欧洲绿色建筑钢结构发展潮流

绿色节能建筑的理念与示范
　　
　　在欧洲节能与绿色建筑的发展并行不悖、融为一体。在当前全球应对气候变暖的行动中，这些发达国家从各个方面推进绿色环保、节能减排的工作。在书店里有专门开设的可持续发展、绿色建筑专柜等。交流中可以感受到这些发达国家应对环境和气候变化是非常认真而且非常努力的。
　　
　　据介绍，英国现存既有建筑每年排放1.5亿吨二氧化碳，英国由建筑排放的二氧化碳占社会总排放量的27%%。从目前情况看，建筑使用中对环境的影响远大于其建造过程或建筑物本身对环境的影响，而英国既有建筑中的90%%至少将存续至2050年。因此，对既有建筑的节能改造显然对于英国的碳减排具有重要意义。在应对气候变化行动中，英国要求2050年的二氧化碳排放比1990年减少80%%，垃圾实现零填埋。从2007年4月起英国要求新建建筑必须满足《可持续住宅规范》，2016年起，新建住宅必须达到6星级。2008年3月，英国政府制定新目标，从2019年起所有新建非住宅建筑必须为零碳建筑。这些政策目标雄心勃勃，反映了英国政府发展绿色节能建筑、最大限度实现建筑碳减排目标的决心，令人印象深刻。
　　
　　英国节能建筑和绿色建筑的设计概念
　　
　　英国建筑科学研究院可持续节能建筑部主任PaulDavidson，AndrewMDunster博士和FlavieLowres博士从英国现有建筑能耗及排放量现状、节能建筑的优势和新建建筑的节能设计概念及策略、零能耗建筑的节能策略和未来的技术方向介绍了英国绿色节能建筑的设计理念。
　　
　　英国建筑耗能的碳排放量几乎占英国碳排放总量的一半，另外10%%的碳排放来自建筑材料的生产。因此以较低的或不变的建设成本提高建筑能效，或通过既有建筑节能改造提高建筑能效是必要的。节能建筑可以降低住户的运行成本，降低碳排放。节能建筑的设计要使用户更愿意选择自然通风和天然采光的节能方式，创造良好的建筑内环境，从而提高建筑内人群的工作效率。设计节能建筑要注意发挥两个优势：一是本土建筑的形式与功能优势，采用当地生产的可持续的建筑材料，从而降低对环境的影响；二是当地的自然资源，满足采暖、制冷、通风和采光的需求。
　　
　　英国设计绿色节能建筑强调采用“整体系统”的设计方法，即从建筑选址、建筑形态、保温隔热、窗户节能、系统节能与控制等方面去整体考虑建筑的设计方案。新建建筑的节能设计应考虑如表1-1所列的要求：
　　
　　发展零能耗建筑或可持续建筑是欧洲等发达国家的发展方向。零能耗建筑不是不耗能建筑，而是在采用各种先进节能技术尽可能降低建筑能耗的基础上，仅利用可再生能源满足建筑使用过程中的能耗需求，实现消耗化石燃料为零的建筑。
　　
　　零能耗或可持续建筑未来在设计方面的趋势如表1-2所示。零能耗建筑不但在设计方案中要考虑各种先进的节能措施，还要在运行过程中加强能源管理，如对建筑能耗进行连续实时监测，对设备进行经常性维护和更新改造，采取一些低成本的节能措施等从而获得真正的低能耗建筑。
　　
　　BRE科技创新园低碳建筑示范
　　
　　英国建筑科学研究院（BRE）的科技创新园是专门用于展示低碳建筑的科技园。园区内设有访问者接待中心、信息枢纽中心和11个低碳示范项目。这些示范项目及接待中心都是由英国行业领先的制造商、建筑师和工程师设计建造的，它们展示了英国最新和最先进的设计思想、施工技术及200多种建筑产品与新技术。信息中心 了创新园内所有技术和产品的资料与信息。创新园每天接待国内外许多参观者，成为技术传播和扩散中心，促进了参与示范项目的合作伙伴、供应商的市场开发和技术交流。
　　
　　这些低碳示范建筑采用了可再生的建筑材料，高效的节能保温技术，如夹心高效保温复合墙体、三玻Low-E窗、热回收新风系统，楼板辐射采暖制冷技术、可再生能源利用技术和中水回用、景观绿化蓄水技术、智能化信息控制技术等。这些技术和系统与建筑进行集成优化，实现了建筑的低碳甚至零碳排放。以下主要介绍几个低碳示范项目：
　　
　　（1）“可再生房”（RenewableHouse）
　　
　　可再生能源房是由英国非粮食农作物理事会赞助建造的，展示的是可再生的材料，如木材、稻草和羊毛，从而实现高水平的可持续发展。该建筑的目标是获得“可持续住宅规范”四星级标识。
　　
　　该示范项目的特点是：采用木结构，采用的Hemcrete墙体不仅有优异的保温性能，而且采用材料的自有能耗（生产材料消耗的能源）很低，同时材料可回收利用。外墙表面是装饰灰浆涂层，室内地板辐射采暖系统。
　　
　　（2）OsborneHouse
　　
　　OsborneHouse于2006年7月建造，考察团在参观该建筑时和BRE的专家进行了交流。OsborneHouse的主要技术特点有：
　　
　　采用创新的结构保温体系SIP，只需1天半就能完成结构搭建施工。
　　
　　采用热回收通风系统；该系统通过热交换器将厨房和卧室的废气中的热量用于加热新风，从而减少了换气热损失和对采暖负荷的需求。
　　
　　采用智能化信息和控制技术，让住户能了解家里每日、每周各种能源的消耗情况，室内的温度、湿度等，遥控家里的照明和电器，享受便捷的生活方式。
　　
　　比2006年英国建筑规范的要求节能2/3；与建筑规范相比降低了40%的CO2的排放。
　　
　　非常好的气密性，换气次数比2007年建筑规范降低了10%。
　　
　　达到生态住宅评价的优秀等级。2009年通过对其中的空气源热泵进行进一步改造，使该建筑达到了“可持续住宅规范”的四星级水平。
　　
　　（3）BedZED贝丁顿零排放社区
　　
　　11月19日考察团访问了英国Zedfactory设计公司及其示范项目。该公司位于伦敦南部的贝丁顿零能耗发展项目区，是引领城市可持续生活方式的典范。社区建筑充分利用天然因素：自然光、太阳能、自然通风、雨水回收利用等。建筑外墙厚度达70厘米，由两层厚砖砌成，中间还有一层保温层，保温层厚度10～15厘米。窗户均采用三层玻璃，以防止热量流失。屋顶还设有花园，保证室内四季如春。该项目研发的对环境无害的零碳排放设计，可持续发展社区的建造方式，零能耗的标准住宅的人性化设计方法，增加了住宅的舒适性。此外，该零能耗建筑以就地取材、建筑产品标准化以及对环境低影响的绿色生活方式等特点大力宣传推广零能耗建筑开发。
　　
　　太阳能利用
　　
　　在建筑物的坡屋顶上安装太阳能集热板，用于供应家庭热水。在建筑立面的设计上，将太阳能光电板与窗体一体化，产生的电用于给电动力车充电；房屋均为南向，屋顶流线型设计，充分吸收太阳光。
　　
　　新风换气系统
　　
　　每个房屋的屋顶安装自然通风烟囱，烟囱呈鸡冠状，一端口径大，用于排除室内废气，另一端口径小，引入新鲜空气。烟囱根据风向自动调整位置，保证进风口始终朝向正风向，源源不断地将新鲜空气送入每一个房间。口径小的新风通道从口径大的排风道中穿过，使用排除的废气为新风预热，达到了很好的热回收效果。
　　
　　雨水和废水利用
　　
　　每家每户均安装简易的雨水收集设备，社区建有大的储水池，雨水在进入储水池之前，还要经过自动净化过滤器的过滤，居民可以用这种简单过滤的雨水，直接清洗卫浴、灌溉树木以及公园绿植，而社区的废水也经过社区的生态湿地和温室等的净化作用后，才排入邻近的河川之中。
　　
　　社区交通与服务
　　
　　为了鼓励住户转买电动力汽车和生物质能汽车，在社区的每个停车站都配有电动力汽车充电器（电力来源于太阳能），社区 免费充电、免费停车。为引导人们改变现在的生活方式，社区在规划中尝试配套建造办公区和居住区，以减少工作对长途交通需求，形成未来工作和生活的理想社区。
　　
　　法国应对全球气候变暖的能源策略
　　
　　1997年，京都议定书明确了各国在2012年前减少温室气体排放的目标。为了实现该目标，在2007年3月，欧盟开始实施低碳政策目标，提出了三个“20%”：即在2020年以前将温室气体的排放量在1990年水平上降低20%，将建筑能效提高20%，2020年前可再生能源的应用量提高20%。2009年12月召开的哥本哈根会议的目标是为了2012年～2020年期间温室气体减排目标和任务达成全球共识。
　　
　　法国为了应对全球气候变暖，2007年10月提出了《Grenelle环保倡议》（简称环保倡议）的环境政策，为解决环境问题和促进可持续发展建立了一个长期的政策。环保倡议的核心是强调建筑节能的重要性和潜力，以可再生能源的适用和绿色建筑为主导。为建筑行业在降低能源消费、提高可再生能源应用和控制噪音和室内空气质量方面制定了宏伟的目标：所用新建建筑在2012年前能耗不高于50kWh/m2.年，2020年前既有建筑能耗降低38%%，2020年前可再生能源在总的能源消耗中比例上升到23%。
　　
　　毫无疑问，法国的低碳政策对建筑行业的影响是深远的。没有技术的变革就不能实现这些能源目标，降低全球变暖对环境的影响。要实现环保倡议的目标，就要转变创新的模式，从建筑产品的创新转变为对系统、工程和服务的创新，不仅发展可持续的建筑，也要实现社区和整个城镇的可持续发展。
　　
　　可持续建筑认证与标识
　　
　　英国建筑环境影响评价方法
　　
　　英国目前有两类建筑环境评价体系：一是BREEAM，二是可持续住宅规范。
　　
　　BREEAM体系是世界上第一个绿色建筑评估体系，由英国建筑研究中心于1990年制定。BREEAM体系的目标是减少建筑物的环境影响，体系涵盖了从建筑主体到场地生态价值的范围。BREEAM体系关注环境的可持续发展，包括了社会、经济可持续发展的多个方面。这种对建筑环境影响的非官方评价和要求高于英国建筑规范的要求。如今，在英国及全世界范围内，BREEAM体系已经得到了认同和支持。
　　
　　目前全世界共有超过11万栋建筑通过了BREEAM评价并取得标识。BREEAM评价是根据建筑在各个方面运行性能打分，所有得分相加得到一个总分，依据总分高低划分为：通过、好、较好、很好、卓越几个等级。BREEAM针对不同建筑类型，如：办公建筑、学校、医卫建筑、监狱、工业建筑、零售商店等，使用不同的评估方法。对新建住宅建筑，依据可持续住宅规范进行评价。BREEAM评价体系通过10类指标来衡量建筑的可持续性：管理、健康或宜居、能源、交通、水、材料、废物、土地使用或生态、污染、创新。
　　
　　英国《可持续住宅规范》是由英国环境、食品及农村事务部（DEFRA）、工商部（DTI）等机构于2007年4月建立的官方评价体系，该国家标准是基于BREEAM/EcoHomes（生态住宅规范）评价标准的基础上制定的，分为两个评价程序，即设计阶段和竣工后评估阶段。设计阶段基于设计图纸及规范等，最终评估和认证在竣工后进行，对设计阶段进行回顾，确认符合规范要求，包括现场记录及现场检查。在英格兰，该规范替代EcoHomes对新建住宅进行评估。从2008年5月1日起，英格兰所有新建住宅必须实行强制评估，该项工作纳入政府管理范畴。
　　
　　该评价规范中包含9类指标。根据各项得分的总和，给出被评估建筑的总得分，同时用1到6星级标示出评估结果。6级代表最高性能评级，1级也要满足基本的标准。
　　
　　可持续建筑的评估标识
　　
　　对可持续建筑的评估体系主要是HQE（高品质环境质量建筑）的评估体系，它是一个整体提高环境与建筑质量的评估体系。第三级NF标准的HQE评估由CSTB集团的子公司实施。HQE的认证适用于所有的新建和既有居住建筑以及工业和第三产业的建筑，同时适用于道路和高速公路。
　　
　　HQE评估的建筑必须要达到四个领域共14个目标。
　　
　　截止到2009年10月份共有380栋建筑获得了NF第三级建筑HQE的标识。
　　
　　可持续建筑联盟（SustainableBuildingAlliance）
　　
　　随着全球化的发展和跨国贸易的增加，气候变化已经没有国界。与此同时，在市场和公共政策的影响下，各种环境质量评价体系也有了协调统一的发展趋势，人们越来越需要一套对建筑和城市进行环境性能评估的“国际化”标准。
　　
　　目前许多国家都建立了绿色建筑或可持续发展建筑的评价体系，如法国的“高环境质量”（HQE）评估体系，美国的LEED，英国的BREEAM，日本的CASEBEE等，但这些评价标准有局限性，即只考虑了各自国家的特点而没有考虑适用于几个国家，各个评价体系之间不能对比和互认。这种现状对于希望在全球开发项目、建筑全球标准的企业是非常不利的，因为选择任何一个地方标准都可能导致在本土外的建筑性能降低，预期目标无法实现，从而导致成本增加。
　　
　　欧盟的一些国家，法国、英国、德国等国家于2008年倡议并成立了可持续建筑联盟（SustainableBuildingAlliance）。可持续建筑联盟是像星空联盟“StarAlliance”一样的科学技术网络系统。旨在为参与的组织定义和共享一套共同的核心评价指标，这套包含关键指标的系统是从共同原则出发而适应地方的机制，即在关键问题上推行共同标准， 透明的建筑评价标准，同时也承认地区与国家之间的差异需要在这些系统中体现出来。该系统的核心指标体系由6个指标组成：温室气体、能源、水资源、废物、空气质量和经济效益，是由英国建筑科学研究院（BRE）、法国建筑科学技术中心（CSTB）、德国可持续建筑理事会（DGNB）、巴西FCAV、芬兰国家技术研究中心（VTT）和美国国家标准和技术研究院（NIST）共同制定。联盟还打算将这套核心指标体系递交给联合国环境署-可持续建筑理事会（UNEP-SBCI），获得他们的支持和认可。“可持续建筑联盟”的目标归纳为以下几点：为建筑业创造可持续环境 更多的确定性标准；建立任何建筑评估系统都必须覆盖的一套关键性指标，不同国家的使用者能找到方法的共同点，同时又符合国内相关标准而不必寻求一个单独的系统；为建筑业 一致的有共同标准的可持续评估办法，使用同一语言并加强信息交流；开发具有挑战性且市场能承受的评估系统并注意成员国间的差异；加强可持续评估办法效益的理论研究和实际案例研究；共同确定和资助相关研究项目和开发项目以推动环境评估和建筑认证的发展。在建筑业和可持续发展领域加强研究成果的共享和交流。
　　
　　瑞士建筑领域政策及行动
　　
　　11月24日，考察团访问了瑞士联邦理工大学（ETH），大学可持续建筑中心主任HolgerWallbaum教授介绍了瑞士建筑领域的政策及行动、大学的研究状况及校园的可持续建设等，并带领参观了信息技术大楼，其中重点介绍了瑞士两千瓦社会的目标。
　　
　　“两千瓦社会”
　　
　　“两千瓦社会”（2000WattSociety）是由瑞士联邦理工大学于1998年底提出的一个设想，即到2050年，发达国家在不降低生活质量的条件下，将人均化石动力燃料（即煤、石油、天然气）消耗降至2000瓦，即17500kWh/人.年，人均CO2排放量为2吨/每人。按照他们的计算，人均2000瓦是目前世界能源消耗的平均水平。当今世界最浪费能源的国家是美国、加拿大，人均能源使用率约为12000瓦，西欧国家大部分在6000瓦左右，中国约为1500瓦，印度约为1000瓦，而孟加拉国只有300瓦。“两千瓦社会”这一设想意味着发达国家的化石动力燃料消耗要在未来50年内减少一半。瑞士10位科学家综合建筑、交通、动力、垃圾处理等各方面的节能技术，论证了实现这一目标在技术上的可行性。2002年，瑞士联邦政府将“两千瓦社会”作为可持续战略的远景目标。
　　
　　随着城市化及都市化的发展，预计在2050年，超过75%%的人口会居住在城市里。对能源的需求和对自然资源的依赖会越来越大，造成能源和资源供应的紧张。因此控制能源消耗，实现两千瓦社会的目标必须要考虑两个问题：
　　
　　（1）需不需要建造很多的新建筑？
　　
　　发达国家和发展中国家由于发展进程不一样面临的问题和 不一样。发达国家可能并不需要建造很多的新建筑，一些地区，中心城市的人口在不断上升，但其他一些城市的人口在下降，因此在规划新建建筑量时不能一概而论，要考虑在哪里建更合适。但是不可能有一个固定的方法来解决所有问题，也不能简单地通过不再新建建筑来达到两千瓦社会的目标。要考虑新建建筑和既有建筑改造比例的合理组合。
　　
　　（2）应该怎样建造新建筑？
　　
　　瑞士目前有43.1%%的建筑为混凝土建筑，今后大部分建筑也将是混凝土建筑。在混凝土建筑70~80年的生命周期内，有3%~13%能源消耗在建造上，70%~80%的能源则消耗在建筑运行中。木材是公认的环保建材，但是用木结构建筑全部代替混凝土建筑也有很多问题。这些问题与其说是能源问题，不如说是资源问题，可供使用的自然资源正在变得越来越少。因此，最好的方式是充分利用已有的建筑，研究解决旧物利用的障碍，推动旧物的重新利用。
　　
　　ETH科学城