同功能进行合理的系统设计,充分利用自然光源,做到环境调和。

七、建筑节能的举措——合同能源管理

合同能源管理是建筑节能的新机制。自20世纪70年代中期以来,为了克服制约建筑节能的主要市场障碍,合同能源管理机制在发达国家开始兴起。

合同能源管理是由节能服务公司与客户签订技术和能源管理服务合同,负责融资并承担技术和财务风险,为客户实施和管理节能项目。在合同期内按规定与客户分享节能效益,以收回投资并取得相应的利润。合同完成后将节能项目无偿交付用户使用。

这种模式的实质是一种以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。这种节能投资方式允许用户使用未来的节能收益,为建筑和设备升级换代,降低运行成本。

节能服务公司是专业化公司。它与愿意进行节能改造的用户签订节能服务合同,为用户的节能项目进行投资或融资,向用户提供能源效率审计、监测、培训、运行管理等一条龙服务,并通过与用户分享项目实施后产生的节能效益来盈利和发展。

节能服务公司是一种比较特殊的产业,它销售的不是某一种具体的产品或技术,而是一系列节能服务及相应的设备。为客户提供一整套节能项目服务,其实质是节能服务公司为客户提供的节能量。

在北美等国家,节能服务已成为新兴的节能产业。1999年初,合同能源管理机制引入中国。

以上海市为例。2008年上海出台政策,对采用合同能源管理方式实施节能改造的项目给予奖励。明确,对于符合条件的合同能源管理项目,其发生的项目前期诊断费用由专项资金给予一次性资助。

对合同金额高于200万元、项目实施后年节能量超过500吨标准煤的项目,上海市给予一次性资助5万元。对其他项目也给予一次性资助2万元。

对由合同能源服务公司进行全额投资运行的合同能源管理项目,上海市根据项目实施后年实际节能量,按照每吨标准煤300元的标准,对合同能源服务公司进行专项奖励。

在政府的推动下,2008年,上海完成了300多个节能项目,涉及投资金额约6亿元,年减排二氧化碳16万吨、粉尘70多吨,年节约能源25万吨标准煤。

从国际上看,美国、加拿大等发达国家通过节能服务完成的节能量,已占节能降耗总量的35%以上。上海仅达到节能降耗总量的6.8%左右。

2010年,上海节能服务的产业规模将进一步扩大。预计可实现综合节能投资150亿元,年节约能源50万吨标准煤,占全市节能降耗总量的10%。

这种市场取向的政府驱动模式,展示了建设低碳城市的美好前景。同时,上海的合同能源管理项目,在实施中也存在一些亟待解决的问题。比如,节能量的认定,有时会出现矛盾。

主要原因是某些用户的能量计量系统不齐全,造成节能量的量化程度不够。第三方检测单位,对所有项目进行测试也有困难。同时,缺少相关的标准、规程。

节能量的认定是合同能源管理项目的主要问题之一,应重视之。要着重培育第三方节能检测单位,做好此项工作。

还有,在节能项目实施前后,运行条件要做到完全一致比较困难,因此在签订合同时,应明确节能的测试条件。在项目完成后,按此条件进行测试,应得到双方的认可。

此外,还有一个资金回收的保障问题。一些用户愿意享受节能效益回报,而不愿在节能项目中承担义务。这样,对节能服务公司来说,资金、技术、设备存在的风险就比较大。

要采用合同能源管理模式,就要加强双方的社会、商业诚信。否则,把节能项目做大做强就比较困难。双方不能以生产经营不够正常或结算不够合理等理由,要求改变结算方式和时间。

当然,并不是采用合同能源管理模式的节能项目,都能达到预期的节能效果。为了建立较好的市场诚信度,尊重双方搭建的平台和合同的法律依据,加强从立法的层面上,加强合同能源管理的合同的法律地位。

八、零能耗建筑的思考

近年来,一些学者和政府部门相继提出“零能耗建筑”的概念。好像认为,要解决建筑节能问题,就应该普及零能耗建筑。

怎么看待零能耗建筑?这里,参考一些学者的意见,谈一点看法。

零能耗建筑有几种形式:一是独立的零能耗建筑。不依赖外界的能源供应,建筑利用其自身产生的能源独立运行。这是真正意义上的零能耗建筑。

二是收支相抵的零能耗建筑。与城市电网连接,利用安装在建筑物自身的低碳能源装置发电,当产生的电力大于需要的电力时,多余部分输出到电网;当产生的能源不能满足需求时,从电网购电补充。一年内生产的电力与从电网得到的电力相抵平衡。

三是包括社区设施的零能耗建筑。在建筑之外利用风能、太阳能、生物质能等这些城市新能源,来支持建筑运行的能源需求。

不论哪种零能耗建筑,都需要两方面的努力:一是节能,通过各种被动和主动的方式,节约建筑用能;二是尽可能利用太阳能、风能、生物质能等。

有学者计算,对于3层以上的建筑,依靠其表面接受的太阳能来提供该建筑所需要的全部能源,几乎是不可能的。建筑可以接受到的太阳能,在现有技术条件下,其能量转换效率不足以满足该建筑的所需能源。

因此,从技术层面看,目前零能耗只能在3层以下的建筑,并在其低密度情况下才能实现。世界上零能耗建筑的案例,无一例外都是3层以下的建筑。

在中国,城市建设面临的问题之一是土地资源匮乏。节能、节地必须同时兼顾。扩大城市建设用地范围,发展低密度城市建设,会导致交通需求量的大幅度增加,降低公共交通系统的效率,增大交通能耗。同时,在土地供应方面也不现实。

由此,低密度的零能耗建筑,作为研究课题,在某些特殊条件下进行小范围的尝试是可行的。但不可能成为城市建筑节能的最终解决途径。

除了土地资源利用问题,还有不同品位能源的利用问题。能量的优化利用,应该根据需求选择合适的能源类型,尽可能减少转换环节,实现恰当品位的能源匹配利用。

建筑需要不同品位、不同形式的能源。例如,电视、电脑等电器设备需用电力驱动,而采暖和生活热水可以使用各种低品位热能。

以太阳能为例。最好的利用方式是把它转换为建筑需要的某种低品位能源而直接使用。而不是转换为高品位的电能,再供建筑使用。建筑需要的能源对品位有不同要求,因而,很难与建筑本体的各类低碳能源相匹配。

零能耗建筑最适宜于远离城市的边远地区。中国西部几千千米的边防哨所,能源供应困难,人烟稀少,但土地和空间资源极充足。这些地方是发展零能耗建筑的最佳场合。

一些电网不能覆盖的西部或海岛,由于距离远、末端负荷小、电网损耗大,也是发展零能耗建筑的最好场合。在这些地区发展零能耗建筑,可以大幅度改善当地人民的生活状况。

另外,中国零能耗建筑的前途在农村。零能耗建筑是农村实现资源循环利用的重要环节。那里有广阔空间,可以大有作为。

当前,各级城市的政府都关注建筑节能、低碳城市建设。但是,如果把零能耗建筑作为实现建筑节能的解决途径,将社会对建筑节能的关注引导到零能耗的方向,是不合时宜的。

据测算,一个拥有几千万平方米建筑的城市,即使盖出10万平方米的零能耗建筑,对整个城市建筑总的能耗也只能产生不足1%的影响。而真正要建造这样大规模的零能耗建筑,是一笔很大的投资。

拿出这笔投资的一部分,就可以使这个城市的建筑室内照明全部更换为节能灯,产生的节能效果会超过这个城市建筑总能耗的10%。

把零能耗建筑作为建筑节能的标志性成果,其心情是可以理解的。然而,如果加强管理,切实降低一般建筑的实际能耗,要远比几座零能耗建筑更有示范价值,更能产生实际的节能效果,也更节省投资。

零能耗建筑不可能成为低碳城市建筑节能的最终解决途径,尤其不适合建筑密度高、土地资源匮乏的大中城市。

零能耗建筑最忌讳各种新技术堆砌。无论是以研究为主的实验示范,还是以节能、低碳、生态为卖点的商业地产开发,如果一味地追求高科技,只能付出昂贵的经济代价。

片面依赖高技术堆砌的零能耗建筑案例,不具备推广的价值。