抓好建筑節(jié)能是控制溫室氣體排放的重要措施。為實現(xiàn)“美麗中國”,構建生態(tài)文明社會,推廣節(jié)能降耗的綠色建筑勢在必行。本文將美國綠色建筑評估體系LEED 標準、英國綠色建筑評價體系BREEAM 標準,以及德國被動式建筑標準Passivhaus Standard,與我國《綠色建筑評價標準》GB/T50378、《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求生態(tài)住宅(住宅)》HJ/T 351 的標準架構、測算工具、節(jié)能效能、環(huán)保效能等方面區(qū)別進行深入研究,由此提出對我國綠色建筑相關標準完善及推廣的建議。 1 相關標準概況 1.1 美國能源與環(huán)境設計先鋒標準LEED V4 2013 年11 月,美國《能源與環(huán)境設計先鋒》(Leadershipin Energy and Environmental Design, LEED)標準修訂版本V4(以下簡稱LEED V4)正式發(fā)布實施。LEED 自1998年首次發(fā)布以來已經(jīng)經(jīng)過多次的修訂,目前在國際上是最具有影響力的綠色建筑評價指標體系。 1.2 英國BREEAM 標準 英國是綠色建筑起步較早的國家之一,早在1990 年推出了世界上首個綠色建筑評價體系Building Research Establishment Environmental Assessment Method(BREEAM) ,對其他國家的綠色建筑評價體系有深遠的影響。目前BREEAM 體系累計認證2 250 910 個項目,遍布全球77 個國家。 1.3 德國被動式建筑標準Passivhaus Standard 德國被動式建筑標準是由被動式房屋研究所Passivhaus-Institut 于20 世紀90 年代建立。德國被動式建筑標準主張以被動式設計(如被動式通風、新風熱回收等)建造節(jié)能建筑,強調以極低的能耗獲得高質量的舒適度的低能源設計理念聞名于世。目前全世界已有近6 萬棟被動式房屋獲得認證。 1.4《綠色建筑評價標準》GB/T50378 《綠色建筑評價標準》GB/T50378(以下簡稱《綠建標準》)是我國第一部綠色建筑評價的國家標準,由原建設部于2006 年發(fā)布。修訂版本GB/T50378—2014 于2014年發(fā)布,并于2015 年實施。國家綠色建筑評價標準體系適用于各類民用建筑。目前全國綠色建筑標識累計認證4 314個項目,認證建筑面積達49 988 萬m2。 1.5《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求生態(tài)住宅(住宅)》HJ/T 351 環(huán)境保護部于2007 年7 月發(fā)布了環(huán)境保護行業(yè)標準《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求生態(tài)住宅(住宅)》HJ/T351-2007( 以下簡稱《環(huán)標生態(tài)住宅標準》)。環(huán)標生態(tài)住宅標準屬于中國環(huán)境標志標準系列,僅針對住宅建筑,按照產(chǎn)品生命周期所產(chǎn)生的環(huán)境參數(shù),設定的行業(yè)可達率為10% ~30%。 2 相關標準的比較 2.1 標準總體設計思路比較 2.1.1 體系設計 LEED V4 評分體系是按照各個分項打分加和,沒有權重,按照線性加和計得總分,但各大類指標沒有最低分要求,容易出現(xiàn)為了追求總分高而罔顧短板卻采取過多不必要的措施。BREEAM 評價體系對10 個指標類別分別評分(每個類別都有最低分值限制),每個指標類別都賦予權重獲得最后總分。《綠建標準》對七類指標進行評分并賦予權重以體現(xiàn)不同指標的重要性。除此之外,要求每一類評價指標需要滿足最低要求的控制項,而且要求得分不得低于40 分。這樣評價體系引導建筑設計考慮全方位的節(jié)能環(huán)保需求。 從體系完整性來說《綠建標準》和BREEAM 的體系框架和評分方式更加完整合理。《環(huán)標生態(tài)住宅標準》HJ357 體系設計思路與《綠建標準》類似,以基本要求和技術內容兩部分構成標準體系,基本要求是項目必須達標的前提條件,技術內容則是基于不用權重的6 類指標值,采用滿足基本條件加上技術內容指標評分來評價是否達標。 2.1.2 指標類別 《環(huán)標生態(tài)住宅標準》指標類別包含場地環(huán)境規(guī)劃設計、節(jié)能與能源利用、室內環(huán)境質量、住區(qū)水環(huán)境、材料與資源、創(chuàng)新6 類。同時根據(jù)住宅建筑的建設階段分為規(guī)劃設計和驗收兩個階段,未考慮運營維護階段要求。而LEED的指標類別除了包含節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材、室內環(huán)境,還考慮將運營維護的要求融入每一類指標中。而BREAM 評價體系最全面,基本涵蓋了節(jié)能性能、運營管理、健康和福利、交通便利性、節(jié)水、建材使用、垃圾管理、土地使用和生態(tài)環(huán)境保護9 類,是目前評價體系中最全面的一種,不僅考慮設計、運營維護不同階段需求,還將健康、垃圾管理分別單列一章,以體現(xiàn)其對人體健康、建筑污染物管理的重視。德國被動式建筑標準是其中“偏科”最嚴重的,側重于節(jié)能與能源利用,指標體系設計也都圍繞著供暖、制冷、氣密性、可再生一次能源四個方面。各評價體系指標類別對比情況請見表1。 2.2 測算工具對比 英國建筑研究院為BREEAM 標識申報提供了一系列有針對性的測算工具。以居住建筑能耗模型(The BREDomestic Energy Model, BREDEM) 和精簡版建筑能耗模型(Simplified Building Energy Model, SBEM) 使用最多。BREDEM 是英國建筑研究院開發(fā)的模擬計算程序,主要計算居住建筑的供暖、生活熱水、炊事、照明和家用電器等方面的能耗。 目前BREDEM 有計算年度能耗的和計算月度能耗的兩個版本。該研究模型主要功能是根據(jù)相同類型建筑的已有的能耗數(shù)據(jù),基于一般的居住人口密度,預測參評建筑的年均能耗、燃料成本和碳排放密度。BREDEM 的其他版本也可以根據(jù)實際的不同居住人口規(guī)模對居住建筑的年均能耗、化石燃料的成本和碳排放密度進行模擬和預測,這樣可以相對精確地預測居住建筑的實際運行能耗。SBEM 是英國政府推薦的建筑能耗的評價軟件。SBEM 由英國建筑研究院BRE 開發(fā),主要針對的是非居住建筑,以商業(yè)建筑為主。英國政府通過SBEM 對新建商業(yè)建筑碳排放強度的測算結果,來決定是否向該建筑頒發(fā)能效證書EPCs。 被動式房屋規(guī)劃工具Passive House PlanningPackage (PHPP) 是由德國被動房研究所(Passive HouseInstitute, PHI)開發(fā)的綠色建筑測算工具,被英國環(huán)保建筑協(xié)會AECB 低碳標準和德國被動式建筑標準指定為專門測量工具。PHPP 計算建筑的圍護結構熱工性能的U 值、能量平衡、通風系統(tǒng)的舒適性設計、建筑的供暖負荷和夏季舒適性等 。PHPP 為設計師和建筑師專門制定了Excel 計算表格。其核心是一張結構復雜的Excel 工作表,包括(年均或者月均)供暖能量平衡計算、能量分布、供電以及用電需求的計算等。PHPP 在歐洲用戶眾多,并且以可靠性和準確性聞名于世。相對BREDEM 來說,PHPP 更加復雜,要求更詳細的信息輸入,適合更加有經(jīng)驗的用戶操作。 而《綠建標準》和《環(huán)標生態(tài)住宅標準》,并未為使用者提供統(tǒng)一的測算工具,僅要求提供有資質的第三方模擬結果。對針對計算建筑熱冷負荷及不同暖通系統(tǒng)和設備的方案比較,負荷計算都在cad 的插件和其他能耗分析軟件中實現(xiàn)了,但是這些模擬報告中的負荷計算只是基于設計工況,并不能有效的分析在過渡季節(jié)或者部分負荷時的效率。
2.3 節(jié)能性對比 本文針對建筑耗能節(jié)能情況從建筑整體能耗和節(jié)能技術性措施等方面考慮建筑標準的節(jié)能性。首先,建筑整體能耗方面LEED 采用美國ANSIA/ASHRAE/IESNA 指定的“能效評價法”(Performance Rating Method),通過設置窗戶可開啟面積、圍護結構熱工性能、暖通系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等參數(shù)模擬建筑整體能耗,對比基準建筑和參評建筑的運行能耗,不加入可再生能源的抵消,得到總體能效等級。 英國BREEAM 的整體能耗也是基于能效比值“EnergyPerformance Ratio”的計算方法,設置氣候條件、建筑體型、朝向、遮陽、空調系統(tǒng)、圍護結構的熱工性能、建筑設備耗能等參數(shù),模擬得到基準建筑和參評建筑的運行能耗、一次性能源的消耗、CO2 的排放量,依照EPR 權重公式,得到參評建筑相對于基準建筑的能效比值,獲得建筑總體能耗減少量和溫室氣體排放量。德國被動式建筑標準的建筑能效要求依照不同的氣候分區(qū),強調對建筑構件能耗參數(shù)限值作不同規(guī)定,包括非透明圍護結構的最大傳熱系數(shù)U 值、窗外門和玻璃幕墻的最大傳熱系數(shù),通風系統(tǒng)的最小熱回收效率和最低濕度回收率,氣密性和可再生一次性能源(可再生一次性能源需求和可再生能源生產(chǎn))。 針對不能滿足建筑構件標準值要求的特殊低碳建筑,被動式建筑標準提出PHI 低能耗建筑標準,對建筑中的供熱、供冷、去濕、熱水、照明、輔助電力和電器產(chǎn)品的能耗限值。而我國《綠建標準》更多針對節(jié)能技術進行規(guī)定要求,對建筑整體能效模擬的效果性要求不多,可在自身基礎上對建筑整體節(jié)能標準進行完善?!董h(huán)標生態(tài)住宅標準》對于建筑整體能耗沒有模擬措施的要求或者模擬能效的效果性要求,僅要求計算采暖、空調和生活熱水的全年能耗以此計算建筑的總體能耗,而圍護結構的節(jié)能性僅要求滿足現(xiàn)行的國家標準,未做定量模擬或者計算要求,這點有待在后續(xù)修訂中完善。 節(jié)能措施方面,LEED 建筑標準提供了很多加分措施比如供暖通系統(tǒng)的設計選型和系統(tǒng)控制等措施,最具特色的節(jié)能性措施為建筑整體調試,調試對象包括建筑的暖通系統(tǒng)、照明自然采光系統(tǒng)、采光控制、生活熱水、項目場址內可再生能源系統(tǒng)以及圍護結構。而我國《綠建標準》也要求調試,僅限于施工階段機電系統(tǒng)的運行、運營階段公共設施的調試,沒有要求建筑整體調試,需要在之后的修訂過程中完善。 德國被動式建筑標準側重于被動式的建筑節(jié)能措施,強調以低能耗獲得高舒適性,通過采用被動式措施在最大程度上實現(xiàn)熱舒適性,強調降低主要能源消耗。被動式建筑標準的節(jié)能技術強調高氣密性的圍護結構,采用最少的熱橋以保證良好的熱絕緣性等被動式設計,比如將窗戶安裝在保溫層中可以將熱橋效應降低到最低以及保溫層包裹住部分窗框可有效降低熱損失,這樣建筑就僅需要較低的能耗就能實現(xiàn)同樣的熱舒適性。 而LEED 對建筑圍護結構未作詳細要求,同時對室內熱舒適性及空氣質量要求較高,所以需要以高能耗的措施以滿足標準要求,就難以避免出現(xiàn)獲得認證的建筑能耗高于未獲認證的建筑這樣尷尬的情況。我國《綠建標準》在節(jié)能措施方面提出很多技術性要求,比如能源的綜合利用、排風熱回收、蓄冷蓄熱技術、余熱廢熱回收利用等,具有很強的實操性?!董h(huán)標生態(tài)住宅標準》對建筑的節(jié)能技術規(guī)定要求不多,照明系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、能量轉換系統(tǒng)、能量輸配系統(tǒng)僅作定性要求,需要設置更多節(jié)能技術性措施條款引導建筑節(jié)能技術的采用。
2.4 環(huán)境保護效能對比 從建筑的全生命周期來看,設計選址、建材生產(chǎn)運輸、施工建造、運營維護、拆除處置5 個階段的活動,有可能產(chǎn)生諸如土地占用、礦石資源消耗、化石燃料消耗產(chǎn)生溫室氣體導致全球變暖和酸雨、熱島效應、土壤酸化、水體污染、固體廢棄物污染、噪聲污染等環(huán)境問題。對此,本文針對建筑可能產(chǎn)生的環(huán)保問題從以下方面考慮其環(huán)保效能:選址防治生態(tài)影響、環(huán)保建材生產(chǎn)運輸及回收利用、施工過程場地擾動及管理、施工廢棄物管理、提高能效以減少溫室氣體排放、減少水污染及水耗、減少固體廢棄物排放、減少光污染、減少噪音、拆除廢棄物處置。 除了德國被動式建筑標準,其他各評價標準都對建筑的環(huán)保效能作了規(guī)定,囊括減少場地擾動、提高能源效率降低溫室氣體排放、提高資源利用率減少污染排放等方面。表2 按照建筑的全生命周期中環(huán)境保護效能指標對5 項標準體系的環(huán)保性能進行對比。其中LEED 評價標準從可持續(xù)場址、能源與大氣、住區(qū)水環(huán)境、材料與資源、室內環(huán)境質量等方面提出環(huán)境保護相關指標共22 項,未涉及到噪音排放。BREEAM 評價標準特別針對生態(tài)影響、固體廢棄物、材料污染等方面各單列一類指標進行規(guī)定,涉及防治全球變暖、大氣污染物防治、水污染防治及降低水耗、材料資源利用、噪聲管理、固體廢棄物管理、生態(tài)影響、施工管理、建筑物拆建管理等方面,環(huán)境保護相關指標達28 項。 國家《綠建標準》在防治生態(tài)影響、建材環(huán)保性能及生產(chǎn)回收、施工管理、涉及防治全球變暖、大氣污染物防治、水污染防治及降低水耗、材料資源利用、噪聲管理、固體廢棄物管理等方面規(guī)定共29 項技術要求,具體規(guī)定非常詳盡,具有很強的實操性,對于建筑拆除階段的環(huán)境影響管理未作規(guī)定。《環(huán)標生態(tài)住宅標準》對環(huán)保效能的規(guī)定側重較多,總共30 項相關技術要求,特別是針對防治水污染和降低水耗部分,對不同用途的水可能的環(huán)境污染防治措施和要求都有詳細規(guī)定。但是該標準主要針對設計規(guī)劃和驗收階段,對于施工階段和拆除處置階段所作規(guī)定不多,有待完善。德國被動式建筑標準偏重于圍護暖通結構被動式設計實現(xiàn)節(jié)能降耗,而對建筑物各個階段對環(huán)境其他方面的影響未作相關規(guī)定,在環(huán)保效能方面表現(xiàn)較弱,故未列入表2進行對比。 3 啟示及建議 3.1 測算工具等技術支撐促進標準發(fā)展 目前以LEED、BREEAM、被動式建筑標準為代表的國外主流綠色建筑標準開發(fā)了豐富的測算工具、自評價工具、案例分析等輔助工具,比如被動式建筑標準提供了被動房屋規(guī)劃系列標準Passive House Planning Package,核心是計算圍護結構的傳熱系數(shù)(U)值、能量平衡、通風系統(tǒng)的舒適性設計、建筑的供暖負荷和夏季舒適性等,保證了標準學習和使用的準確性和可靠性,同時也促進標準的進一步完善。
3.2 政策法規(guī)采信影響標準實施效力 國家政策法規(guī)對標準的采信是直接綠色建筑標準實施效果的基石。美國LEED 標準雖是自愿性行業(yè)標準,但被美國《2005年能源政策法案》采納為測算標準,又是美國環(huán)保署和能源部項目Energy Star 能源之星的采信標準,所以在美國本土推廣實施比例很高。德國《節(jié)能法》指定采用被動房超低能耗建筑技術體系以達到德國零能耗建筑三階段實施計劃,故其在歐盟成員國內主要德語系國家的接受度很高。隨著我國綠色建筑的快速發(fā)展,更多采信《綠建標準》的政策法規(guī)將陸續(xù)出臺。 但目前仍存在著因激勵政策給予開發(fā)商的補貼仍未能彌補申請《綠建標準》三星標識的成本。而《環(huán)標生態(tài)住宅標準》屬于自愿性行業(yè)標準,政策采信及激勵未能跟上標準體系的發(fā)展。由此可見,我國綠色建筑標準的推廣實施仍需符合我國國情的政策法規(guī)采信以及激勵措施的支撐,才得以促進我國綠色建筑的健康發(fā)展,實現(xiàn)“美麗中國”的宏偉藍圖。 ( (轉自綠建之窗,作者:林文詩,葉凌,程志軍) |
|