文/北京交通大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院 肖仲豪 張澤群 何之淼 杜曉輝

0 引言

近年來，綠色建筑成為國內(nèi)外建筑師研究的重點(diǎn)，我國綠色建筑評價標(biāo)識項(xiàng)目持續(xù)保持強(qiáng)勁的增長態(tài)勢，截至2017年底，我國獲得綠色建筑標(biāo)識的項(xiàng)目數(shù)近5000。但是綠色建筑在實(shí)際運(yùn)營中室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計預(yù)期效果及使用者滿意度等成為各界關(guān)注的重點(diǎn)，也是我國綠色建筑發(fā)展中亟待解決和必須要回答的問題。

本文選取國內(nèi)1棟具有綠色建筑標(biāo)識的商業(yè)建筑與1棟普通商業(yè)建筑，分4個季度開展室內(nèi)環(huán)境測試和實(shí)際使用者滿意度調(diào)查，并將客觀環(huán)境參數(shù)與主觀滿意度有機(jī)結(jié)合進(jìn)行綜合分析和相關(guān)度研究，提取建筑環(huán)境中影響使用者環(huán)境滿意度的相關(guān)因素，將綠色建筑與普通建筑進(jìn)行對比，并分析各因素相互影響，探討被動綠色設(shè)計的實(shí)際應(yīng)用效果。

1 研究方法

1.1 案例介紹

本文選取國內(nèi)寒冷地區(qū)2棟商業(yè)建筑作為研究對象，1棟為經(jīng)美國綠色建筑評價體系(LEED鉑金級)認(rèn)證的綠色建筑，另1棟為普通商業(yè)建筑。2棟建筑功能均為教育、餐飲、服務(wù)，具體信息如表1所示。

1.2 客觀環(huán)境測試與評價標(biāo)準(zhǔn)

本文分4個季度對綠色建筑與非綠色建筑的室內(nèi)物理環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場測試，測試參數(shù)如表2所示。現(xiàn)場測試的環(huán)境參數(shù)包括室內(nèi)溫度、壁面輻射溫度、風(fēng)速、二氧化碳濃度、照度、噪聲與空氣相對濕度。測試地點(diǎn)為商業(yè)建筑中庭周圍人員集中活動區(qū)域。測試分首層、中間層和頂層同時進(jìn)行，各層布置多個測試點(diǎn)。普通建筑現(xiàn)場測試日期為2017年5月12日、7月8日、11月4日、12月27日，綠色建筑現(xiàn)場測試日期為2017年5月11日、7月9日、11月6日和12月28日?，F(xiàn)場測試時間段為上午10:00～12:00，下午14:00～16:00。

將4個季度綠色建筑與非綠色建筑室內(nèi)物理環(huán)境的測試結(jié)果與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對照，以驗(yàn)證被動綠色建筑技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。各室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量分項(xiàng)的評判依據(jù)如表3所示。

1.3 主觀問卷調(diào)查

本文對所選2棟建筑室內(nèi)環(huán)境的滿意度進(jìn)行多次調(diào)研，共收集392份有效問卷。各季度普通建筑與綠色建筑每次發(fā)放調(diào)查問卷約50份，以消除季節(jié)因素對人的心理影響，且盡量保證調(diào)查對象男女比例均衡，覆蓋各年齡段。

2 客觀物理環(huán)境調(diào)研數(shù)據(jù)分析

2.1 熱環(huán)境

在本次調(diào)研中，測得2種建筑各層四季的平均溫度基本滿足室內(nèi)平均16～28℃的標(biāo)準(zhǔn)要求，但夏季GB與CB室內(nèi)平均溫度均達(dá)28～44℃，超過了國家標(biāo)準(zhǔn)(見圖1)。在全年濕度四分位分析中(見圖2)，圖中黃色區(qū)域?yàn)閲覙?biāo)準(zhǔn)的人體室內(nèi)最適相對濕度30%～80%，可看出全年中GB中春季、夏季的濕度均在此范圍內(nèi)，秋季濕度也有25%在最適區(qū)間；CB則只有在夏季處于這一區(qū)間，其余均低于人體最適濕度，所以CB相比GB全年會有更長時間讓人感覺干燥難耐。

表1 測試調(diào)研的商業(yè)建筑基本信息

表2 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量測試參數(shù)、測試方法、時長及所用儀器

表3 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量評判依據(jù)

2.2 光環(huán)境

從光環(huán)境平均照度分布分析(見圖3)可看出，雖然GB與CB的光照情況起伏較大，但都處在適合普通視覺作業(yè)(Normal level)的國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)(國標(biāo)中將普通視覺作業(yè)的空間照明度劃分為3級:300～500lx，500～1000lx，1000～3000lx)，但是適合普通視覺作業(yè)的高照明度(≥1000lx)中，CB在秋季與冬季均未達(dá)標(biāo)。分析四季照度平均數(shù)(見圖4)也可看出，CB在秋冬季出現(xiàn)明顯光照條件減弱的趨勢。通過對比二者全年光照均勻度可發(fā)現(xiàn)，GB在春夏秋3季中均勻度都高于CB均勻度0.1～0.5(見圖5)，由此可知，在內(nèi)部光照中GB比CB更加均勻。結(jié)合建筑使用材料與內(nèi)部空間設(shè)計，發(fā)現(xiàn)由于綠色建筑使用的ETFE半透明膜棚遮陽材料調(diào)節(jié)了入射的光照，使GB的光照全年更均勻；且因GB室內(nèi)漫反射材料使用更為復(fù)雜，使室內(nèi)光環(huán)境體驗(yàn)更柔和。

圖1 2棟建筑不同季節(jié)不同時間段室內(nèi)溫度比較

圖2 2棟建筑四季濕度四分位分析

圖3 2棟建筑四季平均光照強(qiáng)度

圖4 2棟建筑四季照度四分位分析

圖5 2棟建筑四季光照均勻度

2.3 聲環(huán)境

對于室內(nèi)聲環(huán)境，二者均為商業(yè)建筑，噪聲源相似，人流量相當(dāng)。結(jié)合全年噪聲四分位分析(見圖6)可看出，在國家商業(yè)室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)的范圍下(70dB)，除秋季略微超出，GB全年基本滿足這一規(guī)定；而CB則全年均有超出這一范圍。同時，對比二者噪聲集中區(qū)間發(fā)現(xiàn)，GB在噪聲集中區(qū)間的最大值均低于CB噪聲集中區(qū)間的最小值。因此調(diào)研對比二者的建筑形體與材料構(gòu)造的區(qū)別，綠色建筑有巨大的中庭空間，該中庭體量是普通建筑中庭體量的數(shù)十倍，更大的內(nèi)部空間有利于降低聲音量級。

2.4 空氣品質(zhì)

在室內(nèi)空氣品質(zhì)方面，綠色建筑室內(nèi)的平均二氧化碳濃度全年均低于1000ppm，符合二氧化碳衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，而普通建筑在夏季未達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)；其原因是綠色建筑大面積的屋頂綠化，依靠植物光合作用降低了二氧化碳含量。綠色建筑的室內(nèi)相對濕度在春季和夏季均在30%～80%RH的標(biāo)準(zhǔn)之間，秋季也十分接近這一區(qū)間，但普通建筑僅在夏季滿足這一需求，原因是綠色建筑內(nèi)部采用大面積綠化，植物的蒸騰作用使室內(nèi)濕度維持在適宜范圍，而到了秋冬季，植物枯敗，其調(diào)節(jié)作用效果下降。

3 使用者主觀分析

對所選2棟建筑室內(nèi)環(huán)境的滿意度分季節(jié)進(jìn)行多次調(diào)研，調(diào)研內(nèi)容包括熱環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境、空氣質(zhì)量、通風(fēng)情況等。問卷采用的刻度標(biāo)尺為1～5，分別代表了非常不滿意～非常滿意，如圖7所示。

本文對比分析普通建筑與綠色建筑在各方面的滿意度，如圖8所示，綠色建筑除秋季熱環(huán)境外的各方面在滿意度上均優(yōu)于普通建筑。除冬季普通建筑的滿意度集中在“滿意”之外，其他情況下滿意度均集中在“很滿意”，其中綠色建筑在光環(huán)境方面接近甚至達(dá)到“非常滿意”，四季的評分分別為4.09，3.91，4.06，3.85。在炎熱夏季，綠色建筑在熱環(huán)境方面優(yōu)勢不大，甚至不如普通建筑，二者評分分別為3.45，3.55。同時在冬季人們對室內(nèi)環(huán)境的滿意度較其他季節(jié)偏低。在寒冷地區(qū)，冬季甚至春秋兩季，防寒的重要性不容小覷。

在物理環(huán)境客觀數(shù)據(jù)分析中，測得的數(shù)據(jù)表明，在熱環(huán)境方面綠色建筑稍遜于普通建筑，但人們?nèi)灾饔^判斷綠色建筑的熱環(huán)境優(yōu)于普通建筑，盡管秋季除外。由此可見，當(dāng)人們知道某建筑為綠色建筑之后，心理上會提高對此建筑室內(nèi)環(huán)境的容忍度。

本文對此進(jìn)行“您認(rèn)為此建筑是否是綠色建筑”和“請您為此建筑的室內(nèi)環(huán)境打分”的交叉分析，如圖9所示，除熱環(huán)境外，認(rèn)為自己所在建筑是綠色建筑的受調(diào)查者對室內(nèi)環(huán)境的評分均略高于認(rèn)為不是綠色建筑的受調(diào)查者。在熱環(huán)境方面，認(rèn)為是綠色建筑的受調(diào)查者和認(rèn)為不是綠色建筑的受調(diào)查者評分分別為3.36，3.28。從而證明，當(dāng)人們知道某建筑為綠色建筑之后，心理上會提高對此建筑室內(nèi)環(huán)境的容忍度。

圖6 2棟建筑四季噪聲四分位分析

圖7 問卷刻度標(biāo)尺

4 結(jié)語

筆者基于4個季度對綠色商業(yè)建筑與非綠色商業(yè)建筑開展室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量與使用者滿意度的測試調(diào)研，包括熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境、空氣質(zhì)量等，積累了近400份使用者主觀滿意度問卷，將不同季度綠色商業(yè)建筑與非綠色商業(yè)建筑室內(nèi)的客觀物理環(huán)境參數(shù)進(jìn)行對比，并結(jié)合主客觀測試結(jié)果展開綜合分析研究，得出以下主要結(jié)論。

1)2棟建筑在春、秋、冬3季室內(nèi)各層基本滿足室內(nèi)16～28℃的標(biāo)準(zhǔn)要求，但在夏季2棟建筑室內(nèi)溫度均高于28℃，無法滿足人體舒適性要求。全年在熱環(huán)境上相比普通建筑，綠色建筑并無明顯優(yōu)勢。

2)在春夏季中，2棟建筑光照區(qū)間都集中在1000lx上下，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。但在秋冬季，綠色建筑的室內(nèi)光照強(qiáng)度明顯高于非綠色建筑，且在500～1000lx的舒適范圍內(nèi)。非綠色建筑在秋冬季出現(xiàn)明顯的光照條件減弱趨勢，而綠色建筑全年都比較穩(wěn)定。綠色建筑在3季中照度均勻度都高于普通建筑。

圖8 2棟建筑物理環(huán)境滿意度比較

圖9 建筑使用者主觀意識與環(huán)境滿意度關(guān)聯(lián)性分析

3)綠色建筑噪聲區(qū)間為[60 d B，70 d B]，普通建筑為[65dB，74dB]，且綠色建筑噪聲集中強(qiáng)度分布的區(qū)間低于普通建筑。

4)綠色建筑室內(nèi)的平均二氧化碳濃度全年均低于1000ppm，符合二氧化碳衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，而普通建筑在夏季未達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。

5)除熱環(huán)境外，商業(yè)建筑主觀滿意度調(diào)研結(jié)果與客觀環(huán)境參數(shù)測試結(jié)果具有較強(qiáng)的相關(guān)性，基本符合室內(nèi)環(huán)境參數(shù)越好，使用者滿意度越高的規(guī)律。在熱環(huán)境方面，認(rèn)為是綠色建筑的受調(diào)查者和認(rèn)為不是綠色建筑的受調(diào)查者評分分別為3.36，3.28。從而證明，當(dāng)人們知道某建筑是綠色建筑后，心理上會提高對此建筑室內(nèi)環(huán)境的容忍度。