关键词:绿色建筑;评估;研究方法
我国现在正逐渐建立全面的小康社会,目前城乡结合发展的速度快、规模较大。但是随着而来的是生态环境问题和资源问题,在给人们建设家园的同时,如何有效的利用资源减少污染,是现在城乡结合发展的一个重要问题。把可持续发展的理念结合到建筑之中,发展我国绿色建筑[1]。
1.结合国内外绿色建筑体系对我国现状进行调研
目前我国主要围绕和推广绿色建筑,建立适合我国国情的科学绿色建筑评估体系。但是近几年很多国家都先后建立和制定了一种属于本地的绿色建筑标准评估体系,比如美国的LEED绿色建筑标准评估体系,日本也有属于他们的CASBEE等,之后近15个国家都在加拿大建立了GBC体系,比如德国有LNB《可持续发展建筑导则》、法国的ESCALE等等。在20实际末,我国的香港、台湾也推出了一套绿色建筑体系评估方法。这一系列绿色建筑评估体系大部分都是在民间机构推动下才能维持运转,美国的LEED商业化是最有代表性之一。但是日本的CASBEE是属于政府强行执行的标准,现今在已在名古屋、大阪等地区进行试点推广。
2001年7月我国出版了一套《中国生态住宅技术评估手册》,这属于我国大陆的第一个绿色建筑评估体系,随之我国也相继出了修订版各第三版。就在2003年8月,我国清华大学结合多种相关单位共同完成了《绿色奥运建筑评估体系》对我国的绿色建筑物进行了详细评价,表现出了我国建筑物在建造过程中怎样获取舒适的空间和合理是的使用能源等问题,其中还指出了占用能源、环境影响之间的矛盾,所谓的绿色建筑核心就是解决建筑物与环境之间的矛盾。对比我国内外绿色建筑物的评估标准从表1可以看出,
在所有评价内容上可以看出,评价体系都有场地环境、能源利用、材料和资源等多项内容。在不同的环境要考虑到建筑物是否可以改造、运行管理、创新设计等,然而上述内容中在具体分析中的分配并不一样。
(1)从框架设计上分析,主要有以下几种类型,设计指南型、评分表格型,还有一种为两种结合型、简单指标型,简单指标型主要实施在台湾地区。
(2)从阶段上划分,美国、香港、台湾三个地区的评价体系没有区分,而是GBTool、CASBEE,BREEAM,NABERS,GOBAS方面的评价出现了不同阶段,而且在内容上和重点方式上都有了不一样的设计。
(3)权重体系上来看,分析得到美国的LEED体系属于无权重的一种评价体系,包含了多级权重体系。
(4)生命周期上分析,因为地区的不同国家之间的数据库也会有所不一样。
但是,通过观察我国北京、上海、深圳等建设属于绿色建筑城市的发展现状来看,城市建筑业存在着运行耗能较高、建造材料消耗大等特点,而且在室内依然出现光线和空气品质差的情况[2]。
2.绿色建筑评估讨论
2.1Q-L评价体系的研究
Q-L评价体系能有效的把相关评分分为两种类型Q类和L类,Q所指的是建筑环境的质量和服务水平的综合统称;L表示能源、资源和环境的超出。绿色建筑属于建筑效益较高的建筑。根据多年研究表明,在建筑过程中Q的得分超过3的建筑就被表示为绿色建筑如图一所示。但是由于我国我国一些建筑项目具有特殊情况,还要结合实际情况来看,q分要在1-3之间,LR得分要在3-5之间这样的评估在我国才能算上绿色建筑。
图1,Q-LR评分
2.2权重体系研究
在绿色建筑体系研究中权重系统比较复杂,也是最重要的一点。所以我们使用综合AHP方法加上Delphi专家调查法对此项目进行了研究讨论,基于AHP的基础上,大量在网络上进行问卷调查,对我国大型建筑设计院、房地产开发商等多种单位采访了120多位专家进行了权重调查。在调查过程中发现了部分评价不同的建筑物得分差异不大,他们之间的离散度不是很大,不会对建筑物的评估造成“跨区”的影响[3]。
2.3技术专项研究
由于地域性的差异要考虑到气候、能源、水源等多方面的差别,要有针对性的对水源、能源、建材、用地等多项进行专题研究。在节能方面对不同的建筑物要突出节能效果,在维护结构节能效果上要参考建筑物能效对比的方式进行评估。建材全生命周期方面,根据我国目前国情结合实际用了,提出合理建筑环境法。通过清单模型对比验证方案的可行性。
结束语
我国目前处于城乡结合快速发展阶段,在发展过程中发现资源与环境形势严峻,实施绿色建筑能有效的实现健康、科学的发展。我国在发展的同时要有效合理的利用资源,减少环境污染,是现在我国发展的一个主要目标。把可持续发展的理念结合到建筑之中,发展我国绿色建筑,结合国外研究绿色建筑评估体系的基础上,针对我国建筑现状,制定完成的绿色建筑评估体系。
参考文献
[1]绿色奥运建筑课题组著.《绿色奥运建筑评估体系》[M].北京:中国建筑工业出版社,2013,12(5)116-117.
2l世纪人类共同的主题是可持续发展,对于城市建筑来说亦必须由传统高消耗型发展模式转向高效绿色型发展模式,绿色建筑正是实施这一转变的必由之路,是当今世界建筑发展的必然趋势。
绿色建筑是指为人类提供一个健康、舒适的工作、居住、活动的空间,同时实现最高效率地利用能源、最低限度地影响环境的建筑物。它是实现“以人为本”、“人——建筑——自然”三者和谐统一的重要途径,也是我国实施二十一世纪可持续发展战略的重要组成部分。
绿色建筑遵循可持续发展原则,体现绿色平衡理念,通过科学的整体设计,集成绿化配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术,充分展示人文与建筑、环境及科技的和谐统一。
绿色建筑具有选址规划绿色合理、资源利用高效循环、综合措施有效节能、建筑环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等六大特点,不仅可满足人们的生理和心理需求,而且能源和资源的消耗最为经济合理,对绿色环境的冲击最小。
20世纪60年代,美籍意大利建筑师保罗。索勒瑞(PaolaSoleri)把生态学(Eco1ogy)和建筑学(Architecture)两词合并为“Arology”,提出了着名的“生态建筑”(绿色建筑)的新理念。20世纪70年代,石油危机的爆发,使人们清醒地意识到,以牺牲生态环境为代价的高速文明发展史是难以为继的。耗用自然资源最多的建筑产业必须改变发展模式,走可持续发展之路。太阳能、地热、风能、节能围护结构等各种建筑节能技术应运而生,节能建筑成为建筑发展的先导。
20世纪80年代,节能建筑体系逐渐完善,并在英、法、德、加拿大等发达国家广为应用。同时,由于建筑物密闭性提高后,室内环境问题逐渐凸现,不少办公楼存在严重的建筑病综合症(SBS),影响楼内工作人员的身心健康和工作效率。以健康为中心的建筑环境研究成为发达国家建筑研究的热点。
1992年巴西的里约热内卢“联合国环境与发展大会”的召开,使“可持续发展”这一重要思想在世界范围达成共识。绿色建筑渐成体系,并在不少国家实践推广,成为世界建筑发展的方向。
30多年来,绿色建筑的由理念到实践,在发达国家逐步完善,形成了较成体系的设计方法、评估方法,各种新技术、新材料层出不穷。一些发达国家还组织起来,共同探索实现建筑可持续发展的道路,如:加拿大的“绿色建筑挑战”(GREENBUILDINGCHALLENGE)行动,采用新技术、新材料、新工艺,实行综合优化设计,使建筑在满足使用需要的基础上所消耗的资源、能源最少。日本颁布了《住宅建设计划法》,提出“重新组织大城市居住空间(环境)”的要求,满足21世纪人们对居住环境的需求,适应住房需求变化。德国在90年代开始推行适应生态环境的住区政策,以切实贯彻可持续发展的战略。法国在80年代进行了包括改善居住区环境为主要内容的大规模住区改造工作。瑞典实施了“百万套住宅计划”,在住区建设与生态环境协调方面取得了令人瞩目的成就。
二、课题研究的背景
绿色建筑和奥运结合的时间不长,但可持续发展思想与奥林匹克精神依然迅速地实现了和谐与统一。1996年美国亚特兰大奥运会中已开始尝试使用一些可再生性能源和高效交通措施;2000年澳大利亚悉尼奥运会中,绿色建筑的思想开始在奥运场馆及其配套设施的建设中有所体现。悉尼奥运会被认为是目前科技含量最高的一届夏季奥运会,而最能展现悉尼奥运会高科技含量的便是在世界范围内受到了广泛的关注和赞誉的绿色奥运村。这一项目的成功设计、施工与建设,现有绿色建筑技术评价体系(如澳大利亚的绿色建筑评估体系NABERS)亦功不可没,它是保证建造过程各环节充分体现可持续生态概念的重要措施。该项目的成功,不仅有利地推进了绿色建筑设计思想和设计理念的成熟与发展,而且为澳大利亚在世界范围内赢得了荣誉和尊重。
北京2008年奥林匹克运动会提出了绿色奥运、科技奥运和人文奥运的口号,如何使奥运建筑与园区建设能够真正实现“绿色化”的内涵,建成可持续发展的建筑与园区,是能否真正实现北京2008年“绿色奥运”的关键。在此背景下,“绿色奥运建筑评估体系研究”课题于2002年10月立项,为科技部“科技奥运十大专项”之一,课题汇集了清华大学、中国建筑科学研究院、北京市建筑设计研究院、中国建筑材料科学研究院、北京市环境保护科学研究院、北京工业大学、全国工商联住宅产业商会、北京市可持续发展科技促进中心、北京市城建技术开发中心等9家单位近40名专家共同开展工作,历时14个月。
“绿色奥运建筑评估体系”研究就是力图通过建立严格的、可操作的建设全过程监督管理机制,落实到招标、设计、施工、调试及运行管理的每个环节,来实现奥运建筑的绿色化。其具体研究内容为:根据绿色建筑的概念和奥运建筑的具体要求,制定奥运建筑与园区建设的“绿色化”标准,研究开发针对这一标准的、科学的、可操作的评价方法;研究能支持这一评估体系正常运行,可在奥运建筑从招标到运行管理的全过程中有效发挥作用的机制与政策,从而确保奥运建筑与园区建设的“绿色化”能得到高水平实现,从“绿色”与可持续发展上达到国际先进水平。
三、评估体系内容简介
1.全程监控、阶段评估
针对园区规划、业主招标、建筑设计至施工、验收和运行管理的全过程,在各个建设阶段通过科学的评估体系、评估手段及与之相适应的管理机制及质量保证体系,以确保奥运园区建设达到绿色和可持续发展的预期目标。按照全过程监控、分阶段评估的指导思想,评估过程由4个部分组成:
第一部分:规划阶段
第二部分:设计阶段
第三部分:施工阶段
第四部分:验收与运行管理阶段
针对上述不同建设阶段的特点和要求,分别从环境、能源、水资源、材料与资源、室内环境质量等方面进行评估。只有在前一阶段达到绿色建筑的基本要求,才能继续进行下一阶段的设计、施工工作。当按照这一体系在建设过程的各个阶段都达到绿色要求时,这个项目就可以认为达到绿色建筑标准。
2.QL评分方法
绿色建筑追求最小的能源、资源与环境代价,而获取健康舒适高效的建筑环境。这二者有时是彼此矛盾的。为清晰地对这二者的实际状况给出科学描述,本评估体系采用了Quality(质量)和Load(环境负荷)这两个指标。这种双指标方式与目前发达国家标准(如美国LEED)相比,解决了上述矛盾,更准确地刻划了被评估对象的绿色性。在具体评分时把评估条例分为Q和l两类:Q(Quality)指建筑环境质量和为使用者提供服务的水平;L(Load)指能源、资源和环境负荷的付出。二者综合起来即可对建筑物的“绿色”程度进行全面评价。
在考察建筑物的L(Load)品质时,没有直接采用L而是转化为LR(LoadReduction,建筑物环境负荷的减少)来评价,也就是说“建筑的环境负荷降低得越多,得分越高”,易于操作。然后,便可利用统一的5级评分制(此时L=5-LR)及与之配合的权重表,分别对不同类型的建筑的Q和LR进行评价。
根据评估项目在不同阶段的重要性,分别制定了相应的权重系数。参评建筑实际的Q/LR得分=∑(5分制得分×权重系数)。对于包含多类型建筑的园区,需由建筑各类型建筑的面积比乘以其相应的Q、LR得分情况,才为整个园区的综合评价结果。
参评建筑的Q/L评估结果可通过如图2所示的两维图表进行科学的描绘。
其中:
A区:很少的资源能源和环境付出和优秀的建筑服务品质,为最佳绿色建筑。
B区、C区:尚属于绿色建筑,但或资源与环境消耗太大,或建筑品质略低。
D区:高资源、能源消耗,但建筑品质不高。
E区:很多的资源能源和环境付出却获得低劣的建筑品质,一定要避免的建筑。
除了提供一张二维Q几图表之外,评估软件还能根据用户提供的建筑信息,生成一系列直观图表,向用户生动地展示参评建筑在不同层次的条目评估过程中体现出来的性能优劣。
四、主要创新
本课题主要创新如下:
1.从“绿色建筑”理念出发,针对我国具体情况,系统地提出我国绿色建筑的主要内容和重点,这不仅符合国际先进理念,还有突出创新。例如,强调项目论证的必要性,强调总量、规模和容积率控制;强调建筑的全生命周期分析,注重建材的可再生、可回用性:提出多种能源结构和使用方式下的评价方法,注重能源品位,提出能源的优化利用和梯级利用,注重降低能量转换系统的能耗,提倡热回收;综合考虑并评价建筑的直接污染和间接污染;重视水资源的综合高效利用与保护,强调分质供水与梯级利用、明确节水率与回用率的合理范围、强度用水安全性;对施工过程进行专门评价,提倡绿色施工和绿色管理;重视验收和运行管理,强调考核管理体制与激励机制、考核实际运行效果和实测统计数据。在此基础上提出全面实施“绿色建筑”的体系和框架。
2.得到一批绿色建筑定量化评价指标体系,包括:通过对近20个实际项目的调研和测算,提出了建材全生命周期评价的4个定量指标,即资源消耗、能源消耗、环境影响、本地化;建立了科学、客观和全面的建筑能耗定量评价指标体系,提出用建筑物耗热量、耗冷量指标评价居住建筑节能状况:提出与参考建筑比较的方法评价办公建筑节能:直接对体育场馆的围扩结构部分的热工性能和做法评价节能效果;提出基于能质系数的ECC指标评价不同供热空调系统及方式:提出TDC指标评价风机水泵等输配系统能耗;提出热回收能效比CEP指标评价新风热回收;提出照明能耗系数并结合灯具、照度、控制等全方位评价人工照明;采用了单位建筑面积污染物排放总量指标体系(C02、可吸入颗粒物、N0x、S0x等)和建筑排热评价指标体系,评价大气(直接或间接)污染及温室效应;
3.提出全过程控制的观点与相应的评估方法和实施指南。根据我国建设项目实施过程的特点,把评估体系分成四个阶段:规划阶段、设计阶段、施工阶段、验收与运行管理阶段。根据每个阶段的特点制定了相应的评估体系。通过对各个阶段的控制,保证最终绿色建筑的实施。这完全不同于国外(如美国的LEED体系)仅限于对最终项目的绿色评估。
4.提出用Q(Quality)—L(Load)双指标体系及权重体系对我国的绿色建筑进行评价。揭示了建筑建设过程在获取健康舒适的居住空间和占用能源资源、影响环境之间的矛盾,指出绿色建筑的核心是追求此矛盾的协调。
5.开发了一批与评估体系匹配的、可进行定量模拟计算、优化指导设计的软件。
五、评估案例—某综合体育训练馆(设计阶段)
1.基本情况说明
某综合体育训练馆,位于北京市某体育训练局东院东南角。训练局院的北面、南面、西面为城市道路,东面为城市规划路。建设场址南向面对人工湖,东侧贴临某居住小区,北面与网球馆及体操训练房相邻,西侧是一小学。
该建筑风格追求现代化、地域化、本土化的契合,整体造型突出体育建筑的气势,以大面积的金属百叶和纯净的实体墙面形成鲜明的对比,同时充分利用阳光,以减少后期运营成本。建筑面积为10968m2,建筑层数2层,建筑高度23.9m,主要结构类型为钢筋混凝土框架结构。建筑首层为举重训练馆,二层为篮球训练馆,一层夹层和二层夹层为办公室等其他功能房间。建筑设计充分考虑无障碍要求。
该建筑北侧面临训练局体操馆一侧设有硬质铺面的广场,并与建设用地东侧城市道路相通:西侧设置有4米宽车道,其与建设用地南侧城市道路相通,同时在建设用地西北角与训练局院内原有南北向主路相连。所有人流及车流将由此进入综合训练馆。综合训练馆北侧设有主入口。东侧及西侧各设有一处次入口。南侧设有三处辅助疏散口。
该建筑采用外墙外保温做法达到墙体节能要求。钢筋混凝土屋面保温采用30mm厚挤塑板保温材料。外窗窗框为铝合金断桥体系,玻璃采用6mm9mm6mm中空低辐射玻璃。
该建筑物中举重和篮球训练馆均采用过渡季可送全新风的双风机定风量全空气空调系统,其它功能小房间采用风机盘管加新风系统。空调系统等采用直接数字式(DDC)监控方式,并纳入楼宇自动化监控系统,利于节能。
该建筑外玻璃均采用双层中空玻璃隔绝外部噪声干扰。通风管道送排风机进、出口设消声器,满足室内外环境对噪声的要求。
该建筑正常照明光源主要采用三基色节能荧光灯,金属卤化物灯,所有高效节能气体放电光源均须配备低谐波高功率因数电子镇流器。
该建筑的生活给水由建筑物西侧院内给水管线引至室内,接至各配水点。生活热水采用地热水,由大院集中地热水供水管网供给,直接接入馆内用于淋浴热水。本工程雨污水分设系统,污水不含污染物,粪便污水经化粪池排入市政管道。屋面雨水经雨水斗汇集后排入院内雨水管道,室外雨水经雨水口收集后接入室外雨水管道。所有卫生器具配件均采用节水型。运动员浴室采用红外线感应冲洗小便器、红外线感应龙头洗脸盆及淋浴器。总供水干管上均设置水表,便于计量用水量。
2.总结
本综合体育训练馆主要为运动员训练之用,采用了一定的节能、节水措施,但并无特别突出之处,各评估点得分均在3分左右,表现平平;其综合评估结果在QL二维图中处于C区。
六、展望
后续的推广工作包括:
1.继续扩大建筑项目试评估工作。通过与北京市相关部门配合,准备今后以绿色奥运建筑评估体系为基础,对北京市一批在建项目进行评估,并从中总结经验,不断完善评估体系。
随着绿色建筑成为建筑业界主流趋势,各种绿色建筑评价体系在市场中日益活跃,而建筑节能实践面临着选择绿色建筑评价体系的困惑。本文以绿色建筑的核心-建筑节能为研究对象,通过对当前国内出现和使用的五个绿色建筑评价系统:BREEAM、LEED、CASBEE、绿色评价标识和DGNB在能源方面评价内容、分值权重和实施方法比较分析,探究它们对建筑节能策略的导向作用;并探讨如何发展完善我国绿色建筑评价标准中的节能评价。
【关键词】
绿色建筑评价体系;建筑节能;节能策略
【Abstract】
Withthetendencyofgreenbuildingasthemainstreaminbuildingindustry,aVarityofgreenbuildingassessmentsystemshasbeenemerginginthemarket.Itpuzzlestheselectionofsuitablesystem.Asenergyisthecoreissueofgreenbuildingassessment,thispapertakesitastheresearchobjectandcomparesthefivegreenbuildingassessmentsystems(BREEAM,LEED,CASBEE,GBALandDGNB)fromtheperspectiveofcontent,weightandimplement,andanalyzetheireffectsonthebuildingenergyuse.ItalsodiscusseshowtoimprovetheenergyassessmentinChinesegreenbuildingassessmentsystem.
中图分类号:TE08文献标识码:A文章编号:
引言
绿色建筑倡导节约资源,保护环境和改善环境舒适度,是社会可持续发展的必然选择,成为建筑界的主流发展趋势。而绿色建筑从计划,设计,施工,运营和拆除的全生命周期中,涉及到许多专业和知识系统,是一个复杂的系统工程。绿色建筑的实施需要绿色建筑评价体系的引导。绿色建筑评价标准则能够在这个过程中识别绿色机会,增强绿色特性;同时评价标准能够整合项目形成过程,减少人工,材料上的浪费,带来社会认可的环境和质量[1]。世界上许多国家在推行绿色建筑中推出各自的绿色建筑评价体系(见表1)。
表1国内外绿色建筑评价体系
这些绿色建筑评价体系在绿色和可持续性方面有相似的发展方向,在节约资源和环境保护方面有相似的评价内容,容易造成项目在选择评价系统时的困惑。随着中国建筑市场国际化程度的提高和市场表现持续活跃,这些在国际上认可度较高的评价体系在国内建筑市场上纷纷登台亮相。如LEED于2003年引入我国,目前已成为世界上除美国以外LEED认证项目最多的国家(根据GBCI官方网站统计)。然而绿色建筑建筑评价体系在构建过程中由于各国之间不同的气候,建造方式,法律法规和社会文化,评价体系对绿色建筑实践将会产生差别。由于建筑能耗占社会总能耗的30%,并且来自建筑的大量CO2排放造对于全球气候暖化负有不可推卸的责任,建筑节能成为绿色建筑的核心问题。在绿色建筑实践中遵从所选绿色建筑评价体系将影响到建筑的节能策略,和最终的节能效果。
绿色建筑评价标准在用能方面的分析
绿色建筑评价体系的建立通常是运用层级分析法(AHP)法确定框架内容和运用德尔菲法(Delphi)确定权重。能源问题一般在绿色建筑评价体系中处于第一层级或第二层级标。它的权重随评价体系的不同有变化。另外,能源说涉及的内容在评估体系中也有差别。本文针对国内市场应用的每个评估体系的概况和能源方面内容、层级、权重以及实施操作方面进行分析比较,从中可以看出绿色建筑评估体系的不同之处。
BREEAM
BREEAM是英国建筑科学研究院(BRE)在1990年推出的世界上第一个建筑环境评价体系,用于对新建和既有建筑的建造和管理。BREEAM根据建筑对环境在管理,健康,能源,交通,水,材料,垃圾,用地和生态,污染等九个方面的影响,设置102个得分项。最后的得分由每项的得分和方面的权重决定。根据得分百分比,建筑总体表现可以分为通过,良好,优良,优秀和极好。对每一类项目,都有最少项的要求。
BREEAM在能源方面的内容包括减少CO2排放,能耗计量,室外节能照明,低碳或零碳技术,节能冷藏,节能交通系统,节能实验室系统,节能设备,晾干空间等。BREEAM使用专家组讨论决定权重。分基准标准和项目标准两个层级。BREEAM(2011版新建建筑)在能源方面的权重为19%,它的能源评估采用英国建筑规范作为标尺来判定性能,评估方法是通过利用BRE的计算方法对能耗性能率评估。当建筑围护结构和建筑设备能效高时,有效用能的最高分15分,占总得分的14.7%。当建筑消耗CO2排放量等于可再生能源的产生量时,为净零碳。通过降低能耗,采用可再生能源,建筑的碳排放为负值,则可获得创新分值(见图1)。得分由比较建筑co2的因子与能效性能证(EPC)。EPC提供能量评估率,范围从A到G,A是最好,G是最差。两个建筑模型需要建立,一个是实际建筑,另一个是参考建筑。示范得分包括碳中建筑和纯零碳建筑。目的是促使建筑最小化运营用能要求,能耗和co2排放量。
图1BREEAMCO2减量评分示意图
建筑的能效性能通过模拟分析确定为三个方面:用能需求量,能耗量和CO2排放量,它们的权重分别为0.28,0.34和0.38。用能需求反映了建筑减少制热和制冷负荷需求,主要受围护结构的热损失和空气渗透影响;能耗量用于衡量建筑满足能量需求的效率,受建筑设备系统的效率影响。Co2排放量度量建筑满足运营能耗的co2排放量,受建筑围护结构热工性能,系统效能,燃料资源的影响。可再生能源的利用计算进这个参数。
LEED