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2024年11月24日
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怎樣提高綠色建筑的性價比?
“低碳經濟”、“可持續發展”是最近很打眼的關鍵詞,而綠色建筑因其“低碳排放”、“零碳排放”、“碳中和”則成為建筑業界越來越關注的話題。然而，目前我國所謂的綠色建筑因面臨的三大問題：占地大、造價高、設計局限備受爭議，造價高昂更是深受詬病。
以2008年在寧波落成的“中國首座零碳排放大樓”為例。這幢樓被認為是綜合節能科技的展示品。據媒體報道，這幢樓不僅設計費比普通建筑貴30倍，施工費用也十分高昂。太陽能發電板、太陽能集熱器、地熱水泵等節能設備的投資成本也相當高。
一份關于中國綠色建筑的造價成本調查和分析認為，因為綠色建筑在中國還處于發展階段，相關技術和產品都沒有形成完整成熟的體系，即使有些技術相對比較成熟，比如太陽能熱水器，但由于建筑成本較高且沒有相關的使用標準規定，因此這部分投資對于開發商來說是屬于增量成本的范圍。對國內已建成和已設計的多個綠色建筑的調查發現，我國綠色建筑的平均附加成本超過10%，而美國的綠色附加成本僅為2%。
為何中美兩國的綠色附加成本相差如此之大呢？博克門公司首席執行官大衛·伯格曼（David Bergman）認為，綠色建筑必須從選址開始考慮，到規劃、設計、材料選擇與施工技術來全面系統地執行，才能實現整個成本核算和可持續發展方面有良好表現。他指出，一些綠色建筑并不像最初設計宣稱的那樣節能。如果那些高科技設備在沒有到使用年限的時候就已經損壞或熱效率下降，節能建筑就可能從“零能耗”變成“能耗大戶”。
此外，節能概念必須延續于建筑的整個生命周期，根據需要設計相應的環保方案之后，再與全球的生產商合作，設法運用各種可循環再造的材料和方法，即使該建筑在拆除后也有大量的建筑材料可以繼續使用，有效地減少二次污染。
美國自然資源保護委員會國際能源項目主任瓦特森認為，從美國的實際情況看，基本上建造第一個建筑時成本平均增加5%，而做第二個時所增成本就會降低，平均在1%—2%。由此可見，成本沒有花在建筑上，而是在經驗上。但綠色建筑僅一年節省的電費、水費就能達到70萬左右。因此從整個建筑周期來說，綠色建筑并不一定意味著成本的增加。
國內最先進的節能建筑亮相杭州
樓頂鋪著太陽能電池，地下有地源熱泵空調，樓里的電梯能回收勢能，沖廁所用的是中水，陰天也有“日光”照明，日前，國內最先進的節能建筑杭州綠色建筑科技館落成開放，它的全年能耗不到同類一般建筑的1／4。
杭州綠色建筑科技館位于杭州能源與環境產業園，總建筑面積4679平方米，由中國節能投資公司投資6000萬元興建。它集成了10套建筑節能系統，是國內節能系統集成度最高的建筑，其節能效率達到76.4％，全年能耗不到同類一般建筑的1／4。
中國節能投資公司相關負責人介紹說，在一幢建筑里集成如此之多的節能技術，其宗旨是示范推廣節能、生態和智能型建筑技術，同時也為了探索我國夏熱冬冷地區綠色節能建筑技術的發展與應用。為此，他們會同英國德 22蒙特福特（DeMontfort）大學、清華大學建筑節能研究中心、中國建研院上海院綠色建筑研究中心、杭州城建設計院等院校進行了聯合設計。
從外觀看，這幢４層建筑頗為怪異，它整體向南傾斜15度，從側面看就像歪寫的”臼”字。其實，這就是節能設計的體現，浙江節能實業發展公司規劃營銷部主任陸正剛說，杭州的夏天特別熱，這種建筑自遮陽系統可以避免陽光直射室內。而南北立面和屋面采用的鈦鋅板和東西立面采用的的陶土板也屬于可回收循環使用并有自潔功能的綠色環保型建材。
在屋頂上，兩臺300瓦微風發電機轉得正歡，邊上還鋪著400平方米的太陽能電池板，裝機容量40千瓦。它們產生的電能由氫能電池負責。陸正剛介紹說，選擇氫能蓄電池，就是為避免鉛酸蓄電池或鎳鎘蓄電池造成的污染。
展館在國內建筑領域首次應用了被動式通風系統。它在室外地面留有風道入口，利用風壓和熱壓兩種壓力形成拔風作用，將室外冷空氣經風道引入室內，將室內熱空氣通過屋頂的18座”煙囪”排出。與中央空調相比，這種系統靜音效果更好，而空氣流動更為柔和。
除了被動式通風系統之外，展館也安裝了中央空調。但它的熱源來自地下60米深處，是一套能獨立控制溫濕度的地源熱泵空調系統。為了減少空調負擔，設計師還使用了新型隔熱密封窗框和高透光雙層鍍銀LE中空玻璃，使得夏季窗戶的得熱量大大減少，空調負荷比基準建筑下降近一半，由41.71瓦每平方米下降到了23.53３瓦每平方米。
冷空氣給當天的杭州帶來了陰沉沉的天氣，但是記者在展館三樓看到，兩盞日光照明燈依然明亮。這種日光照明系統利用采光罩將室外光線收集起來，引入光導管后再通過光線漫射器照射到室內，目前已經應用于北京奧運會和上海世博會的場館。
展館里的節能應用可謂無處不在。衛生間里安裝了中水回用系統，沖廁水經過生物膜處理后就能達到國家的中水回用標準，可用來澆花洗車，沖洗道路。而室外的雨水收集系統也能收集雨水用于環衛綠化。能源可再生電梯系統能將多余的勢能轉換為電能，讓下樓的乘客，也“貢獻”出自己身上的能量（文/馮源）
節能家電領航 綠色城市生活可期
電子科技的飛速發展為人類生活增添了亮麗的色彩，可是隨著工業化、城市化程度的加快，電子技術也給世界蒙上了一層陰影。電能來自于大量其他能源，而其中大部分能源是不可再生的，電能的過度消耗影響了人類社會未來的可持續發展。因此，環境節能，尤其是電子產品的節能高效議題成為眼下的熱點話題之一。
留心觀察就會發現，節能環保的探討往往以集成電路為焦點，而忽略了電子元件的作用。電子元件作為電子信息產品的基礎，一直默默支撐著電子信息產業的發展。從迷你的U盤到航空航天，電子元件無處不在。無論從使用數量或系統成本而言，電子元件都超過了集成電路，因此節能話題也離不開電子元器件。
中國是全球家電的生產基地，據統計，中國家電業年產值達6,000億元，而中國家電產品的耗電量也超過了中國總耗電量的15%。因此，家電節能成為節能減排首當其沖的對象，特別是家用三大件—空調、電視、洗衣機的節能更是頻頻挑戰極限。
空調：功率器件、馬達雙管齊下
當你到一家家電大賣場走一圈，變頻空調占據了大半柜臺，可以看出變頻空調所具備的節能優勢以及所營造的生活環境已獲得更多人的接受，而政府部門將變頻空調納入節能清單的帶頭作用，也無形中為變頻空調打造了良好的口碑。
功率器件和壓縮機馬達是空調節能的兩大關鍵元件，三菱電機掌握了這兩個空調的核心技術成功占據了變頻空調、冰箱以及洗衣機市場60%的份額。行業內掌握功率半導體技術的企業不少，但同時掌握功率半導體和馬達的企業則寥寥無幾。三菱電機株式會社環境推進本部本部長蛭田道夫介紹，今后該公司計劃采用SiC(碳化硅)模塊進一步提高變頻器的使用效率。如果可以將現有的產品全部切換成碳化硅的產品將可以大幅降低能耗。根據三菱電機所做的一個換算，如果到2015年為止，把所有的半導體切換成碳化硅半導體，節省的能耗可以相當于200萬戶人口的用電。蛭田道夫透露，目前SiC的開發進度已經完成了實證試驗。他希望能在2010年把這項技術發展到實用化的水平。
最初變頻空調壓縮機的馬達為交流馬達，之后技術發展到采用直流無刷馬達。三菱電機還推出號稱行業內效率最高的“龍骨馬達”，其獨創的壓縮機龍骨馬達鐵芯就像龍骨一樣可以展開，在展開的定子鐵芯上高密度地繞上銅線之后再合起，使馬達的體積大幅度減小，并且實現了繞線的緊密化和體積的縮小，大大提高了馬達的效率。
如三星的RS21HZLFH冰箱，采用變頻式壓縮機，既節約能耗，也有效降低了冰箱工作噪音；同時，這款冰箱配備兩套風扇和蒸發器，可實現冷藏室和冷凍室分別或同時開關、調控溫度，使節能效果顯著提升，比普通冰箱降低30％以上的能耗。
洗衣機：直驅永磁同步電機顯身手
相對于空調，洗衣機的節能更為復雜，涉及了耗電量、耗水量兩項指標。而家電市場面向普通消費者的特性，還需要兼顧價格，以低成本達到高效節能的表現。
“傳統來說，像洗衣機等家電所采用的電機都是電感機械，以定速操作，并且只會利用機械式變速器或工作周期等不太精密及低效率的調節技術。如果以變速永磁的方法來取代這些電機，便可減少多達60%的能源浪費。”國際整流器公司(IR)環球銷售高級副總裁PaulRolls分析目前的家電電機技術狀況時說道，“問題是有關的電子控制單元設計復雜，包含了數字、模擬和功率級。
針對家用洗衣機的電機節能問題，IR推出了面向洗衣機直驅永磁同步電機(PMSM)的無傳感器控制平臺iMOTION。Roll介紹，IR通過把新型的數字IC、高壓IC、混合信號功率產品和新的封裝技術結合到iMOTION集成設計平臺，使采用永磁電機的節能洗衣機驅動電子元件成本，可以降低到與使用傳統電機、滑輪和齒輪的洗衣機相似的水平。此外，這個平臺采用嵌入式磁場定向控制(FOC)算法，具有很好的轉矩控制特性，有助于在洗滌過程中減少熱水用量，從而節省70%的能耗。
和三菱電機相似的是，IR也在積極探索新材料實現節能降耗之路。早在2008年9月，IR就已宣布成功開發了氮化鎵(GaN)功率元件技術平臺—GaNpowIR。據IR方面稱，這種新平臺與最先進的硅技術平臺相比，能把主要特定應用的性能指數(FOM)提高十倍，顯著增加效能表現，并減少能源消耗。
電視：液晶背光模塊急速瘦身
液晶電視掀起了取代CRT的革命，但液晶電視的能耗問題一直被CRT陣營所詬病。近年來，全球液晶面板的制造基地中國臺灣地區液晶面板產業頻頻喊出節能屏的口號，液晶面板正大步走向綠色化。
根據DisplaySearch報告顯示,綠色節能面板將在2010年逐漸成為液晶面板的市場主流，并于2011年達到55％的市場占有率。而臺灣地區面板制造商未雨綢繆，友達光電預計在2009年底所生產的面板有95%的比例為綠色面板。
節能的代價往往是高價格，而價格會牽動消費者敏感的神經。友達如何看待節能和產品成本的關系？友達光電協理暨電視顯示器事業單位總經理柯富仁表示，也許從短期方面來看節能產品的成本有所增加，但是改良后的電視面板可有效提升效率，大幅降低對環境沖擊。以長期的角度來看，絕對是大幅節省成本的。“對消費者而言，購置節能電視能讓家中用電量更省，長期來說，也能為家中節省不少開銷。”
以32英寸高清節能液晶電視為例，采用友達新型的節能技術，與傳統32液晶電視面板相比，節省了超過60%的功耗，僅需要32W，達到一英寸一瓦節能效果。液晶面板的吃電大戶在于背光模塊，因為液晶屏本身并不發光，依靠背光模塊照射才能顯示圖像，顯然，降低背光源的用量相當于提高了液晶電視的效率。
何富仁介紹，友達光電在液晶面板背光源方面也有諸多改善，背光源燈管由傳統16根直型管減少至4根U型管，此舉不僅減少了燈管的使用量，而且燈管內的汞總含量也大幅減少達82%，降低了對環境的潛在沖擊。（編輯/顧晴）
全球十個最具創意綠色建筑
NO1.外觀圓滑的可持續賽車中心
這個未來派賽車中心的頂部采用令人驚嘆的設計，類似一輛賽車的曲面同時還可在最大程度上利用太陽能和風能，將“收割”能量的可持續策略發揮到極致。賽車中心的內部和外部空間能夠讓觀眾與賽車手融為一起。從整體上說，這位未來派項目在開始之初就將審美學和“綠色”理念完美地整合在一起，堪稱這方面的一個卓越典范。
NO2.西伯利亞多功能超級尖塔
類似這樣一座令人叫絕的建筑可能是所有到寒冷遙遠的西伯利亞旅游的人最后的目的地。這座多功能建筑位于一座小山之上，在幾英里遠的地方都能看到它的身影。在設計上，它采用極具觀賞性的立體結構，外形酷似一個尖塔。超級尖塔集居住、辦公和娛樂功能于一體，享受其不同功能的人愜意地生活在同一個屋檐下。考慮到西伯利亞惡劣的氣候條件，設計師采取了一系列策略，在最大程度上利用太陽能，尤其在最為寒冷的冬季月份。
NO3.未來地熱蘑菇城市
10年、20年甚至50年后地球上的大城市會變成什么樣？這種被稱為“地熱蘑菇”的建筑從地球深處吸取熱能和水，造型奇特的“霧花”從空氣和海藻中吸收水分，再將之轉變成氫氣，當做燃料。但是，因為這一設計實在是太奇特了，所以很多人可能認為它是真正可行的。
NO4.不擋光的摩天大樓
從一個角度看，它看上去像一座大金字塔；從側面看，它又細又長，這一壯觀設計對周圍的建筑頗有好處，可減少陰影投射在其他建筑物上，不影響其他建筑的自然采光。與此同時，獨特的位置也讓它更好地借助風獲得能量。
NO5.綠色和高科技完美結合的別墅
綠色和高科技是人類對未來的期待。雖然這一設計能否變成造價高昂的別墅目前還不得而知，但我們不妨先欣賞一下它的圓滑表面和可持續性設計。至少這些建筑本身采用了有利環境的建筑戰略，而且只能步行或者乘電車進入這些綠色勝地。
NO6.可持續摩天大樓
這座可持續發展摩天大樓不光像照片上一樣表面是綠色的，而且還建有大量光電板，自然通風設備，以及沼氣生成工廠。這一設計最特別之處之一是它通過外部走廊邀請公眾體驗大樓溫室，同時，這些走廊還是通向大樓一側的飯店和其他公共單元。
NO7.善于偽裝的大樓
研究自然需要走近自然，但是，一座大樓可能對它的周圍產生很大的環境和視覺影響。在這一設計中的聰明解決方法是降低大樓縱向高度，橫向鋪開，盡量不影響生態環境中的現有元素，并且考慮到大廈周圍的森林，設計師們通過調和顏色創造了一個精細的半“偽裝”和低沖突的大樓外觀。
NO8.一舉兩得的大樓
這一宏偉建筑是將漂亮而獨特的大樓外觀和必要的環境戰略結合一起的另一個例子。彎曲的表面不僅在視覺上產生美感，而且還有一定功能——充分利用風和陽光的方向，達到既保護居住者又可獲得能量的目的。
NO9.摩天農場
雖然現在只有拉斯維加斯考慮建造“摩天農場”，但是，“摩天農場”的理念已被全球越來越多的建筑師、工人和開發人員所關注。“摩天農場”的好處很多。可把糧食生產帶到城市中心，還是解決運輸費用和能量消耗等問題的好方法。垂直建筑最小化了建筑物的占地面積，最大化了內部生產區域，以及創造用于作物不同生長環境的多層空間的可能性。雖然，現在，很多人認為這種項目的造價高得令人望而卻步，但是，科技的發展，也許不久，你就會在自己所在的城市發現一座摩天農場。
NO10.漂浮的城市
Lilypad項目可能是人類歷史上最復雜、思想最超前的綠色設計項目了。它被建設成為一個完全自給自足的城市，可漂流在大洋中，是援救天災而導致海平面升高使得人們流離失所的解決方案。通過結合熱能、潮汐能、太陽能和風能等多種技術為自己制造能量。而且容量很大，可容納約5萬人正常生活。這種三維的大廈設計還創造了小山和河谷，以及休閑、商貿和住宅區，從而創造一個有機的復雜體，還真像人們安度一生的好地方。（編輯/顧晴）
