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第16章 建筑环境可是低碳关键!(3)

室外绿色照明

“绿色照明”是20世纪90年代提出的照明领域的新方针,它是从节约能源、保护环境的角度提出来的。美国环保局于1991年提出了绿色照明和有关计划,并积极付诸实施,多年来取得了显着成效,并得到了联合国和世界众多国家的关注。

我国对节约能源十分重视,在照明领域的节能也进行了很多工作。中国照明学会1990年组织撰写了《未来十年照明节能预测》的报告,对20世纪最后10年的照明节能潜力进行了研究分析,提出了技术措施和建议。原国家经贸委早在1993年开始把照明节能提到了能源、环境与经济协调发展的战略高度,放在资源节约工作的优先位置,并于1994年开始组织制定中国绿色照明工程计划,于1996年正式制定了《中国绿色照明工程实施方案》并着手组织试点和实施。

实施绿色照明的宗旨是要在我国推广高效照明器具,节约照明用电,建立优质高效、经济、舒适、安全可靠、有益环境和改善人们生活质量、提高工作效率、保护人民身心健康的照明环境,减少环境污染。

七、怎样创造良好的声环境

远离噪声的规划

在绿色住宅规划的过程中,应充分考虑噪声对居民的影响因素,使小区远离街区、繁华的道路、噪声污染严重的工厂厂区等。根据城市总体规划,按噪声等级合理分区,尽量使住宅区远离噪声源和高噪声区,避免邻近交通干线(包括机场和航线、铁路线等)穿行居住区。

在规划设计绿色住宅小区时要对环境噪声和住宅声环境进行预测,对噪声干扰进行预评价,考虑防噪措施,并作为住宅区建设项目可行性研究的一个方面,列为必要的基建程序,作为建设项目报批的内容之一。在住宅建成后,环境噪声是否达到标准,应作为验收的一个项目。

如果某些噪声是无法避免的,可以通过建筑物之间的合理搭配来减小噪声的污染程度。将不怕噪声的建筑物如商店、库房、车库、活动设施等置于近噪声一侧,作为阻隔噪声的屏障。

降低声源噪声辐射

降低声源噪声辐射是控制噪声根本和有效的措施。如交通工具、公共设施、生活设备等均采用低噪声产品,从声源上避免噪声的产生。如北京LG大厦结构施工中,为了将噪声的不良影响降到最低,混凝土输送泵布置在离居民区及国泰国饭店较远的建筑外大街一侧,并且在输送泵的外围搭设阻隔噪声的棚子。

噪声污染生态工程防护措施

充分利用生态工程绿化带对城市噪声的衰减、遮挡、吸收作用,将城市噪声控制在不适于影响人类生产和生活的范围内。

生态工程绿化带对噪声的削减作用取决于声源的形式、植物和气候条件。此外声源的强度、风速、风向、湿度、温度等也会对噪声的消减产生一定的影响。绿化植物的种类、植物的分枝高度、密度、搭配方式、常绿还是落叶也是影响噪声防护的因素。

另一个方法是设置声屏障。专为降噪设置的声屏障,过去一直因为经济因素(投资高和资金来源困难)未能在我国采用。近年来,随着我国经济水平的提高,由于高等级公路本身投资巨大和全社会环境意识日益增强,声屏障开始在我国被试点应用,且大有扩展的势头。但根据我国目前的情况,对于声屏障必须慎用,因为声屏障毕竟是耗资很大的,而降噪效果又是有限和有条件的。声屏障的降噪效果与道路高度、宽度和车道数、声屏障的位置和高度、路边住宅的距离和高度等因素有关,3m高的屏障对路边的高层住宅是没有什么降噪效果的。设置声屏障必须认真做好可行性研究和实际降噪效果预测工作。当前迫切需要制定有关标准,以规范声屏障降噪效果的测试和评价,并进而规范声屏障的设计。

八、植物对低碳建筑的贡献

微气候调节与节能

植物在白天特别是高温时段要进行剧烈的蒸腾作用,通过叶片将根部吸收的90%以上的水分蒸发到空中。经北京市园林局测定:1hm2阔叶林夏季能蒸腾250t水,比同样面积的裸露土地蒸发量高20倍,相当于同等面积的水库蒸发量。据测定,植物每蒸发1g水,就带走2260J热量。因此,降温效果十分显着。

从建筑周围环境来看,植物有调节温度、减少辐射的生态功能。在夏季,人在树荫下和在阳光直射下的感觉,差异是很大的。这种温度感觉的差异不仅仅是3~5C气温的差异,而主要是太阳辐射温度决定的。茂盛的树冠能挡住50%~90%的太阳辐射,经测定,夏季树荫下与阳光直射的辐射温度可相差30~40℃之多。不同树种遮阳降低气温的效果也不同。联合国环境署的研究表明,如果一个城市屋顶绿化率达70%以上,城市上空二氧化碳含量将下降80%,热岛效应将会彻底消失。热岛效应的缓解(大面积植被吸收太阳紫外线)可减少空调用电量,以减少发电厂CO2的发生量;保护作用可延长建筑物寿命,减少重建伴生的CO2的发生量。一座城市的屋顶面积,大约为整个居住区面积的1/5。被绿化的屋顶除了在夏天对室外环境具有十分明显的降温和增湿作用以外,还可以大大降低屋顶外表面的平均辐射温度MRT,从而进一步改善了城市的热环境。加拿大国家研究中心进行屋顶绿化节能测试后公布的数据表明,没有进行屋顶绿化的房屋空调耗能为6000~8000kW·h。同一栋楼屋顶绿化过的房间空调耗能为2000KW·h,节约了70%的能量,冬季能节省50%的供暖能源。

净化空气

植物具有放氧、吸收有害气体、滞尘、杀菌、释放负离子等一系列净化空气的作用。

植物可吸收二氧化碳,放出氧气。自然状态下的空气是一种无色、无臭、无味的气体,其含量构成为氮气78%、氧气21%、二氧化碳0.033%,此外还有惰性气体和水蒸气等。在人们所吸入的空气中,当二氧化碳含量为0.05%时,人的呼吸就感到不适;到0.2%时,就会感到头昏耳鸣,心悸,血压升高;达到10%的时候,人就会迅速丧失意识,停止呼吸,以至死亡。当氧气的含量减少到10%时,人就会恶心呕吐。随着工业的发展,整个大气圈中的二氧化碳含量有不断增加的趋势,这样就造成了对人类生存环境的威胁,降低了人类的生活质量。植物通过光合作用吸收二氧化碳放出氧气,是名副其实的“天然制氧机”。

植物可吸收有害气体。空气中的有害气体主要有二氧化硫、氯气、氟化氢、氨、汞蒸气、铅蒸气等。其中以二氧化硫的数量最多,分布最广,危害最大。在煤、石油等的燃烧过程中都要排出二氧化硫,所以工业城市的上空二氧化硫的含量通常是较高的。

植物可吸滞粉尘和烟尘。城市空气中含有大量的尘埃、油烟、碳粒等。这些微尘颗粒虽小,但其在大气中的总重量却十分惊人。工业城市每年每平方公里降尘量平均为500~1000t。这些粉尘和烟尘一方面降低了太阳的照明度和辐射强度、削弱了紫外线,对人体的健康不利;另一方面,人呼吸时,飘尘进入肺部,使人容易得气管炎、支气管炎等疾病,1952年英国伦敦因燃煤粉尘危害而使4000多人死亡,造成骇人听闻的“烟雾事件”。

植物,特别是树木,对烟尘和粉尘有明显的阻挡、过滤和吸附作用,称为“空气的绿色过滤器”。

植物可减少空气中的含菌量。城市中人口众多,空气中悬浮着大量细菌。园林绿地可以减少空气中的细菌数量:一方面,是由于有园林植物的覆盖,使绿地上空的灰尘相应减少,因而也减少了附在其上的病原菌;另一方面,许多植物能分泌杀菌素,使细菌数量减少。

植物有促进人体健康作用。根据医学测定,绿色植物能有效缓解视觉疲劳。在绿地环境中,人的脉搏次数下降,呼吸平缓,皮肤温度降低,精神状态安详、轻松。负离子氧可增加人的活力。

净化水体和土壤

城市和郊区的水体常受到工厂废水及居民生活污水的污染而影响环境卫生和人们的身体健康,而植物有一定的净化污水的能力。研究证明,树木可似吸收水中的溶解质,减少水中的细菌数量。

许多水生植物和沼生植物对净化城市的污水有明显的作用。每平方米土地上生长的芦苇一年内可积聚6kg的污染物,还可以消除水中的大肠杆菌。在种有芦苇的水池中,水中的悬浮物要减少30%,氯化物减少90%.有机氯减少60%,磷酸盐减少20%,氨减少66%,总硬度减少33%。水葱可吸收污水池中有机化合物。水葫芦能从污水里吸取汞、银、金、铅等金属物质。

植物的地下根系因能吸收大量有害物质而具有净化土壤的能力。有的植物根系分泌物能使进入土壤的大肠杆菌死亡;有植物根系分布的土壤,好气性细菌比没有根系分布的土壤多几百倍至几千倍,故能促使土壤中有机物迅速无机化,因此,既净化了土壤,又增加了肥力。并且研究证明,含有好气细菌的土壤,有吸收空气中一氧化碳的能力。

树木下的枯枝落叶可吸收1~2.5kg的水分,腐殖质能吸收高于本身含量25倍的水。1m2面积,每小时能渗入土壤中的水分约50kg。1hm2林木每年可蒸发4500~7500t水。

另外,相关研究表明,屋顶绿化可使直接的雨水流失量减少70%~90%。暴雨来临之际,还可有效缓解城市排水系统的压力。同地面绿地一样,屋顶绿化所收集的雨水资源也能够通过蒸发等途径进入自然的水循环系统中。

减噪

噪声会使人产生头昏、头痛、神经衰弱、消化不良、高血压等病症。

树木对声波有散射、吸收的作用,树木通过其枝叶的微振作用能减弱噪声。减噪作用的大小决定于树种的特性。叶片大又有坚硬结构的或叶片像鳞片状重叠的,防噪效果好;落叶树种类在冬季仍留有桔叶的防噪效果好;林内有植被或落叶的有防噪效果。

一般来说,噪声通过林带后比空地上同距离的自然衰减量多10~15dB。屋顶花园至少可以减少3dB噪声,同时隔绝噪声效能达到8dB。这对于那些位于机场附近或周边有喧闹的娱乐场所、大型设备的建筑来说最为有效。

保护生物多样性

绿化建筑环境是保护生物多样性的一项重要措施。植物多样性的存在是多种生物繁荣的基础,因而进行多植物种植,创造各种类型的绿地并将它们有机组合成为系统,是实现生物多样性保护必不可少的内容。例如,与地面相比,屋顶特别是轻型屋顶很少被打扰。这里环境优美、空间开敞,昆虫、鸟类均可以找到一方乐土。特别是拥有“空中森林”的城市就相当于在都市里为小动物建立了生存的大森林。

九、环境绿化设计

低碳建筑环境绿化可分为大环境绿化和小环境绿化两大类。前者包括居住小区绿地、居住区绿地,再到范围更大的城市区域绿地、城市绿地系统,甚至整个生物圈。后者主要是针对建筑单体楼前楼后的绿化。

原有植被的保护与利用

绿色植物与低碳建筑有着非常密切的关系。而原生植被处在地带性植被阶段,是最稳定的,因此能最大限度地发挥其良好的生态、经济及社会效益。长势良好的原有植被是名副其实的“原住民”,保留它们合情合理。

另外,在各地漫长的植物栽培和应用观赏历程中,其容易与当地的文化融为一体,形成具有地方特色的植物景观。甚至有些植物材料逐渐演化为一个国家或地区的象征,与当地建筑一同创造了独具地方特色的城市。

城市区域环境绿化

众所周知,绿地是改善城市环境质量最经济、有效的方法。单纯从生态学角度来看,城市内部及其周边的绿地越多,生态效应发挥越好。然而,除了自然规律外,我们还要考虑经济规律和社会发展条件。良好的城市区域生态环境是实现低碳建筑的基础和保证。

研究表明,插入城市中的绿地与该城市夏季主导风向一致的情况下,可将城市周边的新鲜凉爽的空气随风引入城市中心地区,为炎夏的城市通风降温;而冬季,在垂直冬季寒风的方向种植防风林带,可改善城市气候,起到为城市保暖的作用。通过对城市大气候环境的保护和改善,可以使得城市“冬暖夏凉”,从而降低建筑能耗。

城市热岛的结果之一是使热岛部位的热空气上升,四周的冷空气从下面补充,形成热岛环流,污染物向城市中心聚集。如果四周是产生清洁空气的绿地,那么人们就可以利用热岛环流改善城市空气质量。

热岛环流在低空造成的污染向市中心的集中现象提示我们:将城市或城市组团的面积划小,组团间用绿带隔离,可以减小市区空气污染的集中程度;城市组团中心布局大型“绿心”,可以分散市区空气污染的沉积范围。

此外,组团内部仍然需要布置一些绿地作为通风、排气的生态廊道,提供美化街景、遮荫避暑等服务功能,满足居民进行文化休憩活动的需要,并适当调节城市热岛效应一理想的城市绿地布局模式,最好能呈“绿网+绿心”格局。

节约能源的理想种植设计

现在树木的种植常出于纯粹的美学目的。而节约能源的种植则是将能源节省功能放在首位,然后再考虑美学等其他价值。我们的祖先很早以前就知道,栽植树木可使居住环境冬暖夏凉。住宅中大约有50%的能源消耗是用于室内的取暖和制冷。宾夕法尼亚州的一个研究表明,为活动住房遮荫的树木使制冷的成本降低75%。

种植树木阻挡阳光或寒风是使用能量制冷以及取暖之前必须了解的。制冷季节(夏季)树木的荫蔽可以带给室内舒适的感觉。通过阻挡照射到墙壁以及屋顶的阳光,树木可以防止房屋加热至超过周围环境的温度,或者一个特定区域的一般的空气温度。另外,树木的树荫可以防止周围环境吸收太阳热量。当阳光照射在房屋附近的地面以及道路上时,地面作为一个热量沉积的场所或者热量存储区域,在下午以及夜晚,将太阳能辐射转化为热能进行释放。而在取暖季节(冬季),可以通过植物遮挡寒风节约取暖能源。

制冷季节,东面、西面的植物遮挡阳光,南面的屋顶挑檐、门廊或植物(冬季落叶)将大量的太阳辐射热阻挡在外。取暖季节,北面的常绿乔木和灌木阻挡了凛冽的寒风。由于太阳高度角低,南面的挑檐、门廊等不会阻挡太阳光的照射,落叶及距离建筑足够远的植物不会阻碍建筑物对太阳光照热量的获取。

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