黃 哲
(長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院,湖北 荊州 434000)
據(jù)國際能源機構(gòu)(IEA)全球建筑物跟蹤報告數(shù)據(jù),2021年,建筑物的運行占到了全球能源消耗的30%,碳排放則占能源部門總排放量的27%,其中8%是建筑物的直接排放,19%是建筑物中使用的電力和熱力生產(chǎn)的間接排放。如今,全球各國建筑最低性能標準和建筑能源法規(guī)的范圍和嚴格程度都在增加,在建筑中使用更高效和可再生能源技術(shù)的速度也在加快。如何更有效地降低消耗、減少污染,盡可能地避免建筑建造和使用過程對周圍環(huán)境造成影響,成為綠色建筑設(shè)計的主要目標[1-2]。基于此,各國也紛紛出臺了相應(yīng)的綠色建筑評價標準,以指導(dǎo)綠色建筑設(shè)計,旨在建筑設(shè)計過程中積極推廣低耗能、低排放的工藝技術(shù)措施,有助于減少污染、保護自然資源和防止環(huán)境劣化,同時,減少建筑運營商在水和能源上的支出,并提高人員生產(chǎn)力[3-4]。本文將重點介紹有關(guān)綠色建筑評價標準和各項指標內(nèi)容,為綠色建筑的設(shè)計提供指導(dǎo)。
為了建造對環(huán)境負責(zé)和節(jié)約資源的建筑物,世界上許多國家制定了評估建筑物環(huán)境性能的綠色建筑評價標準并付諸實施。大多數(shù)綠色建筑評價標準包含對節(jié)能產(chǎn)品、可持續(xù)材料和環(huán)境友好型建筑的指導(dǎo)方針[5],同時還提倡使用可回收材料和提升室內(nèi)空氣質(zhì)量。
第一個綠色建筑評價標準是1990 年在英國建立的建筑研究機構(gòu)環(huán)境評估方法。美國綠色建筑委員會在2000 年3 月首先提出了能源與環(huán)境設(shè)計領(lǐng)先體系。隨后幾十個綠色建筑委員會組成的聯(lián)盟,即綠色建筑委員會,逐漸發(fā)展成為與一個政府合作的組織,為建筑行業(yè)向可持續(xù)發(fā)展方向轉(zhuǎn)變提升指引。其中一些組織已經(jīng)建立了自己的一套綠色評價標準,如表1所示。
表1 世界各國主要的綠色建筑評價標準
其中,LEED 和BREEAM 系統(tǒng)不論是在國家甚至是國際層面都是最成功的,這兩個體系已經(jīng)被其他國家作為綠色建筑標準的典范。比如,LEED項目已經(jīng)在50 多個國家認證了10200 多個項目,總面積達18 億平方英尺。CASBEE 則覆蓋了4000 個項目和3000 萬人口,DGNB 在德國及國外認證了200 多個項目。同樣,我國頒布了一套綠色建筑評價標準,采用三星級的評價方法,共包含五項內(nèi)容,以達到“人與自然和諧共生的高質(zhì)量建筑”。
所有綠色建筑標準都有類似的目標:即在建筑的整個生命周期內(nèi),盡量減少新建和現(xiàn)有建筑對環(huán)境的影響。與傳統(tǒng)建筑項目相比,使用綠色建筑評價標準通常會增加初始成本,但減少了建筑的建造、運營和拆除對環(huán)境的影響。在整個建筑的生命周期中,在能源和水資源等方面的節(jié)約可降低后期成本,綠色建筑的能源效率可以提高30%,用水量可以節(jié)省30%~50%,建筑產(chǎn)生的固體廢物減少50%~90%。
綠色建筑評價標準對綠色建筑設(shè)計有指導(dǎo)作用,標準體系的指標內(nèi)容主要包括水資源質(zhì)量、場地設(shè)計、能源與環(huán)境、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等,下文將對以上指標的實際應(yīng)用進行介紹。
在LEED、BREEAM 和DGNB 等綠色建筑評價標準中,“節(jié)水與水資源利用”是一項重要的二級指標。一般可通過使用人數(shù)、次數(shù)、灌溉量和清潔量計算得到基準用水量與使用非傳統(tǒng)水源量,最終得到節(jié)水等級分數(shù)或百分比。美國LEED、英國BREEAM 和德國DGNB對水資源利用指標占總分的比重要求分別為11%、6%和2.3%,我國要求為8.3%。
美英德的綠色建筑評價標準對建筑節(jié)水功能提出了更高的要求,重點關(guān)注廢水和雨水的有組織排放,可見節(jié)水措施在綠色建筑設(shè)計中占有重要的地位。在設(shè)計過程中對于雨水的收集和水循環(huán)系統(tǒng),可采用雙管道來實現(xiàn),主要目的在于控制用水量,及時收集和處理廢水,合理進行水資源的二次利用。
在建筑設(shè)計過程中,“綠色”和“低碳”往往是兩個密不可分的概念。在美英德的綠色建筑評價標準中,將碳揭露指標權(quán)重占比確定為6.0%、9.0%和7.4%,而我國標準是基于碳足跡的概念,通過生命周期評價理論,確定了碳揭露指標整體評分權(quán)重為5.4%。生命周期評價理論是建筑碳足跡領(lǐng)域的一種有效的評價理論,可針對水泥、鋼材和預(yù)拌混凝土在生產(chǎn)過程中的物料和能源方面的消耗進行分析,要求綠色建筑設(shè)計過程中,通過實施建筑節(jié)能標準,降低建筑材料生產(chǎn)過程和投入使用過程中的碳排放,推廣新能源及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。
采用被動式保溫隔熱系統(tǒng)可調(diào)節(jié)建筑能源使用率。被動式能源利用措施,可在任何氣候下利用太陽能或者采用特殊建材吸收外界能量,降低供暖成本和減少二氧化碳排放(如圖1所示)。
圖1 碳排放占比
此系統(tǒng)只需安裝少量的設(shè)備,即可減少調(diào)節(jié)溫度所需要的成本。一般采用改變朝向、設(shè)置雙層玻璃、屋頂噴漆和通風(fēng)采光等方法,無需大量的電力支出,即可節(jié)省5%~10%的成本,同時設(shè)施維護成本也很低。具體的設(shè)計取決于太陽和風(fēng)的方向和強度,環(huán)境溫度、濕度等,不同的設(shè)計適合于不同的氣候。
“建筑節(jié)地與室外環(huán)境”是綠色建筑評價標準中的主要內(nèi)容之一,涉及到選址、安全性、排污和采光等方面的要求。其中有關(guān)節(jié)地項目的評價指標包括人均居住用地、容積率和土地使用效率等。對于居住建筑,需要防止設(shè)計過大的土地資源人均占有率,可通過增加綠化空間來提升舒適度,改善溫度和氣候等建筑的生態(tài)環(huán)境。對于公共建筑,綠色建筑評價標準支持通過設(shè)計較高的建筑容積率、開發(fā)地下空間和優(yōu)化設(shè)計布局。
室外環(huán)境方面,綠色建筑評價標準重點關(guān)注光線、噪聲、通風(fēng)和溫度等幾個方面。采用玻璃幕墻和光線放射率較高的材料容易造成光污染,安裝過強的夜間照明裝置也會引起人的眩光,導(dǎo)致安全隱患。環(huán)境噪聲方面,首先進行噪聲監(jiān)測,隨后可采取綠化設(shè)計和噪聲屏障等合理的隔音降噪措施。在通風(fēng)和溫度控制方面,標準中要求根據(jù)風(fēng)的方向、滲透等流體動力學(xué)知識,模擬不同的風(fēng)環(huán)境以完成合理的規(guī)劃和布局。此外,在屋面和道路等項目上采取遮陽降熱的措施,降低熱島強度。
本文介紹了綠色建筑評價標準的形成過程,并對水資源質(zhì)量、場地設(shè)計、能源與環(huán)境、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等指標體系的主要內(nèi)容進行了分析。在綠色建筑評價標準的指導(dǎo)下進行綠色建筑設(shè)計,不僅降低了建筑建造過程中對能源和水資源的消耗,還防止了大量溫室氣體造成的空氣污染,為推進建筑行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展作出了貢獻。