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綠色建筑評估體系的中國困境

  文章類別:觀點評論

  中國面臨諸多環境挑戰,其中一個就是建筑能耗在未來十年的劇增。磚塊和砂漿生產已經占據了中國主要能源消費總量的25%,但目前中國的能源消費水平與西方相比仍然很低。實際上,中國城市建筑單位面積的能耗只有美國的四分之一,人均能源消費則只有美國的十一分之一。
  但是,如果我們仔細研究美日等發達國家建筑能耗的歷史發展軌跡,就能發現一條預示中國未來走向的線索。隨著人均GDP的增長,建筑物能源消耗強度(EUI,即單位面積的能耗)也將不斷增加。
  目前中國的EUI只相當于20世紀60年代的日本或者50年代的美國。但從那之后,供熱制冷技術的進步大大改變了建筑物的設計和運行。再加上收入提高帶來的生活方式和消費習慣變化,這一轉變導致美日建筑物EUI增加一倍。除非能在設計模式上減緩或者防止上述變化,否則中國也將經歷和美日一樣的EUI增長。
  許多西方建筑師和工程師都對中國建筑的能耗之低感到驚奇。與發達國家相比,中國建筑物總體上隔熱層更少、墻面和窗戶的密閉性更差、供熱制冷技術更落后和低效,但實際上它們的能耗卻低得多。這是為什么呢?答案就在于兩個相互關聯的要素:生活方式和系統設計。因此,要防止未來中國建筑物能耗的劇增,關鍵在于要對推動能源消費增加的這些要素有一個深刻的認識。
  在中國,“電老虎”式的家用電器(最主要的是烘衣機)的普及率很低,中國居民也喜歡讓室內環境的溫差更大一點。此外,水電氣的費用占居民可支配收入的比例更高也是一個重要原因,這鼓勵人們節約能源。
  但是,單憑習慣和收入上的差異還不足以解釋中國和西方建筑物的巨大能耗差距。能源消費文化還受到供熱制冷系統設計以及建筑形式的深刻影響。清華大學的江億教授將中國的標準供熱制冷系統形容為“分時分空”,而美國則大多采取“全時全空”方式。
  發達國家暖通空調(HVAC)系統技術的進步讓全封閉玻璃結構建筑的發展成為可能,一個非常巨大的系統幾乎同時為整個建筑提供服務。然而在一座標準的中國建筑里,采用的則是可自行開關的窗戶和分散式系統,每個房間都有自己獨立的空調或者暖氣設備。在這樣一個“分時分空”的模式下,建筑物里的居民切實控制了各自房間的溫度,而在“全時全空”模式下,整個系統是按照一個既定程序自動控溫的。
  然而,隨著中國GDP的增長,分散式系統開始越來越多地被中央式系統所替代,從而導致建筑能耗的上升。根據清華大學建筑學院的一項研究,使用中央HVAC系統的住宅樓比那些采取分散式系統的能耗高出十倍。
  盡管有點違反直覺,但上述能耗差距的解釋非常簡單:分散式系統讓用戶可以各自控制系統,從而將效能最大化;而中央式系統則不管居民的實際需要,持續不斷地供熱制冷。盡管中央式系統在將能源的供熱制冷轉換上效率更高,但持續不斷的運行和整天全室的供熱制冷造成的能源浪費遠遠超過了技術所節約的能源。實際上,即使想要通過單獨控溫來節約能源,在很多“全時全空”系統的封閉寫字樓里也是做不到的。系統設計深刻影響著住戶的生活方式和能源消費,同時系統設計也是美國建筑能耗居高不下的罪魁禍首。
  中國建筑設計模式已經開始朝著發達國家設計標準轉變。一項在中國不同城市的建筑采樣研究的數據表明,中國的能源消費分布逐漸呈現出“雙頂峰狀”:大量建筑物的能耗僅有30-50度/平米/年,而另一些建筑物的能耗卻高達120-150度/平米/年。
  第一個數據屬于標準的中國建筑,代表中國平均的建筑能耗水平,而第二個則屬于按照發達國家標準設計的新建筑。這個現象不僅清晰地體現在圖表上,在任何中國城市里也都顯而易見:一片片發展中國家居民樓,簇擁著一個現代化高樓林立的市中心,那種感覺就好像是到了一個新建的紐約城,并且帶來了相應的高能耗水平。
  那么,如何才能遏制這一轉變,防止中國進入一個高能耗建筑的時代呢?
  有一個現成的辦法可以促進營造更環保的建筑環境,那就是綠色建筑評估體系。這些體系可以為建筑物的環境績效提供一個客觀的認證,從而實現建筑市場的轉型,讓開發商、政府和設計者都有足夠的經濟動力來追求環境目標。目前在中國運用最廣的綠色建筑評估體系主要有兩個:一個是美國綠色建筑協會設立的LEED體系,另一個是中國住建部的“三星”民用建筑能效測評體系。這兩大體系的迅速發展令人振奮。
  然而,在中國現有的發展形勢下,這些評估體系能在多大程度上降低建筑物能耗,仍然要劃上幾個大大的問號。比如,LEED就存在一個巨大的問題:目前中國建筑物的平均能效已經遠遠高于美國標準。事實已經證明,LEED能夠比美國商業基準降低24%的能耗,但即使表現最好的LEED項目,其能效也極少能夠達到中國建筑的平均水平。
  那么“三星”體系是不是好一點呢?零星的證據表明,一些表現最好的三星建筑的節能績效的確非常出色,單位能耗只有79度/平米/年,遠遠低于LEED體系下218度/平米/年的平均數。但是,根據深諳此體系內情的綠色建筑專家的說法,這些建筑在室內舒適溫濕度的維持上卻不如人意。即使三星建筑物的能耗表現良好,但室內環境卻存在問題,因此也不能說這一體系的效果完美。
  另一方面,發達國家能耗居高不下的主要動因之一,就是為了保持室內溫度的恒定而讓建筑系統全天候運行。因此,要修建一座真正節能的建筑,辦法可能非常簡單,只不過要室內環境作出一點犧牲、對居民的行為和要求稍加調整而已。
  目前,對中國來說最好的辦法或許就是LEED和“三星”體系的雙管齊下。在短期內,中國修建美式寫字樓的趨勢是不可避免的,盡管它們的能效比采用分散式系統的建筑要低,應該制止。但既然它們已經存在了,在這些采用全中央式HVAC系統的建筑里,LEED在降低能耗上還是很有效的。
  “三星”體系則更適用于采取分散式供暖的建筑,顯著的低能耗數據充分說明它對這一類型的建筑來說是非常成功的。簡而言之,上述兩個體系在中國各有其適用的市場:LEED用于已經按照西方標準建設的高端寫字樓和住宅:“三星”則用于更加標準的分散式供熱制冷建筑。
  為了對不同的方法和能效措施的潛在環境影響進行更準確的評估,必須對兩種評估體系下建筑物的確切績效進行更多研究。只有盡早弄清每個被認證建筑的能源消費量,我們才能保證這些評估體系成為減緩中國建筑能耗增長的有效工具。
  希望我們能夠成功。因為如果中國和世界其他發展中國家在建筑上都步美國后塵的話,全球氣候就會災難重重。
  作者簡介:詹姆斯·康納利是受美國國務院富布萊特項目資助的清華大學訪問學者,也是一位獲得LEED認證的建筑師。其研究成果請參見博客:ChinaBuildsGreen.com
  “中外對話”是一個致力于環境問題的中英雙語網站,總部位于倫敦,是一個獨立的非營利性組織。
 



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