向零能耗建筑邁進(jìn)
陳之泉
【個(gè)人檔案】
高級工程師，英國牛津布魯克斯大學(xué)榮譽(yù)博士，北師大珠海不動(dòng)產(chǎn)學(xué)院特聘教授，廣東省土木建筑學(xué)會(huì)理事長，廣東省房地產(chǎn)行業(yè)協(xié)會(huì)終身名譽(yù)會(huì)長，廣東省可持續(xù)發(fā)展協(xié)會(huì)副理事長，廣東省城市管理研究會(huì)副理事長，原廣東省第一任城市科學(xué)研究會(huì)會(huì)長，《發(fā)現(xiàn)》雜志社副理事長，原廣東省建設(shè)委員會(huì)主任，原廣東省九屆人大常委會(huì)委員兼省人大城建環(huán)資委主任委員
專著：《論生存空間》、《論城市空間》、《循環(huán)經(jīng)濟(jì)》等。
摘要：宇宙中具備人類生存環(huán)境的星球只有一個(gè)，人類必須學(xué)會(huì)“一個(gè)地球的生活方式”。綠色住區(qū)是綠色建筑、綠色環(huán)境、綠色消費(fèi)行為的綜合體現(xiàn)。創(chuàng)建綠色住區(qū)是實(shí)現(xiàn)零能耗、無污染、保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境的重要手段。向零能耗方向邁進(jìn)，讓綠色充滿人間，是我們緊迫而現(xiàn)實(shí)的發(fā)展目標(biāo)！
關(guān)鍵詞：綠色住區(qū)、綠色建筑、綠色環(huán)境、綠色消費(fèi)、通風(fēng)、遮陽、隔熱、太陽能。
人類要學(xué)會(huì)“一個(gè)地球的生活方式”
人類在苦苦地探索著太空的奧秘，其目的之一是想弄清宇宙中的生命之迷，目的之二是想為人類尋找第二個(gè)像地球一樣的生存空間。1969年美國的阿波羅11號飛船登月，反饋回來的第一張照片告訴人們：月球是個(gè)死球；所以，我們還是要立足現(xiàn)實(shí)，保護(hù)好我們的地球，學(xué)會(huì)“一個(gè)地球的生活方式”，讓地球的生態(tài)環(huán)境能持續(xù)承受數(shù)十億人口的負(fù)荷，這才是我們地球人最務(wù)實(shí)的生存目標(biāo)。
2007年4月，聯(lián)合國氣候變化委員會(huì)報(bào)告稱：“氣候變暖趨勢的加劇，將嚴(yán)重影響人類的生存環(huán)境”。“專家們預(yù)測，到2080年，全球平均氣溫將上升2—4攝氏度，屆時(shí)將有11億到32億人的飲水可能遇到問題，2—6億人將面臨饑餓的威脅，每年沿海地區(qū)2—7億居民將可能遭受洪澇災(zāi)害。”氣候變暖將使億萬人面臨死亡的威脅。
聯(lián)合國的報(bào)告告訴我們，地球處于人類瘋狂攫取其資源的時(shí)代，生態(tài)環(huán)境向著惡化方向發(fā)展，人類也將面臨地球億萬年發(fā)展史上從來沒有過的惡劣環(huán)境。所以從現(xiàn)在起，地球人都要學(xué)會(huì)“一個(gè)地球的生活方式”，也就是說，要將地球人的人均資源消耗量，控制在人均生態(tài)足跡的再生能力之內(nèi)，即1.8公頃水土面積可產(chǎn)生再生資源的范圍之內(nèi)。這就要求每個(gè)人要從生產(chǎn)、生活、交通等每個(gè)消耗資源的環(huán)節(jié)，把好消耗關(guān)，遏制浪費(fèi)，真正實(shí)現(xiàn)地球的生態(tài)功能保持平衡態(tài)式，可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)才有可能一步步實(shí)現(xiàn)。
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，最根本的措施是，合理控制生產(chǎn)規(guī)模，在滿足人類需求的前提下，將資源的開采量控制在最低水平；已開發(fā)利用的資源要按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原理實(shí)施循環(huán)利用，最大限度地提高資源利用率、降低資源消耗率。
城市是消耗資源、產(chǎn)生污染、破壞生態(tài)的集聚地，是地球的癌發(fā)點(diǎn)。所以，實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)化，讓綠色充滿城市空間，是人類走向可持續(xù)發(fā)展的重中之重。實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)化，是個(gè)非常復(fù)雜而困難的問題。
今天我們重點(diǎn)研究城市住宅小區(qū)的生態(tài)化問題。住宅小區(qū)是城市這部復(fù)雜機(jī)器的重要組成部件，它在城市空間占有重要位置。將每個(gè)住宅小區(qū)營造成為“綠色住區(qū)”（或曰生態(tài)住區(qū)），是實(shí)施城市生態(tài)化的重要組成部分，是當(dāng)代人不可推卸的重要職責(zé)。
創(chuàng)建綠色建筑
綠色住區(qū)應(yīng)由綠色建筑、綠色環(huán)境和人們的綠色消費(fèi)行為組成。
綠色建筑的概念是：舒適健康的人居環(huán)境，最少的資源消耗，恰當(dāng)?shù)娜司褂妹娣e（適當(dāng)比例的中心戶型），有效地節(jié)約常規(guī)能源，積極地開發(fā)利用清潔能源，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、使用、管理等每個(gè)環(huán)節(jié)全面貫徹可持續(xù)發(fā)展精神。
一般居住建筑，其形體是凝固的建筑物，而形成居住功能的元素是動(dòng)態(tài)的流體物，即由水流、電流、氣流、物流和信息流組成了現(xiàn)代居住功能。居住功能，是以能源消耗為支撐的。沒有能源作支撐，居住場所也只是個(gè)凝固的建筑殼體，談不上人性化、舒適化。然而，維持現(xiàn)代的生活方式，居住場所的能源消耗量相當(dāng)可觀，它要占到全社會(huì)能源消耗的25%左右（北京有資料顯示占33%）。這些不可再生能源的消耗，直接或簡接地危害著地球的生態(tài)安全，威脅著人類的生存空間。為了保護(hù)地球，保護(hù)人類生存的環(huán)境，我們要努力創(chuàng)建綠色建筑，實(shí)現(xiàn)居住建筑少消耗或不消耗常規(guī)能源，向零耗能建筑方向邁進(jìn)。
創(chuàng)建綠色建筑，在建筑設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)抓好自然通風(fēng)、建筑遮陽、天然采光、門窗隔熱、墻體保溫、智能空調(diào)、太陽能利用、水循環(huán)使用、“3R”（Reduce、Reuse、Recycle）材料利用等“綠色技術(shù)”的推廣應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)建筑本身不消耗或少消耗常規(guī)能源、不產(chǎn)生或少產(chǎn)生廢水廢物、不無故浪費(fèi)自然資源、不惡化自然環(huán)境的目標(biāo)。上海莘莊工業(yè)園區(qū)上海建科院科技園區(qū)內(nèi)的示范樓（建筑面積1984m2）基本上都采用了上述技術(shù)，且基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目的。
充分利用自然通風(fēng)是節(jié)能重要措施。建筑本體通常應(yīng)南北朝向布局，最大限度地利用自然風(fēng)的條件，利用得充分，在廣東7-9月份，有可能實(shí)現(xiàn)35%的時(shí)間不使用空調(diào)；上海的示范樓，還利用屋頂排風(fēng)道（面積達(dá)20m2），強(qiáng)化風(fēng)壓效應(yīng)，保證夏季夜間有良好的自然通風(fēng)效果。在排風(fēng)道內(nèi)設(shè)置加熱器，利用太陽能轉(zhuǎn)換成的熱水，加熱風(fēng)道內(nèi)的空氣，強(qiáng)化自然通風(fēng)熱壓效果，以實(shí)現(xiàn)舒適的室內(nèi)風(fēng)環(huán)境并減少夏季空調(diào)運(yùn)行時(shí)間。這樣做，全年可減少約2個(gè)月左右的空調(diào)運(yùn)行時(shí)間。
充分利用自然采光，可替代部分燈具照明。外窗面積要符合節(jié)能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。窗戶采光與遮陽措施的密切配合，可大大提高采光效率。上海示范樓，還利用中庭天窗的采光辦法，有效地提高了室內(nèi)的采光效果，用100m2的中庭天窗，使室內(nèi)得到天然采光的有效面積達(dá)600m2，全年照明可節(jié)約1525kwh,照明節(jié)能率為10.8%。
遮陽技術(shù)不可乎視。通過采取遮陽措施，可以提高外窗的保溫隔熱性能，以滿足節(jié)能要求。如天窗采用可控制軟遮陽技術(shù)，南立面采用可調(diào)節(jié)的水平鋁合金百葉外遮陽技術(shù)，西立面采用可調(diào)節(jié)的垂直鋁合金外遮陽技術(shù)等，都是有效的遮陽措施。
外門窗隔熱是節(jié)能的重要方面。據(jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，外墻門窗宜采用鋁合金斷熱窗框及中空LOW-E玻璃，其保溫系數(shù)k值可達(dá)2.03/（k.m2）；天窗宜采用三玻中空安全LOW-E玻璃，其表面一層玻璃還具有自清潔功能。這樣做，可以有效地提高外門窗的節(jié)能效果。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)是復(fù)合性隔熱墻體。外墻體保溫，有數(shù)種保溫材料可供使用，如泡沫加氣混凝土、再生混凝土空心砌塊、陶粒混凝土砌塊等，也可以在墻體中間夾一層數(shù)公分厚的聚苯泡沫塑料板，或在墻體外側(cè)（或內(nèi)側(cè)）粉刷一層隔熱保溫防水層（如佛山產(chǎn)的CZ-1型），既可保溫，又可防水，這是一種新型保溫防水材料。
創(chuàng)建綠色建筑，還要推廣利用“3R”（Reduce、Reuse、Recycle）材料。建筑物是資源消耗大戶，每平方米的資源消耗量在1000kg/m2以上,大量的資源消耗，會(huì)嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。所以，在建筑物設(shè)計(jì)和施工中，要注意節(jié)約材料。能不用的材料盡量不用（減量化原則），能用再生資源的盡量使用再生資源（再利用原則），能循環(huán)使用的不一次消耗（循環(huán)化原則）。如墻體可采用再生混凝土空心砌塊；基礎(chǔ)墊層可使用再生混凝土；上部結(jié)構(gòu)采用大摻量摻合料混凝土，可有效地降低水泥用量。
開發(fā)使用清潔能源是節(jié)約常規(guī)能源的有效手段。目前應(yīng)以開發(fā)使用太陽能為主。在這方面，國內(nèi)、國外都已有不少先例，如上海閔行區(qū)申南路新建的一幢三層辦公樓，在墻面和屋頂上，用310塊大小不一的“太陽能磚”和“太陽能瓦”（約500m2太陽能電池板），與建筑融為一體，建成了40kw容量的發(fā)電站，一年可發(fā)電5萬kwh，足夠該樓全年使用；整棟大樓的太陽能光電設(shè)施的造價(jià)為200萬元，為整體造價(jià)的1/4。南京鋒尚高檔公寓，已基本實(shí)現(xiàn)“零耗能”目標(biāo)，每平方米耗電僅7瓦（普通住宅的能耗是30-40瓦/m2），可做到冬天采暖、夏天制冷、基本照明不用錢。廣州鳳凰城已建成國內(nèi)最大的私人家庭光伏發(fā)電系統(tǒng)，日發(fā)電6.4KW，可解決該戶人家數(shù)百平方米建筑的用電問題。廣州恒大公司在一幢別墅的屋面上已建成基本與建筑一體化的光熱系統(tǒng)，其8m2的太陽能集熱板，從外觀看，與瓦屋面沒有什么區(qū)別，所生產(chǎn)之熱水可供8個(gè)人使用。
從國外來看，有更好的經(jīng)驗(yàn)，如悉尼奧運(yùn)會(huì)就成功地利用了太陽能。2000年，悉尼在奧林匹克大道上安裝了19座像起重機(jī)吊臂一樣的怪形建筑物——多功能塔，其上安裝了1524塊高效率的太陽能電池板，每年可發(fā)電16萬KW。除滿足自身用電需求和路燈照明外，多余的電出售（輸送）給當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。在運(yùn)動(dòng)員村629幢住宅向陽一側(cè)的屋頂上，均安裝有太陽能電池板，從上向下系由太陽能瓦板、空氣間隔層、屋頂保溫層、結(jié)構(gòu)層構(gòu)成復(fù)合屋頂。太陽能瓦板，是由太陽能電池板與屋頂瓦板結(jié)合成一體化的產(chǎn)品，它由安全玻璃或不銹鋼薄板做基層，并用有機(jī)聚合物將太陽能電池板包裹起來。這種瓦既能防水，又能抵御撞擊，且有多種尺寸規(guī)格可供選用，顏色多為黃色土褐色。太陽能瓦板下面的空氣間隔層，是具有溫室效應(yīng)的空間，為了充分利用熱能，在這層中設(shè)有熱回收裝置，用以解決住戶熱水使用和取暖問題。在太陽能瓦板的下面，還安裝有功率為4KW的電流轉(zhuǎn)換器，以便把太陽能電池生產(chǎn)的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。每塊太陽能瓦板的最大功率為60W。這套屋面太陽能發(fā)電系統(tǒng)，同樣可將多余的電輸送到當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)上去。
悉尼市民麥克.莫布斯（Miohael Mobbs）的四口之家，在十年之前，就已經(jīng)將其住房改造成為“環(huán)保房屋”。全家飲用之水來自于天上的雨水，經(jīng)過濾、凈化后進(jìn)入室內(nèi)自來水系統(tǒng)。天水的利用，相當(dāng)于每年少用十萬升（100m2）自來水。屋頂?shù)奶柲茈姵匕澹刻炜砂l(fā)電6KW，供應(yīng)室內(nèi)家用電器使用。太陽能電的使用，相當(dāng)于每年節(jié)省4噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少8噸左右溫室氣體的排放。數(shù)年來未曾發(fā)生過斷電現(xiàn)象。生活污水通過凈化處理，用來澆灌花卉、沖洗廁所，等于每年減少十萬升的污水排放。這戶人家的水電系統(tǒng)的改造，共投入1.5萬澳元（1澳元約等于6.5人民幣），但每年節(jié)省的水電費(fèi)開支可達(dá)3000多澳元，即五年時(shí)間基本可以回收投資。如果對房屋的圍護(hù)結(jié)構(gòu)能采取良好的隔熱措施，則投入之成本還可以大大降低。在悉尼還有一戶人家，每天將廚房產(chǎn)生的有機(jī)垃圾（約2.7KG/天）經(jīng)自行處理后，變成肥料，施于后院的菜地和苗圃，每日剩余的真正垃圾只有正常垃圾數(shù)量的一半。
營造綠色環(huán)境
建設(shè)綠色環(huán)境，是創(chuàng)建綠色住區(qū)的重要內(nèi)容。綠色環(huán)境，是指住宅小區(qū)紅線內(nèi)除建筑物之外所有地面的生態(tài)化建設(shè)。住宅小區(qū)所在地，原本具有天然的生態(tài)功能，小區(qū)建成后，原生態(tài)環(huán)境被人造環(huán)境所置換，其生態(tài)功能一般情況下會(huì)大大退化。但如果能采取如下措施，其生態(tài)功能將會(huì)有極大的改善：
一是要編制住宅小區(qū)生態(tài)型的園林綠化規(guī)劃，并嚴(yán)格實(shí)施。小區(qū)內(nèi)的綠地率應(yīng)不低于30%，綠化品種應(yīng)不少于60種，并以喬木為主進(jìn)行營造；小區(qū)規(guī)劃，擬按碳氧平衡理論設(shè)計(jì)住區(qū)綠化面積、植物品種及其數(shù)量，努力提高負(fù)離子含量，使其植被所產(chǎn)生的氧分，能基本滿足小區(qū)人群的需求；綠化率擬不低于40%（含屋面、陽臺(tái)、架空層的綠化）；喬木、灌木、草皮、花卉、水面兼而有之，喬木應(yīng)以本地生樹種為主；喬木的栽培部位，除合理布局之外，應(yīng)重點(diǎn)考慮提高人行路面的綠蔭覆蓋率，以減少夏日路面的熱島效應(yīng)；小區(qū)規(guī)劃，還應(yīng)考慮最大限度地減少硬質(zhì)地面率，提高地面吸水及其儲(chǔ)水功能。抓好小區(qū)生態(tài)型的園林綠化規(guī)劃及其實(shí)施，可有效地改善小區(qū)范圍內(nèi)的小氣候環(huán)境，也會(huì)降低嗓音污染。
二是在小區(qū)紅線范圍內(nèi)，劃出一定面積（如占地面積的3-5%）的土地作“生態(tài)菜園”使用。這是創(chuàng)建綠色住區(qū)的一個(gè)新的嘗試。設(shè)置這樣的菜園，可以產(chǎn)生良好的環(huán)境效果和社會(huì)效果。1）菜地的合理使用可以保持土壤的生態(tài)功能，吸收大量的雨水，以調(diào)節(jié)氣候；2）菜地可供小區(qū)內(nèi)部分住戶輪流租種，通過租種的過程，使孩子們懂得糧食、菜蔬的生產(chǎn)過程，增加了孩子們農(nóng)科知識(shí)；3）使住戶有機(jī)會(huì)及時(shí)吃到新鮮而無污染的青菜，還可以在閑暇時(shí)間內(nèi)享受種植與收獲的樂趣，提升了生活品質(zhì)；4）住戶就近解決吃菜問題，可以減少外出采購，減輕城市交通壓力，減少汽車的油料消耗和尾氣污染；5）可消納部分有機(jī)垃圾。
生態(tài)菜園的管理形式由土地使用權(quán)所有者確定。單位面積租價(jià)的確定、出租的收益，均歸土地所有者；菜園的安全、澆水、施肥等可由物業(yè)公司代管，代管人的工資可從菜園收益中支出；菜地可以10m2為單位分割成若干小快，由住戶申請租用；選種、輪種、收獲由住戶自行負(fù)責(zé)。地塊的租用者，可定期輪換，也可以長期租用，均以合同約定為準(zhǔn)。
在住區(qū)附近建設(shè)生態(tài)菜園，符合可持續(xù)發(fā)展精神。
三是在小區(qū)的綠地范圍內(nèi)，可劃出一定數(shù)量的土地面積建設(shè)濕地。濕地是地球上獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，與人類的生存、繁衍息息相關(guān)，是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生態(tài)資本之一，與森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)，具有維持生物多樣性、蓄洪防旱、降解污染、調(diào)節(jié)氣候、防止自然災(zāi)害等多種功能，被譽(yù)為“地球之腎”。作為廣東，年雨量較為豐富，地下水位較高，在城市的大型住宅小區(qū)內(nèi)（或與其相配套的公園內(nèi)），建設(shè)濕地系統(tǒng)（其中約1/4面積宜建成“礫床”），與小區(qū)的景觀水面形成一個(gè)完整的生態(tài)水系，使污染之景觀用水，通過濕地“礫床”的過濾、循環(huán)，達(dá)到凈化的目的。住宅小區(qū)的濕地，作為小區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要因素，它可以起到調(diào)節(jié)氣候、降解污染、降低熱島效應(yīng)、為水生小動(dòng)物提供棲息地的作用。在大型住宅小區(qū)建設(shè)中，應(yīng)該積極創(chuàng)造條件建設(shè)濕地系統(tǒng)。
倡導(dǎo)綠色消費(fèi)
倡導(dǎo)綠色消費(fèi)行為，是綠色住區(qū)的重要標(biāo)志之一。人們的消費(fèi)行為是受其思想支配的，有什么樣的思想就有什么樣的行為。綠色消費(fèi)思想是當(dāng)今高尚的環(huán)保思想，是文明消費(fèi)行為的先導(dǎo)，它體現(xiàn)在人們節(jié)能節(jié)水節(jié)材節(jié)地的意識(shí)、保護(hù)生態(tài)的行為、接受可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論教育的能力、創(chuàng)建綠色住區(qū)的科學(xué)理念等方面。理念是先導(dǎo)，行為是可能。樹立了高尚的綠色消費(fèi)思想，就會(huì)不自覺地產(chǎn)生綠色消費(fèi)行為，如隨手關(guān)閉水電開關(guān)、制止浪費(fèi)資源行為、支持利用清潔能源、主動(dòng)改造耗能建筑、抵制一次性消費(fèi)等等。這些高尚的文明行為，一般不會(huì)自我形成，要靠電臺(tái)、報(bào)紙廣泛宣傳，要靠舉辦專題講座引導(dǎo)，要靠自我主動(dòng)學(xué)習(xí)提高。作為綠色住區(qū)的物業(yè)管理公司，應(yīng)將這一宣傳教育任務(wù)義不容辭地承擔(dān)起來。其形式可以從樣化，如舉辦綠色宣傳專欄、組織環(huán)保知識(shí)講座、舉行與環(huán)保有關(guān)且使群眾喜聞樂見的多媒體演示和電影活動(dòng)等。通過這些有意的活動(dòng)，使人們樹立增加科學(xué)知識(shí)、改進(jìn)不良習(xí)慣；倡導(dǎo)綠色消費(fèi)、樹立時(shí)尚理念；蔑視浪費(fèi)行為、弘揚(yáng)節(jié)約資源；和諧睦鄰關(guān)系、建設(shè)綠色家園。讓綠色理念充滿人們的思想，讓綠色消費(fèi)行為體現(xiàn)在人們交易的所有環(huán)節(jié)。
綠色建筑、綠色環(huán)境、綠色理念，構(gòu)建成時(shí)尚的綠色住區(qū)。創(chuàng)建綠色住區(qū)，向零能耗方向邁進(jìn)，讓綠色充滿人間，是我們從現(xiàn)在就要起步實(shí)施的、最緊迫、最現(xiàn)實(shí)的發(fā)展目標(biāo)！
