菲利普·琼斯:低碳星球需要低碳的建筑环境

时间:2014-02-14 14:12:28 | 作者:赵玉洁| 来源:中华建筑报 | 发表评论

菲利普·琼斯:低碳星球需要低碳的建筑环境
菲利普·琼斯

  根据位于美国夏威夷的莫纳罗亚观象台的监测数据显示,大气中的二氧化碳浓度的时均值在过去几个月内已多次突破400ppm(百万分之400),这在人类历史上还是首次。而在工业革命前,这一数值从未超过300ppm。如果任由这一趋势发展下去,到2100年,全球气温将上升1.8-4摄氏度。

  英国是第一次工业革命的发起者,也是最早提出低碳概念并积极倡导低碳经济的国家。2003年,英国政府发起低碳星球计划,并在《能源白皮书》中提出温室气体减排目标:计划到2010年将二氧化碳排放量较1990年的水平减少20%,到2050年减少60%,建立低碳经济社会。

  菲利普·琼斯从上世纪70年代末就开始从事低碳建筑方面的研究,“之前我担心更多的是不可再生资源的枯竭,但现在我的关注点变了,我关心大气问题,关心不可再生资源对环境和人类的影响。我们的终极目标是低碳星球,为了实现这一目标,首先就要实现低碳或者零碳的建筑环境。”

  实现全球气候目标,减少建筑物能耗是关键一环

  一个经常被忽略的事实是:目前全世界建筑物能源消耗占全社会能源消耗总量的40%,是工业能耗的1.5倍。建筑业的能源使用量超过了其他任何行业,因此成为气候变化的始作俑者之一。除非立即采取行动,否则到2050年,成千上万的新建筑将在丝毫不考虑能源效率的情况下建成,同时数百万座消耗过多能源的既有建筑仍将屹立不倒。

  “但市场自己无法做出必要的改变。大部分建筑物业主和住户不够了解也不够关心能耗问题,他们根深蒂固的惯性思维认为节能成本太高而实现的节约又太少。这就是为什么我们呼吁全球大力协调和共同努力的原因。”菲利普·琼斯认为。

  菲利普·琼斯梳理了自己40年来的研究思路,“在上世纪70年代末,我们主要关注降低建筑的能源使用,主要方式就是增加建筑的保温性能,以及同时使用性能比较高的建筑设备;到上世纪80年代,我们又重新发现了被动式设备的优点,大量利用自然采光和自然通风来满足室内的制冷或采暖要求;上世纪90年代后,我们开始关注可持续发展的设计,除了考虑降低能源使用外,我们更加关注材料的使用及可再生能源的利用,同时也关注到设计对社会的一些影响;进入20世纪以后,我们开始更加关注低碳建筑设计。”

  菲利普·琼斯说:“低碳甚至零碳建筑设计不仅建立在降低能源消耗的基础上,更值得一提的是要充分利用场地可得到的可再生能源,同时关注这其中隐藏的东西。”零碳建筑的电能通常可以在建筑内部和城市电网之间双向流动,自身产生的电量充足时可以补给城市用电量,不足时可以从城市电网获取,之间相互平衡和抵消从而达到零碳排放。

  如何通过低能耗设计把能源需求降到一个适宜的程度是设计中需要权衡的问题。“例如一个指导原则是降低供暖或制冷的能源需求量使之可以用通风系统来弥补,新风率应该足以维系室内环境的良好空气质量,另外同时考虑借助围护结构的蓄热性能来吸收和释放热量。”

  去碳化要从关注单体建筑向关注整个城市转变

  要加快建设以低碳为特征的建筑体系建设,就要从关注单体建筑节能向关注整个城市建筑节能转变,从关注建设施工阶段节能向两端延伸,即涵盖土地获取、规划、设计、施工、建筑运行阶段的节能直到建筑报废阶段的节能。

  菲利普·琼斯认为,低碳设计不是建筑设计的附加物,不应把它们割裂开来。“目前普遍的一个误区是建筑设计完成后把低碳设计作为一个组件安装上去。事实上,从建筑设计之初就应该考虑低碳的因素,使之与设计整合。比如我们设计的巴格兰生态工厂,使用太阳能光电板作为遮阳板来阻挡过多的太阳辐射,减少能源需求的同时能够缩小供热和制冷系统的设备规模,甚至能够完全摈弃传统的供热制冷系统。再比如位于瑞士的EMPA低碳办公楼,无需采用传统系统,仅利用地热、人体散热及办公设备等产生的热量并采用热回收设备便可满足冬季供热。”

  在研究尺度上,菲利普·琼斯从构建建筑单体开始,然后延伸到城市尺度和区域尺度,之后考虑国家的规范法规如何影响建筑设计。“因为任何的建筑单体不可能脱离城市,每个环境对建筑都有影响,同时建筑对环境也有影响。”他认为,在做大尺度低碳规划的时候,最重要的一点就是要先有一个目标,之后收集基本数据,看看有哪些国家的规范,有什么需求,然后才开始进行具体的低碳设计。每一个过程中都要回过头思考是不是满足了之前设定的目标,如果没有就要继续细化概念设计,直到满足目标为止。“我们大学刚刚开发了城市尺度的建筑模拟软件,可以算出整个区域的能耗情况。在我们开发的时候,不仅要看建筑的运行能耗,还要看隐藏能耗及它可以产生多少可再生能源。”

  低碳排放和经济增长并不矛盾

  “很多开发商一提到节能设计就害怕,害怕把成本提上去。”菲利普·琼斯说,“比如我们用了三层的玻璃窗,可能造价会高一点。但是同时我们降低了设备系统的复杂度及所供应的能量值,这样来回一算其实造价是降低了,而不是升高了。”

  造成这种误区的原因大概在于,人们往往把可持续发展的技术看成插进一个建筑中的一个插件,建筑设计完成后,再往上面增加技术,这势必带来费用的大幅度提高。

  “还有一个问题,很多人认为低碳设计或者零碳设计是一个非常负面的东西。你不能用任何能量,要降低能量的需求,要最小化能量,听起来好像不是什么好事,所以能不做就尽量不做了。”

  当今社会科技发展的速度不断加快,对于新技术的社会适应性却远远落在后面。而建筑工业中的技术又往往比科技发展滞后,在一项科技相当成熟之后才被引进建筑行业,这就会带来建筑界的意识及观念更加滞后。“其实应该转变一下我们的观念,看到低碳设计的一些正面影响。它可以给我们带来健康的室内室外环境,提高我们的工作生产效率,当然也可以促进整个绿色经济的发展。” 菲利普·琼斯说。

  如今在欧洲,节能环保建筑的国家规范和法规不断增多,政府、组织和民众的环境意识不断增强,这些都对可持续建筑的发展起着重要的作用,那些不节能环保的建筑将逐渐失去市场,最终被彻底淘汰。在英国,工业技术开始与建造绿色环保的建筑工业接轨,人们意识到这是商业开发和环境保护的双赢举措。

  事实上,在发展低碳经济的10年间,英国实现了200年来最长的经济增长期,经济增长了28%,温室气体排放减少了8%。英国的实践证明,经济增长和低碳排放是可以同时实现的。向低碳前进,既是应对气候变化的方法,也是经济繁荣的机会。

  菲利普·琼斯:卡迪夫大学威尔士建筑学院院长,威尔士低碳研究院主席。研究范围包括能源使用、环境设计、建筑环境可持续设计等多个方面,在东西方多个国家都有研究项目。

责任编辑: 贾辰娟  
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