根据上海建筑科学院的报告,我国建筑能耗占全国总能耗的40%,将消耗2015年全国可获得能源(预测)的一半!与此同时,年建筑面积还在以20亿㎡左右的速度增长。建筑施工也被认为是形成雾霾的四大原因之一。为了拥有一篇蓝天绿水,节能减排、发展绿色建筑势在必行。
新年刚上班,柴静的《穹顶之下》火了!相信看过的人对雾霾带来的危害都印象深刻,一时之间对高耗能企业的批判不绝于耳。殊不知,其实我们自身也是能源的消费者,也是雾霾的制造者之一。根据上海建筑科学院的报告,我国建筑能耗占全国总能耗的40%,将消耗2015年全国可获得能源(预测)的一半!与此同时,年建筑面积还在以20亿㎡左右的速度增长。建筑施工也被认为是形成雾霾的四大原因之一。为了拥有一篇蓝天绿水,节能减排、发展绿色建筑势在必行。
《国家新型城镇化规划(2014~2020)》提到,城镇绿色建筑占新建建筑的比重,要从2012年的2%提升到2020年的50%,是房地产行业的下一座金矿。万科、方兴、当代、朗诗等房企均早已涉足绿色地产(如图1)。下面,明源君通过对深圳万科中心等国内典型绿色建筑的分析,得出这类建筑的共性和达成要点。
图1 全国房地产开发商的绿色建筑项目分布
一、主动型绿色建筑将占主导地位
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。根据业界分析,绿色地产分为主动型和被动型。主动型的绿色节能技术类似于空调,室内凉快了,但是室外温度更高了。
表1 绿色地产的类型
来源:明源地产研究院根据公开报告整理
不过考虑到绿色地产不仅仅限于热的问题,因此在明源君看来,上述定义显得过于狭隘。通过对新能源、智能化技术、环保材料等的利用,以实现建筑的节能绿色将是未来地产发展的趋势。
绿色建筑评价指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理、运营管理7类指标组成。每类指标均包括控制项和评分项。为了便于理解,下面,明源君结合深圳万科中心、上海现代置业大楼、清华大学建筑设计研究院办公楼等具体的案例,对7类指标进行剖析,由于每类指标以下又分很多小指标,我们摒弃一些小指标,关注核心的较大指标,以资找到可以参照借鉴之处。
表2 绿色建筑各类评价指标的权重
注:1、表中“——”表示施工管理和运营管理两类指标不参与设计评价。
2、对于同时具有居住和公共功能的单体建筑,各类评价指标权重取为居住建筑和公共建筑所对应权重的平均值。
二、节地与室外环境
1、节约土地
(1)项目选址应符合所在地城乡规划,且应符合各类保护区、文物古迹保护的建设控制要求。
(2)场地应无洪涝、滑坡、泥石流等自然灾害的威胁,无危险化学品、易燃易爆危险源的威胁,无电磁辐射、含氡土壤等危害。
(3)场地内不应有排放超标的污染源。
(4)建筑规划布局应满足日照标准,且不得降低周边建筑的日照标准。
节约集约利用土地,评价总分值为19分。对居住建筑,根据其人均居住用地指标按表3的规则评分。
表3 居住建筑人均居住用地指标评分规则
对公共建筑,根据其容积率按表4的规则评分。
表4 公共建筑容积率评分规则
2、绿化用地
场地内合理设置绿化用地,评价总分值为9分,并按下列规则评分:
(1)居住建筑按下列规则分别评分并累计:住区绿地率:新区建设达到30%,旧区改建达到25%,得2分;住区人均公共绿地面积:按表4.2.1-1的规则评分,最高得7分。
表5 住区人均公共绿地面积评分规则
(2)公共建筑按下列规则分别评分并累计:绿地率按表6的规则评分,最高得7分;绿地向社会公众开放得2分。
表6 公共建筑绿地率评分规则
深圳万科中心的绿地化率超过100%,形式一个占地较大的公园(如图2),并完全对市民开放,成为市民散步、跑步、避暑、嬉戏的好去处。
图2
3、合理开发利用地下空间
表7 地下空间开发利用评分规则
4、室外环境舒适
(1)建筑及照明设计避免产生光污染;
(2)场地内环境噪声符合现行国家标准《声环境质量标准》GB 3096的有关规定;
(3)场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风;
(4)采取措施降低热岛强度。
深圳万科中心是悬索结构的建筑,最大连体跨度达50米,悬挑25米,这种像造桥一样的方式造房子,使得万科中心的建筑底部架空了9~15米,为局部微气候的形成提供了条件,实现室外完全自然通风(如图3)。
图3
5、交通便捷、公共服务完善
(1) 场地与公共交通设施具有便捷的联系;
(2)场地内人行通道采用无障碍设计;
(3)合理设置停车场所;
(4)能提供便利的公共服务;
6、场地设计尊重原有的生态
1)结合现状地形地貌进行场地设计与建筑布局,保护场地内原有的自然水域、湿地和植被,采取表层土利用等生态补偿措施;2)充分利用场地空间合理设置绿色雨水基础设施,对大于10h㎡的场地进行雨水专项规划设计;3)合理规划地表与屋面雨水径流,对场地雨水实施外排总量控制;4)合理选择绿化方式,科学配置绿化植物。
万科中心设计时,不仅对原来的草地没有破坏,而且提供了更多的绿地,不仅地面用做了绿地,房顶铺的也是绿草坪。在室外空间,万科中心尽量采用渗水铺装路面以加强雨水渗透,种植本地树种,利用各种与景观相结合的措施,如制备浅沟,渗透沟渠,生物滞留等方式减低雨水冲刷,保持当地水土环境的同时又减少灌溉用水(如图4)。
图 4
2012年建成的上海现代置业大楼是三星绿色建筑,该建筑大楼结构外体由钢结构建造,被爬藤类植物包围着,体现了城市绿色环保的理念,而且还在屋顶建造了大面积的蔬菜种植池,以及种植了大型果树,建造景观水池,种植水生植物(如图5)。
图5
三、节能与能源利用
(1)建筑设计应符合国家现行有关建筑节能设计标准中强制性条文的规定;
(2)不应采用电直接加热设备作为供暖空调系统的供暖热源和空气加湿热源;
(3)冷热源、输配系统和照明等各部分能耗应进行独立分项计量;各房间或场所的照明功率密度值不得高于现行国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034中规定的现行值。
1、建筑与围护结构
1)结合场地自然条件,对建筑的体形、朝向、楼距、窗墙比等进行优化设计;2)外窗、玻璃幕墙的可开启部分能使建筑获得良好的通风;3)围护结构热工性能指标优于国家现行有关建筑节能设计标准的规定。
万科中心的外遮阳体系,根据不同朝向设置可调、固定等方式。可动式外遮阳表面使用特殊复合材料(如图6),保护内层玻璃减少太阳能负荷及风力冲击。可转动式悬挂立面外遮阳系统不会阻挡窗外的海景及山景。
图6
进深控制在20米以满足75%的区域达到400lux以上的要求,开窗率高达30%的幕墙系统以保证自然通风及形成对流(如图7)。
图7
2、供暖、通风与空调
(1)供暖空调系统的冷、热源机组能效均优于现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189的规定以及现行有关国家标准能效限定值的要求;
(2)集中供暖系统热水循环泵的耗电输热比和通风空调系统风机的单位风量耗功率符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189等的有关规定,且空调冷热水系统循环水泵的耗电输冷(热)比比现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736规定值低20%;
(3)合理选择和优化供暖、通风与空调系统;
(4)采取措施降低过渡季节供暖、通风与空调系统能耗;采取措施降低部分负荷、部分空间使用下的供暖、通风与空调系统能耗。
3、照明与电气
(1)走廊、楼梯间、门厅、大堂、大空间、地下停车场等场所的照明系统采取分区、定时、感应等节能控制措施;
(2)照明功率密度值达到现行国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034中的目标值规定;
(3)合理选用电梯和自动扶梯,并采取电梯群控、扶梯自动启停等节能控制措施;
(4)合理选用节能型电气设备置。
万科中心采用智能照明系统,根据对照度的要求不同分区域、分点位进行智能控制(如图8)。
图8
4、能量综合利用
(1)排风能量回收系统设计合理并运行可靠;
(2)合理采用蓄冷蓄热系统;
(3)合理利用余热废热解决建筑的蒸汽、供暖或生活热水需求;
(4)根据当地气候和自然资源条件,合理利用可再生能源。
万科中心采用了冰蓄冷系统,及地板送风系统(如图9),前者有利于削锋填谷,降低城市电容负荷,改善热舒适性,后者则适应了灵活空间分隔,实现个性化送风,有效地提高通风效率和空气品质。
图9
在可再生能源利用方面,万科中心在屋顶铺设了太阳能光伏电池板(如图10),总发电量30万度,直接并入市政网,降低14%的总体能耗。太阳能热水用于泳池以及大厦淋浴、洗手之用。
图 10
清华大学建筑设计研究院办公楼铺设的太阳能光伏电池板则主要为设计楼的报告厅提供照明和电器系统的电能。同时,其还利用了深井水。因为设计小组认为,大地所蕴含的热量和温度是一个恒定、安全的可替代能源,从而使很值得利用的。目前,在对大地能量的应用中,深井水回灌技术是一种比较成熟的方案。
四、节水与水资源利用
1)应制定水资源利用方案,统筹利用各种水资源;2)给排水系统设置应合理、完善、安全;3)应采用节水器具。
1、节水系统
(1)建筑平均日用水量满足现行国家标准《民用建筑节水设计标准》GB 50555中的节水用水定额的要求;
(2)采取有效措施避免管网漏损;
(3)给水系统无超压出流现象;
(4)设置用水计量装置;
(5)公用浴室采取节水措施
2、节水器具与设备
(1)使用较高用水效率等级的卫生器具;
(2)绿化灌溉采用节水灌溉方式;
(3)空调设备或系统采用节水冷却技术;
(4)除卫生器具、绿化灌溉和冷却塔外的其他用水采用了节水技术或措施。
3、非传统水源利用
(1)合理使用非传统水源;
(2)结合雨水利用设施进行景观水体设计,景观水体利用水的补水量大于其水体蒸发量的60%,且采用生态水处理技术保障水体水质。
万科中心采用了全面的雨水回收系统,将屋面和露天雨水收集处理,并蓄积在水景池内,回用于绿化和补充景观水池水量的损失。设计中,还充分考虑了成本效益与实际的地形和景观相结合,如东侧屋面距离景观水池较远,在设计中就近设置雨水花园用于消纳雨水,节省投资的同事,达到了雨水回收的效果。
为了进一步提高水资源的利用,项目还将所产生的中水和污水也全部回收,通过人工湿地进行生物降解处理,以用作本地灌溉及清洗等其他用途,每日的水处理量达到100余吨,保证100%不使用饮用水来作为景观用水。
通过雨水回收系统和人工湿地系统,万科中心实现了雨水/污水全收集处理,节水达到50%(如图11)。
图 11
五、节材与材料资源利用
(1)不得采用国家和地方禁止和限制使用的建筑材料及制品;
(2)混凝土结构中梁、柱纵向受力普通钢筋应采用不低于400MPa级的热轧带肋钢筋;
(3)建筑造型要素应简约,且无大量装饰性构件。
1、节材设计
(1)择优选用建筑形体,根据国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2010规定的建筑形体规则性评分;
(2)对地基基础、结构体系、结构构件进行优化设计,达到节材效果;
(3)土建工程与装修工程一体化设计;
(4)公共建筑中可变换功能的室内空间采用可重复使用的隔断(墙);
(5)采用工业化生产的预制构件;
(6)采用整体化定型设计的厨房、卫浴间。
2、材料选用
(1)选用本地生产的建筑材料;
(2)现浇混凝土采用预拌混凝土;
(3)建筑砂浆采用预拌砂浆;
(4)合理采用高强建筑结构材料;
(5)合理采用高耐久性建筑结构材料;
(6)采用可再利用材料和可再循环材料;
(7)使用以废弃物为原料生产的建筑材料;
(8)合理采用耐久性好、易维护的装饰装修建筑材料。
万科中心对钢材、玻璃、地毯、竹等速生/可再生材料应用率达23%(如图12)。
图 12
六、室内环境质量
(1)主要功能房间的室内噪声级应满足现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB 50118中的低限要求;
(2)主要功能房间的外墙、隔墙、楼板和门窗的隔声性能应满足现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB 50118中的低限要求;
(3)建筑照明数量和质量应符合现行国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034的规定;
(4)采用集中供暖空调系统的建筑,房间内的温度、湿度、新风量等设计参数应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的规定;
(5)在室内设计温、湿度条件下,建筑围护结构内表面不得结露。
(6)屋顶和东西外墙隔热性能应满足现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的要求;
(7)室内空气中的氨、甲醛、苯、总挥发性有机物、氡等污染物浓度应符合现行国家标准《室内空气质量标准》GB/T 18883的有关规定。
1、室内声环境
(1)主要功能房间室内噪声级达到现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB 50118中的低限标准限值和高要求标准限值的平均值,得3分;达到高要求标准限值,得6分;
(2)主要功能房间的隔声性能良好;
(3)采取减少噪声干扰的措施;
(4)公共建筑中的多功能厅、接待大厅、大型会议室和其他有声学要求的重要房间进行专项声学设计,满足相应功能要求。
2、室内光环境与视野
(1)建筑主要功能房间具有良好的户外视野,对居住建筑,其与相邻建筑的直接间距超过18m;对公共建筑,其主要功能房间能通过外窗看到室外自然景观,无明显视线干扰;
(2)主要功能房间的采光系数满足现行国家标准《建筑采光设计标准》GB 50033的要求;
(3)改善建筑室内天然采光效果。
3、室内热湿环境
(1)采取可调节遮阳措施,降低夏季太阳辐射的热;
(2)供暖空调系统末端现场可独立调节。
4、室内空气质量
(1)优化建筑空间、平面布局和构造设计,改善自然通风效果;
(2)气流组织合理;
(3)主要功能房间中人员密度较高且随时间变化大的区域设置室内空气质量监控系统;
(4)地下车库设置与排风设备联动的一氧化碳浓度监测装置。
清华大学建筑设计研究院办公楼采用缓冲层的概念,在西向设计一面大尺度的防晒墙,这面由混泥土制成的防晒墙完全与建筑脱开,在夏季与过渡季节,可以完全遮挡西晒得直射阳光。同时防晒墙与建筑主体之间的空隙(4.5米宽)还有利于室内空气的流通(拔风作用)并可保证主体建筑室内的均匀天光照明。在冬季,防晒墙能有效的遮挡西北风,在阳光照度大的天气甚至还能积蓄热量而成为一个蓄热体,在建筑西侧形成一个热保护层,从而有效缓解外部气温对建筑内部的影响(如图13)。
图 13
同时,该建筑还采用了架空的“天棚式”设计,利用大开间办公室与北侧办公室之间的吹拔空间顶部空气的加热所产生的烟囱效应,在热压和风压的共同作用下,利用自然通风提供一个健康舒适的内部工作环境,并且达到建筑节能与改善室内空气品质的效果。此外,还值得一提的是,该项目将植被绿化系统引入了办公建筑,实现了节能与和自然接近的效果。
图 14
七、施工管理
(1)应建立绿色建筑项目施工管理体系和组织机构,并落实各级责任人;
(2)施工项目部应制定施工全过程的环境保护计划,并组织实施;
(3)施工项目部应制定施工人员职业健康安全管理计划,并组织实施;
(4)施工前应进行设计文件中绿色建筑重点内容的专项会审。
1、环境保护
(1)采取洒水、覆盖、遮挡等降尘措施;
(2)采取有效的降噪措施,在施工场界测量并记录噪声,满足现行国家标准《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB 12523的规定;
(3)制定并实施施工废弃物减量化、资源化计划。
2、资源节约
(1)制定并实施施工节能和用能方案,监测并记录施工能耗;
(2)制定并实施施工节水和用水方案,监测并记录施工水耗;
(3)减少预拌混凝土的损耗;
(4)采取措施降低钢筋损耗;
(5)使用工具式定型模板,增加模板周转次数。
3、过程管理
(1)实施设计文件中绿色建筑重点内容;
(2)严格控制设计文件变更,避免出现降低建筑绿色性能的重大变更;
(3)施工过程中采取相关措施保证建筑的耐久性;
(4)实现土建装修一体化施工;
(5)工程竣工验收前,由建设单位组织有关责任单位,进行机电系统的综合调试和联合试运转。
万科中心在施工中严格贯彻LEED认证对施工管理,以及材料使用的方针,主要包括以下4点:
(1)尽量使用本地材料,大大减少材料运送过程中的能源消耗;
(2)使用回收修复或再用的材料产品和装饰材料如钢材,飞灰水泥、梁柱、地板、壁板、门和框架、壁柜、家具等材料。降低对新材料的需求、减少废弃物的产生、同时降低建筑成本、节约能源并减少新材料生产过程所产生的环境影响;
(3)为了减少对不可再生材料的使用,施工中采用大量可再生材料(如竹子、羊毛、棉花等)、快生木材(生长周期为10年以下)以及获得国际森林管理委员会认证的木材;
(4)施工中有专门的管理小组,做到文明施工,制定建筑施工废弃物管理计划,制定材料分离的量化目标,回收并/或抢救建筑拆除和场地清理产生的废弃物,开辟专门的空间,用于回收废弃物,并要求按照类别分别进行回收。
八、运营管理
(1)应制定并实施节能、节水、节材、绿化管理制度;
(2)应制定垃圾管理制度,合理规划垃圾物流,对生活废弃物进行分类收集,垃圾容器设置规范;
(3)运行过程中产生的废气、污水等污染物应达标排放;
(4)节能、节水设施应工作正常,且符合设计要求;
(5)供暖、通风、空调、照明等设备的自动监控系统应工作正常,且运行记录完整。
1、管理制度
(1)物业管理部门获得有关管理体系认证;
(2)节能、节水、节材、绿化的操作规程、应急预案等完善,且有效实施;
(3)实施能源资源管理激励机制,管理业绩与节约能源资源、提高经济效益挂钩;
(4)建立绿色教育宣传机制,编制绿色设施使用手册,形成良好的绿色氛围。
2、技术管理
(1)定期检查、调试公共设施设备,并根据运行检测数据进行设备系统的运行优化;
(2)对空调通风系统进行定期检查和清洗;
(3)非传统水源的水质和用水量记录完整、准确;
(4)智能化系统的运行效果满足建筑运行与管理的需要;
(5)应用信息化手段进行物业管理,建筑工程、设施、设备、部品、能耗等档案及记录齐全。
3、环境管理
(1)采用无公害病虫害防治技术,规范杀虫剂、除草剂、化肥、农药等化学药品的使用,有效避免对土壤和地下水环境的损害;
(2)栽种和移植的树木一次成活率大于90%,植物生长状态良好;
(3)垃圾收集站(点)及垃圾间不污染环境,不散发臭味;
(4)实行垃圾分类收集和处理。
小结
当前,绿色建筑已经成为全球共识,中国绿色建筑发展迅猛。2011年,我国绿色建筑标识数量得到井喷式增长以后,2012年绿色建筑标识数量继续保持强劲增长态势,当年绿色建筑认证项目较2011年增长80%。与此同时,绿色住宅建筑的数量稳步快速增长,在2012年底占比达55%(如图15)。自2014年开始,政府投资的国家机关、学校、医院、博物馆、科技馆、体育馆等建筑,直辖市、计划单列市及省会城市的保障性住房,以及单体建筑面积超过2万平方米的机场、车站、宾馆、饭店、商场和写字楼等大型公共建筑,都将全面执行绿色建筑标准。万科实行“绿色建筑三步走”:第一是精装修,第二是住宅产业化,第三是真正意义上的绿色建筑。按照现在的发展趋势,下一步,应该是住宅建筑全面绿色化的时代了。
图15
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