长沙理工大学 湖南长沙 410114
一、立项的背景和依据
绿色建筑背景：
当今时代建筑物发展迅速，绿色建筑是响应可持续发展的重要理念， 在当今的中国，开发商普遍把效率和利益排在第一位，忽视了建筑本应有的绿色理念和人文关怀。随着美国绿色建筑的发展和LEED制度的健全，绿色建筑逐渐在中国引起高度重视。比如2013年深圳正全力打造绿色建筑之都，各项节能低碳的绿色建筑已成为建设主力，从山苑的屋顶绿化，到园博园的太阳能发电，再到集人工湿地、水循环利用、太阳能等低碳技术于一身廉租房项目龙悦居，这些都深刻地说明深圳已开始大刀阔斧地走向了“绿色革命”的道路。再比如2012年12月13日，在湖南省召开的2012省地节能环保型住宅国家康居示范与住宅产业技术创新大会上透露出来一个消息，“十二五”规划期末，中国城镇新建建筑20%以上要求达到绿色建筑标准要求。
绿色建筑意义：
建国以来我国开始恢复基础设施建设，建筑业自上世纪90年代更是蓬勃发展，随着能源消耗、环境污染等方面的问题的日益突出，绿色建筑成为了建筑业的发展新方向，为了人类的可持续发展，推动绿色建筑发展减少能源消耗成为了目前建筑业首要任务。住宅产业化这种建造方式的出现为绿色建筑的发展又增加了新的契机，以产业化住宅为手段，更好的实现建筑的“绿色”，提高绿色建筑的节能标准。在我国的建筑业历史中也曾经掀起过住宅产业化发展的潮流，但是由于经济、技术等方面的差距两次契机并没有得到发展，目前住宅产业化在我国的发展已经取得了一定的成绩，但是发展过程中仍然存在着诸多制约因素，发展速度缓慢产业化的水平较低，并没有形成规模。
随着全球气候变化问题和能源危机问题的日益严峻，绿色发展与绿色新政正成为世界各国政府的政策选择。中国现今节能减排形势紧迫，加之城镇化速度加快，中国需要在各方面发展水平都相对较低的情况下快速发展绿色建筑，为经济持续快速提供保障。绿色发展的内涵虽然没有统一的标准，但是建筑物作为人民日常生活中最重要的生活和工作空间使得建筑行业成为了能耗较高的领域，因此如何促进建筑行业的节能减排，大力发展绿色建筑成为各国共同关注的话题。本文总结了绿色建筑发展政策制定、标准建立、市场发展、技术推广等方面的先进经验。分析了在发展绿色建筑的过程中存在的一些不足，如评估缺乏持续性、初期投资和运营成本分离、不确定性风险都制约着绿色建筑的进一步发展。我国在绿色建筑发展方面已经取得了长足的进展，初步的建立了绿色建筑的法律法规体系，建立了绿色建筑评估标准体系，在实践中获得了许多具有里程碑意义的成果，为绿色建筑的进一步发展奠定了基础，但在发展的过程中也存在着很多不可回避的问题。在分析中国这些现状的基础上本文提出了加强配套的经济激励政策、完善绿色建筑评估体系、充分发挥市场的基础性作用、加强社会各参与主体的绿色建筑意识等中国绿色建筑发展的政策建议，走出一条适合中国国情的绿色建筑发展道路。
以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，在利用天然条件和人工手段，创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。以美国为鉴，在全国，典型家庭每年花费约2150美元用于住宅能源账单，但LEED认证的绿色建筑家庭设计使用大约30％至60％的能源。在七，八年，典型的家庭住在一个家，这加起来成千上万美元的储蓄。室内空气污染物的水平通常比室外水平高四到五倍，而人们平均花费其室内时间的90％，平均的美国人暴露在不健康的室内环境中。LEED住宅单元通过显着改善这些环境健康因素为消费者提供重要价值。
绿色建筑家庭建成节能，确保他们可以舒适地加热和冷却与最少的能源使用。它们经过单独测试，以最大限度减少包线和管道泄漏，并将室内和户外用水量减至最低。
二、主要的研究内容和研究方法
为了完善对绿色建筑技术应用的研究，针对不同气候，本立项对几个具有代表性的典型地区通过查阅资料，应用百度知识，部分进行实地践察，进行了比较详细的深入了解，切身思考，交流讨论，所研究出适合我国各地区的绿色建筑技术。我们所研究的绿色建筑技术在不同的气候上应用，可以分为下面几个部分。
双循环地热系统和太阳能系统
地热电站是利用地下热水、高温岩体或蒸汽作一次能源的发电站。据估计，离地表5000米深度内所有异常热资源储量约为 1.45×10焦，相当于5×10亿吨标准煤的热值。直接利用地热井喷出的具一定压力的过热蒸汽送入汽轮机驱动发电机发电。卡林纳循环是分析外界冷热源对温度变化对系统动力回收效率和㶲效率的影响规律，并且分析在一定初始条件下系统各个设备的㶲损失和㶲效率。有针对性地改善系统的传热性能。将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用，以供其他热能设备利用。
而这种系统适合于温带大陆性气候，昼夜温差大，南疆干旱，光照长，少雨。干燥，冬冷夏热，气温日较差大，日照丰富，地热资源丰富的新疆地区，其这种地区的建筑可以通过双循环地热发电机进行发电，同时利用好太阳能，建筑材料可以采用防紫外线设计。
细血管三维辐射采暖制冷系统和地源热泵系统.
地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，热泵是利用逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方，通常都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，冬季把热量从地下土壤中转移到建筑物内部，夏季再把地下的冷量转移到建筑物内部，只是冬夏两季工作的温度范围不同而已。
毛细管网一般以水为介质输送能量，具有高效节能和高舒适度的特点。毛细管网可以与装饰层结合安装在顶棚、地面或墙面，均匀散布能量，就像皮肤中的毛细血管一样柔和地调节室内温度。使用者和房间表面之间的能量传递就通过辐射 的方式进行。因为热交换面积大，所以即使在热交换表面和室内空气之间温差较小的情况下也能进行很大的能量交换。供热时系统内水温只需28-32°C的低温热水。热交换的表面温度是绝对均匀的、且表面温度在欧洲标准容许的 29°C以下。毛细管网地板采暖系统的优点 高舒适度 由于毛细管网是由间距很小的平行毛细管均匀分布构成，热辐射交换面积特别大，地表基本没有温差，脚感更好！每个房间采用单独循环结构，故通过安装在房间内的温控器可单独控制各房间温度。
而这两种系统适合热带北缘，属热带季风气候，这里长夏无冬，光照率为50%～60%，光温充足，光合潜力高入春早，升温快，日温差大，全年无霜冻，冬季温暖，稻可三熟，菜满四季的海南岛地区。
水循环系统
循环水主要来源有屋面、不透水地面及道路、绿地3种。在这3种汇流介质中，地面径流雨水水质较差；道路初期雨水中COD通常高达3000-4000mg/L；而绿地径流雨水又基本以渗透为主，可收集雨量有限；比较而言屋面雨水水质较好、径流量大、便于收集利用，其利用价值最高。
而这种适合于那种大陆亚热带季风湿润气候，光、热、水资源丰富，三者的高值又基本同步。冬寒冷而夏酷热，春温多变，秋温陡降，春夏多雨，秋冬干旱。气候的年际变化也较大。湖南境内多年平均降水量在1200-1700毫米之间，雨量充沛，为我国雨水较多的省区之一。各地降水量大于1000毫米的保证率在90%以上；大于1200毫米的保证率有70-80%的地区，比如湖南地区。
风能系统
采用新型垂直轴风力发电机作为核心技术进行绿色建筑。新型垂直轴风力发电机采取了独特的设计理念，并采用了新型结构和材料，达到微风启动、无噪声、抗12级以上台风、不受风向影响等优良性能，可以大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统，具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点，也解决了太阳能发展中对电网的冲击等影响。
而这种适合于四季分明、雨热同季、昼夜温差大，冬季寒冷，夏季凉爽。大风是张家口市主要灾害天气之一，全市年平均大风日数为15到59天的地处京晋冀蒙交界处的张家口。
我们的主要研究方式有四种。
1）进行实地考察，我们最初打算去多个地区考察，但由于某些建筑的特殊性以及资金的问题，我们只参观了碧桂园。
2）设计绿色建筑房屋模型，开展绿色建筑的更广泛研究，建立绿色建筑的模型，然后分析模型建筑的有效性，可行性，研究CO2在绿色建筑中的扩散速率；以及绿化的总体成效，探究其是否真的做到节能环保绿化，以达到我们所研究需要的目的，从而验证绿色建筑技术的可行性。
3）通过网络百度，文献查阅，结合不同气候，对国内现有的绿色建筑进行研究总结，借鉴其可行性绿色建筑的技术和具有代表性的绿色建筑及适用于其的特色系统，了解比较全面的绿色建筑技术，为我们实践研究提供扎实的基础，为本立项提供直接借鉴与参考。
4）将不同地区，不同气候，不同资源进行对比，最终得出最适合该地区的绿色建筑方案。
三、研究的进展情况
我们通过在网上查找不同地区的气候，通过思考讨论研究得出适应该地区的绿色建筑材料以及绿色建筑方案。以下举几个例子：
例一：
新疆地区是温带大陆性气候，其气候特点是昼夜温差大，南疆干旱，光照长，少雨。干燥，冬冷夏热，气温日较差大，日照丰富，地热资源丰富。于是我们便设想类似新疆这样气候的地区的建筑可以通过双循环地热发电机进行发电，同时利用好太阳能，建筑材料可以采用防紫外线设计。下图为一种双循环地热发电机的示意简图和一种能利用太阳能的绿色建筑示意图。
例二：
海南地处热带北缘，属热带季风气候，这里长夏无冬，光照率为50%～60%，光温充足，光合潜力高。海南岛入春早，升温快，日温差大，全年无霜冻，冬季温暖，稻可三熟，菜满四季。于是我们设想以岩土体为冷热源，由水源热泵机组，地埋管换热系统，智能照明系统，和建筑物内系统组成的供热空调系统作为海南地区绿色建筑的核心技术。冬季，毛细管内流淌着较低温度的热水，均匀柔和的向房间辐射热量；夏季毛细管内流动着温度较高的冷水，均匀柔和的向房间辐射冷量。由于毛细管席换热面积大，传热速度快，因此传热效率更高，所以也可以用毛细血管三维辐射采暖制冷系统来调节建筑的温度。下图为地源热泵系统模拟图和毛细血管三维辐射采暖制冷系统示意图。
例三：
湖南为大陆亚热带季风湿润气候，光、热、水资源丰富，三者的高值又基本同步。冬寒冷而夏酷热，春温多变，秋温陡降，春夏多雨，秋冬干旱。气候的年际变化也较大。湖南境内多年平均降水量在1200-1700毫米之间，雨量充沛，为我国雨水较多的省区之一。各地降水量大于1000毫米的保证率在90%以上；大于1200毫米的保证率有70-80%。于是我们设想利用水循环系统作绿色建筑来解决水资源气候分布不均的问题。循环水主要来源有屋面、不透水地面及道路、绿地3种。在这3种汇流介质中，地面径流雨水水质较差；道路初期雨水中COD通常高达3000-4000mg/L；而绿地径流雨水又基本以渗透为主，可收集雨量有限；比较而言屋面雨水水质较好、径流量大、便于收集利用，其利用价值最高。下图为几种循环水利用示意图。
例四：
张家口市地处京晋冀蒙交界处，有“塞外山城”之称。张家口市属大陆性气候，特点是四季分明、雨热同季、昼夜温差大，冬季寒冷，夏季凉爽。大风是张家口市主要灾害天气之一，全市年平均大风日数为15到59天。而风能是当今时代十分清洁且广泛的能源之一。于是我们设想在类似张家口这样多风的地区能够采用新型垂直轴风力发电机作为核心技术进行绿色建筑。新型垂直轴风力发电机采取了独特的设计理念，并采用了新型结构和材料，达到微风启动、无噪声、抗12级以上台风、不受风向影响等优良性能，可以大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统，具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点，也解决了太阳能发展中对电网的冲击等影响。
四、项目预期目标
主要技术经济指标：
（1）调查长沙市现有的绿色建筑，如长沙市碧桂园森林城市项目，还有查阅相关资料整理不同地区的绿色建筑并汇总分类。
（2）根据分类结果，经过数据分析，分析不同类型的绿色建筑在不同地方的节能环保效率，与非绿色建筑的效率进行比较。
（3）预测未来的绿色建筑发展方向，阐述在不同地区推广的适宜绿色建筑类型。
（4）预计在绿色建筑发展的必要性发表论文1篇。
应用前景：
实现建筑绿色目标，首先在于宏观战略上的思考。只有着眼于未来，才能实现建筑长期绿色，而不损害子孙后代的利益，当代的建筑只要作适当的结构调整或适当的装修即可为后代所用，而不成为负担。“建筑”作为一个古老的行业实现可持续发展，必须走“绿色建筑”之路。绿色建筑与自然和谐共生，将实现经济与人口、资源、环境的协调发展。实现建筑绿色目标，更体现微观具体建筑中。具体的现实的东西更具有现实意义．宏观战略目标是一个长期、艰巨而复杂的任务，但并不意味着在所有理论或技术问题未解决之前，我们将束手无策，事实上，我们完全可以立足于当前，在现有条件下，总结己有实践经验，发挥现有技术的潜能，适应经济技术发展，满足当前人们生活需要，这也是为了更好的持续发展。
绿色建筑的整个生命周期，都要尽可能提高自然资源和能源的利用效率，积极采用清洁能源和清洁技术，减少废弃物的排放。高效清洁使绿色建筑把提高资源能源利用效率和保护生态环境两大课题结合起来，以最低的资源和最少的污染，获得最大的经济、社会和环境效益。
绿色建筑兼顾了各个方面，是理想化的，但是由于目前面临的困难较多，没有具体的标准可用，也无现实具体的样板作参考，因此，要实现建筑的绿色，必需首先建立一个立足现实、着眼于未来的目标，从而将有型建筑与之比较，观察其逼近程度。
五、与预期目标相比存在的问题
在初期计划研究内容中，我们构想在所做模型中研究二氧化碳的产生和扩散速率，但实际情况下我们不可能办到首先缺乏资金对专业技术设备上的支持，模型的大小受限，会导致仪器无法放入，场地也受限，没有专业的实验室可以提供也导致无法进行该项实验。
另外，初期计划的研究内容有对太阳能光伏系统，还有地源热泵系统，将岩土体为冷热源，由水源热泵机组，地埋管换热系统，智能照明系统，和建筑物内系统组成的供热空调系统进行一个系统整体的研究。但在实地走访中，很难去研究和调查，许多也都是公司技术专利，不让外人参观。诸如地埋管换热系统由于其特殊性，我们也没法儿去实地观看考察。还有，由于本小组的立项命题有理论和实践相结合的特殊性，有些工作科技含量远远超越了我们现有的能力，还有实地走访会消耗很多时间，精力，毕竟我们还是在校大学生，学业还是有一定的繁忙，不可能选择走访许多地方，只能采取两个比较典型的地方，进行实地走访，同样也会使许多计划未能按期进行。
细化方向之后，我们的主要问题存在于队员之间的分歧，无法实地考察只能通过现有知识以及自己的想象来思考问题。而且学业繁忙，未能将说要典型地区都进行思考讨论，只选取了部分地区。由于我们的知识储备有限，我们也未能发表相应的论文，
绿色建筑目前还未能全面发展主要是因为如下原因：
支持绿色建筑发展的法律法规体系尚未建立
推动绿色建筑发展作为建筑节能工作的深化和延伸，但其工作依据仅为《绿色建筑行动方案》等国务院相关部委出台的部门规章，绿色建筑相关工作难以有效统筹协调各部门形成工作合力，相关政策执行力度降低。目前，江苏省和浙江省先后开展了绿色建筑的立法工作，分别颁布了《江苏省绿色建筑发展条例》和《浙江省绿色建筑条例》，天津市在修订后的《天津市建筑节约能源条例》中增加了绿色建筑的相关内容，通过制订或完善法律法规，使推动绿色建筑工作有法可依。
绿色建筑地域发展还不平衡
从目前绿色建筑评价标识项目的地域分布看，大部分项目主要集中在江苏、广东、山东、上海、天津、河北、浙江等经济发达的东部沿海地区，中西部等经济欠发达地区相对较少（见图5），发展还相当不平衡。但随着国家和各地的绿色建筑推动政策陆续出台，中西部地区的标识项目数量增速加快，不同地区间的不平衡趋势有所减弱。
绿色建筑运行标识项目数量少
从目前绿色建筑评价标识项目的标识类型分布看，获得设计标识的项目数量较多，真正体现绿色建筑实际效果的运行标识项目太少，仅占总量的6%左右（见图6）。这一方面由于早期获得设计标识的项目数量较少，近年来才陆续达到竣工一年后申报运行标识的条件；另一方面，项目竣工后项目主体发生改变，特别是对于住宅建筑，项目主体由建设单位转变为物业管理单位，部分物业管理部门因管理水平有限无法满足申报运行标识的要求，或根本不清楚应该继续申报运行标识。当然，也存在部分项目申报设计标识仅仅是为了提高销售竞争力，在获得丰硕回报并完成销售任务后，并不再关心后期的实际落实情况，在施工阶段擅自变更图纸降低绿色建筑要求的现象屡见不鲜。这些因素导致绿色建筑“实际效果”显现不出来。
绿色建筑市场氛围尚未形成
目前，虽然有一些大型房地产企业制定了绿色建筑发展战略，并不断提高产品的绿色化水平和品质，获得绿色建筑标识的项目数量和面积也逐年迅速增加（见图7），但其他大部分企业往往将获得标识作为取得财政奖励、提高销售预期的主要手段，并未将其作为提升建筑品质的真正动力。从数量分布来看大部分标识项目也主要由大型房地产企业开发建设（见图8）。此外，由于运行案例较少，针对绿色建筑实际使用品质和节约资源效果开展的后评估不足，导致绿色建筑显示出的综合效益还不明显，加之对社会公众的绿色建筑理念宣传不够，阻碍了社会各界人士对绿色建筑实质内涵的正确理解，仅通过强调节能环保的责任并不能真正调动消费者购买绿色建筑意愿，以消费者为主体的绿色建筑市场环境尚未形成。
绿色建筑能力建设有待加强，咨询服务市场亟需规范
目前，绿色建筑设计、咨询、评审、运营管理等能力尚不能适应规模化发展的需要。一方面，由于国家尚未建立针对绿色建筑从业人员的职业资格认证制度，缺少针对设计人员的系统培训，设计人员对绿色建筑理念的理解不够，机械性套用标准的现象突出，创新意识不强。另一方面，具备丰富经验的专家明显不足，存在一些对标准的理解和把握不够准确的专家，使得评审尺度不够一致，难于保证项目评审质量。与此同时，权威机构开展的正规培训较少，社会上打着各种机构旗号、宣称代表从业资格、以赚钱为目的的培训名目繁多，质量难于保证，社会影响较大，培训市场有待整顿。近年来绿色建筑咨询行业迅速发展，咨询机构数量显著增加，但从事绿色建筑咨询的从业者往往缺少足够经验，且大多以编写和整理申报材料为主要工作内容，很少能够在前期介入并提供全过程咨询服务，咨询机构的真正作用无法体现。此外，由于没有针对绿色建筑咨询机构的准入门槛，咨询服务水平参差不齐（见图9），咨询市场亟需规范，这已成为影响绿色建筑质量的重要因素。
绿色建筑评价标识管理制度有待完善
目前的绿色建筑评价标识管理制度主要对标识申报程序、备案、公示、公告等相关工作进行了规定，一是缺少针对各级评价机构所评项目质量的有效监管机制，评审质量难于保证；二是对标识项目实施情况的监管有待加强，设计施工图中的内容最终并未落实的现象时有发生；三是对设计标识项目是否一定申报运行标识也缺乏约束，标识难于发挥应有的作用。
绿色建筑标准体系的执行办法有待明确
绿色建筑标准体系是引领绿色建筑技术进步、引导绿色建筑健康发展的重要依据。尽管我国绿色建筑标准体系在实践中不断发展和完善，但仍存在一些问题：一方面，评价标准始终是指导绿色建筑发展的主要标准，已颁布的设计和施工标准尚未起到相应作用，评价标准与其他标准的关系并不清晰；另一方面，某些地方标准为便于当地实施而在国家标准基础上降低个别指标要求，还有些地方标准不能充分体现地方特色。
既有建筑绿色改造工作开展较少
我国绿色建筑的发展主要针对新建建筑，旨在先从源头和增量上实现建筑的绿色化发展。但我国既有建筑面积目前已超过560亿平方米，这些建筑的能源资源消耗水平较高，建筑垃圾、建筑噪声和建筑光污染等问题也日益突出。针对既有建筑绿色改造已开始了相关探索，例如与棚户区改造、既有建筑节能改造等工作充分结合，建立推动既有建筑绿色改造的长效机制，力争从存量上实现既有建筑的“绿色化”，以及《既有建筑绿色改造评价标准》GB/T51141-2015的发布。
绿色建筑信息化管理与大数据分析能力尚未形成
目前，只有少数地区实现了绿色建筑标识项目的网上申报与评审，相关数据的采集方式还停留在人工手段，数据采集不够及时，且内容还仅仅局限在标识项目备案信息和强制执行项目完成情况的基本信息，数据统计与分析能力有限，信息获取与公布相对滞后，尚未开辟公众查询项目情况的公开渠道，衡量绿色建筑发展水平还仅仅依靠数量、面积等基本指标，科学性和实效性不高，很难适应“大数据”和“互联网+”时代。三总结综上所述，经过十年的努力，我国在绿色建筑推广方面取得了一定成绩，但也存在许多亟待解决的问题，为了使绿色建筑在今后能够发展的更快更好，不断提质增效，充分发挥其在节能减排方面的作用和优势，还需要国家和地方的行政主管部门，以及各类市场主体共同努力，突出工作重点，不断创新机制体制予以解决，为我国建筑行业的“绿色”发展做出积极贡献
随着可持续的发展，绿色建筑也在逐步发展。绿色建筑就是在全寿命期限内，能够使人与生态达到最大的和谐，能够达到真正的节能环保。绿色建筑作为可持续建筑在整个建筑中扮演了重要的角色。目前，可持续建筑发展迅速，但是在其在发展的过程中仍然存在建筑施工污染大，耗能多等问题。我国绿色发展中存在的问题，并根据我国建筑的实际情况提出有效的措施来解决这些问题，进而实现真正的可持续发展。
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指导老师：王季青
论文作者:陈曦泽,吕煜霖
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/17
标签：建筑论文; 标识论文; 系统论文; 东营论文; 项目论文; 地热论文; 地区论文; 《建筑模拟》2018年第24期论文;