在可持续发展的大背景下,与能源相关的问题,已占据了建筑环境的中心舞台,其理由非常充分:在全球能源消耗量中,有超过40%归因于建筑部门。在瑞士这个高度城市化的国家,与建筑相关的能源总支出占能源总支出至少50%的比例,是一个关键的可持续发展指标,而且,在某种程度上,也是目前环境污染的头号来源。这些能源支出是温室气体排放的主要来源,产生了大量废弃物,与建筑和基础设施建设的许多物质材料的消耗挂钩。如今,已有许多工具被用于估算和优化建筑层面的能源性能。
在可持续发展的大背景下,与能源相关的问题,已占据了建筑环境的中心舞台,其理由非常充分:在全球能源消耗量中,有超过40%归因于建筑部门。在瑞士这个高度城市化的国家,与建筑相关的能源总支出占能源总支出至少50%的比例,是一个关键的可持续发展指标,而且,在某种程度上,也是目前环境污染的头号来源。这些能源支出是温室气体排放的主要来源,产生了大量废弃物,与建筑和基础设施建设的许多物质材料的消耗挂钩。如今,已有许多工具被用于估算和优化建筑层面的能源性能。
然而,绝大多数的研究都集中于住宅建筑上,遗忘了行政大楼,或更加具有冲突性的商业中心建筑。关于商业中心的建筑能源消耗的信息更新不足,现有数据显示对这方面问题的重视程度明显不足。最近,有一项研究对瑞士的32个商业中心进行调查,试图填补这一研究空白。研究学者是瑞士洛桑联邦理工大学Sophie Lufkin等人,将研究成果发表在科研出版社2014年6月《Journal of Building Construction and Planning Research》(房屋建造与规划研究)英文期刊上。研究中强调,这些商业中心的电力、热力平均支出远比办公楼的高很多。因此,提高这部分的能源效率,需要制定和实施切实有效的措施。
如图一所示,这32个商业中心的用电总量比率为每年311-778kwh/㎡,每年556 kwh/㎡的用电量是行政大楼(105 kwh/㎡)的5倍多。影响这些数值的主要因素是商用制冷设备的效率和商业中心的规模。规模较小的中心,能耗指标更高,因为商业制冷的份额更大(图二)。此外,影响因素还有空调设备、照明类型和管理、气流和通风管理,还有厨房里使用电力的餐厅。研究表明,节能潜力非常依赖商业中心的规模。对于较大的商业中心(>10,000㎡的销售面积),主要的挑战是通风和空调;而较小的商业中心,照明和商业制冷是需要更加重视的方面。
图三中显示,32个商业中心的年耗热量介于21到222 kwh/㎡之间。影响加热能源指数的因素有建筑物的类型、年龄和大小、气流和通风管理、热回收装置(如,热泵系统)的类型、温度的高低和房屋要求(用户设定)。在瑞士纳沙泰尔的Marin商业中心(图四、图五)案例分析中,基于削减能源需求的战略,采用了以下措施,减少热量的要求:
•高质量的散热外壳(冬季减少热损失,夏天防止过多热量)
•根据需要控制空气流动
•从各种设施,特别是从商用制冷设施处进行热回收
•通过热激活混凝土板进行低温加热的分布和排放
•实现高性能的生产能力
这幢建筑是一个有呼吸的建筑(类似于国内的呼吸式幕墙设计),自然通风,白天光照充足。
为了尽量减少与人工广元和制冷挂钩的用电要求,采取了以下节能措施(包含但不限于):
•在商场和一些销售区域(专业零售商),尽可能使用自然光
•人工照明采用高效低能耗的照明灯具
•采用自然通风,采用被动夜间散热,来疏散白天积累在建筑中过多的热量
•有效利用蒸发式冷却塔进行自然冷却
•使用高效的制冷电器和生产设备
学者还具体介绍了建筑外壳的热学质量、热回收、安装热活化混凝土板、自然通风和被动式夜间散热,以及机械系统的优化等问题。学者通过这个案例,介绍了解决商业中心建筑能源消耗的种种措施,如此周到、详细的解说让人受益匪浅。(文章出自尔湾阅读)