同濟大學(xué) 機械工程學(xué)院暖通空調(diào)及燃氣研究所 王利珍
同濟大學(xué) 綠色建筑及新能源研究中心 譚洪衛(wèi)
近年來,全球氣候變化日益加劇,應(yīng)對氣候變化成為亟待解決的問題。而且 我國正處于城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的快速發(fā)展期,城鎮(zhèn)人口在逐步增加,城鎮(zhèn)建筑面積以極快的速度增長,同時還面臨著土地、資源、人口、環(huán)境等方面的嚴重制約。將可持續(xù)發(fā)展的理念融合到城鎮(zhèn)建筑的全壽命周期過程,即發(fā)展綠色建筑是必然的趨勢。
中國《綠色建筑評價標準》關(guān)于綠色建筑的定義:綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能,節(jié)地,節(jié)水,節(jié)材),保護環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。在中國,綠色建筑又定義為“四節(jié)一環(huán)?!盵1]。綠色建筑與傳統(tǒng)建筑的區(qū)別在于綠色建筑不僅僅孤立考慮建筑自身系統(tǒng),還要體現(xiàn)與周圍環(huán)境的和諧關(guān)系,以自然、生態(tài)、高效、循環(huán)為基本原則,結(jié)合考慮生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟、歷史文化、生活方式和適宜的技術(shù)等多種因素,因而綠色建筑又可稱之為綠色建筑體系。
2.1.1 國外綠色建筑發(fā)展概況
國外由于對綠色建筑的研究與實踐起步較早,尤其是近年來綠色建筑的形式和內(nèi)涵均有豐富和擴延,在綠色生態(tài)建筑的設(shè)計、施工、材料和設(shè)備等各個環(huán)節(jié)下功夫,在節(jié)約資源,資源再利用和再循環(huán)以及防止環(huán)境破壞等方面均有新進展,出現(xiàn)了生態(tài)房、生態(tài)村、植物建筑、新型太陽能建筑等新概念建筑,并加強了政策支持力度。美國一家較大的建筑公司,對所有建材的環(huán)境影響進行評測;英國約克郡一座辦公樓采用“自然通風(fēng)”設(shè)計降低能耗;德國多數(shù)大城市普遍有出售綠色建材的商店;日本政府為了鼓勵對新能源的使用,對住宅用太陽能發(fā)電推行補助制度,另外在保證生態(tài)空間、能源的有效利用、廢棄物的處理、關(guān)心人的健康,材料的選擇和規(guī)劃方面日本都有一系列的政策與措施。下面對美國、德國和日本的綠色建筑發(fā)展情況作一概述。
美國的綠色建筑發(fā)展經(jīng)歷了一個從無到有,逐漸重視的過程。美國早先的大多數(shù)商業(yè)建筑都缺乏最基礎(chǔ)的環(huán)保技術(shù)。從20世紀60年代開始,到70年代石油危機爆發(fā),迫使“最不注重環(huán)保”的美國人也開始注意到運用新科技節(jié)能的重要性。2000年加州能源危機和2001年“9·11”事件后,能源價格居高不下,促使美國綠色建筑發(fā)展逐漸高漲。美國一些州先后通過立法或政策宣言要求在政府建筑的建設(shè)中使用綠色建筑標準。如加利福尼亞州通過州政府的行政命令為公共建筑提供一個可持續(xù)的建筑準則,要求州政府建筑在選址、設(shè)計、建造、修復(fù)、運行和維護中成為節(jié)能、節(jié)水和節(jié)材的典范,提供一個健康舒適的室內(nèi)環(huán)境[2]。美國在發(fā)展綠色建筑的同時還開展了綠色建筑的評價與認證工作。美國綠色建筑協(xié)會制定了以自愿遵守為基礎(chǔ)的國家標準,即能源與環(huán)境設(shè)計導(dǎo)則 (Leadership in Energy and Environment Design,簡稱LEED)。
德國在建筑領(lǐng)域引起了一次綠色革命,德國政府制訂了規(guī)范而詳盡的政策,一方面大力推進建筑領(lǐng)域的綠色進程,一方面用健全的制度規(guī)范其發(fā)展。政府對綠色建筑建設(shè)的政策支持,通過經(jīng)濟杠桿的作用,撬動綠色建筑的發(fā)展,比如政府支持和鼓勵居民安裝太陽能裝置[3]。
日本的綠色建筑發(fā)展相對較早,日本政府從1993年開始陸續(xù)頒布了《環(huán)境共生住宅》和《新建政府辦公大樓綠色設(shè)計指南》等,國土交通省住宅局并于2002年頒布了《建筑綜合環(huán)境性能評價體系》,即CASBEE(Comprehensive Assessment System for Building Environment Efficiency)。日本的綠色建筑發(fā)展主要是以政府主導(dǎo)的方式完成的,不是實行“一般由市場機制解決、政府起引導(dǎo)作用”的模式,而是由中央政府、地方政府與開發(fā)商在住宅領(lǐng)域各負其責(zé)、互相補充。日本的綠色建筑評估體系是基于日本國情的考慮,從環(huán)境效率出發(fā),因而在日本得到廣泛應(yīng)用。
2.1.2 國外綠色建筑評估體系情況
美國、英國、日本、加拿大的綠色建筑評估體系[4]比較如表1所示。
近幾年來,中國在綠色建筑發(fā)展上做了大量工作,開展了綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)研究,設(shè)立了“全國綠色建筑創(chuàng)新獎”,組織實施了“低能耗和綠色建筑雙百工程”試點示范,在辦公建筑、高等院校圖書館、城市住宅小區(qū)、農(nóng)村住宅等建筑類型進行了綠色建筑的創(chuàng)作實踐并建成投入使用。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部從2005年起組織一年一度的國際綠色建筑大會,廣泛交流綠色建筑的相關(guān)政策管理和技術(shù)措施。我國已初步建立了《綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》、《綠色建筑評價標準》、《綠色建筑評價技術(shù)細則》,2010年還發(fā)布了《綠色工業(yè)建筑評價導(dǎo)則》、《建筑工程綠色施工評價標準》和《民用建筑綠色設(shè)計規(guī)范》,《綠色辦公建筑評價標準》等正在編制。各級地方政府也非常支持綠色建筑的發(fā)展,20多個省市因地制宜地出臺了當(dāng)?shù)氐木G色建筑評價標準,上海市還成立上海綠色建筑促進會,促進綠色建筑的發(fā)展和推廣。
表1 國際主要綠色建筑評估體系簡介
上海市在發(fā)展綠色建筑方面走在全國前列,市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會先后發(fā)布的文件有:《上海市綠色建筑評價標識實施辦法》、《上海市綠色建筑評價標識實施細則》、《關(guān)于組建上海市綠色建筑評價標識工作辦公室的通知》和《上海市綠色建筑評價專家組管理準則》。并明確了上海市綠色建筑評價標識工作辦公室為綠色建筑評價標識日常管理機構(gòu),組建了上海市綠色建筑促進會來承擔(dān)綠色建筑評價標識日常工作[5]。
“十一五”期間,上海市從新型建筑節(jié)能材料研制、民用建筑維護結(jié)構(gòu)保溫系統(tǒng)的開發(fā)、節(jié)能預(yù)制裝配式墻體開發(fā)應(yīng)用、新建建筑節(jié)能技術(shù)集成、既有建筑節(jié)能改造技術(shù)、可再生能源建筑一體化、廢棄物資源綜合利用、低能耗住宅建設(shè)模式等多方面進行研發(fā)創(chuàng)新,開展了“中心城區(qū)中小型公共建筑節(jié)能改善與示范”、“上海市公共建筑用能定額研究”等,設(shè)立了包括世博、虹橋和崇明的典型項目,培育了綠色建筑的相關(guān)專業(yè)機構(gòu)和專業(yè)人才。
上海市是第一批由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部批準從2009年底開始綠色建筑一二星級的評定,該項評定工作由上海市綠色建筑促進會和 上海市建筑學(xué)會組織開展,技術(shù)依托單位為上海建筑科學(xué)研究院(集團)有限公司。由全國綠色建筑項目區(qū)域分布圖可以看出上海的綠色建筑評價標識工作在國內(nèi)已處于領(lǐng)先地位。2010年度上海市一二星級“綠色建筑設(shè)計評價標識”項目11項,建筑面積合計約為64.34萬平方米。上海市建筑科學(xué)研究院綠色建筑工程研究中心辦公樓和張江集電港總部辦公中心改造裝修項目等4個公共建筑項目獲得綠色建筑運行標識[6]。
上海市不但積極推動單體綠色建筑,而且還確定虹橋商務(wù)區(qū)、臨港新城和崇明東灘生態(tài)城作為三大低碳示范區(qū),探索低碳示范區(qū)的建設(shè)模式。
虹橋商務(wù)區(qū)作為上海西進、聯(lián)動長三角地區(qū)的經(jīng)濟走廊,規(guī)劃到2015年,虹橋商務(wù)區(qū)86平方公里的范圍內(nèi),預(yù)計常住和就業(yè)人口將達到100萬左右。在空間形態(tài)規(guī)劃上,虹橋商務(wù)區(qū)將形成路網(wǎng)高密度、街坊小尺度、建筑低高度的鮮明形象特征。虹橋商務(wù)區(qū)還將強化多元混合功能,除了商務(wù)辦公,也能滿足購物、休閑、文化、娛樂等多方面需求,打造宜人、宜商、宜居的城市綜合體。上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會發(fā)布了《上海市虹橋商務(wù)區(qū)低碳建設(shè)導(dǎo)則》的通知,對建筑節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、環(huán)境、智能化系統(tǒng)、施工建設(shè)和運營管理分別作了詳細規(guī)定,為虹橋商務(wù)區(qū)建設(shè)綠色建筑、打造上海第一個低碳商務(wù)區(qū)奠定基礎(chǔ)。
東灘位于崇明最東端,土地面積86km2,地勢平坦,三面環(huán)水。啟動區(qū)規(guī)劃面積為12.5km2,東灘將建成生態(tài)示范區(qū),制定了“減少開發(fā)影響及促進東灘可持續(xù)性發(fā)展的策略”,包括可持續(xù)性框架、城市設(shè)計策略、物流策略、能源策略、水策略、廢棄物策略等內(nèi)容。城中的公共交通工具將使用清潔能源,使整個項目向“零碳排放”的目標接近[7]。
臨港新城位于上海東南端,規(guī)劃面積296.6km2,由主城區(qū)、重裝備產(chǎn)業(yè)區(qū)、物流園區(qū)、主產(chǎn)業(yè)區(qū)和綜合區(qū)5個功能區(qū)組成。臨港新城在基于單體建筑整個壽命周期評價的理論基礎(chǔ)上,形成了《臨港新城主城區(qū)碳排放評估框架體系與低碳規(guī)劃指標》,旨在打造宜居、宜商、宜游的綠色新城、生態(tài)新城。建設(shè)了滴水湖馨苑體育會所項目,獲得“國家綠色建筑設(shè)計二星標識評價”和“LEED銀級認證”,運行能耗降低65%,全生命周期碳排放減少50%。該項目主要采用的綠色低碳技術(shù)有:高性能圍護結(jié)構(gòu)體系,高能效比能源體系(地源熱泵+太陽能組合+冷凝熱回收),多技術(shù)集成的空調(diào)系統(tǒng)(毛細管輻射、泳池節(jié)能空調(diào)),深入挖掘節(jié)水潛力(雨水收集、中水回用、河道水利用、節(jié)水型衛(wèi)?。?,先進的節(jié)能照明體系(自然光照明,LED、節(jié)能照明,回路控制及人員感應(yīng)),動態(tài)能耗監(jiān)測與管理系統(tǒng)(量化指標,動態(tài)運行策略運行)。該項目成為臨港綠色低碳示范性項目,探索了新技術(shù)的運用、實踐與論證,最終轉(zhuǎn)化成可推廣的綠色建筑產(chǎn)品[4]。
上海市除了開展單體綠色建筑和低碳示范城建設(shè),還在經(jīng)濟適用房的建設(shè)中推廣綠色建筑技術(shù),“讓低收入群體也住得體面和舒適”,很多先進的綠色建筑技術(shù)都被應(yīng)用到經(jīng)濟適用房、配套商品房等保障性住房項目上。其中,上海大型居住社區(qū)江橋基地經(jīng)濟適用房 已被評為一星級“綠色建筑評價設(shè)計標識(住宅建筑)”,優(yōu)先讓低收入群體能夠降低能耗支出。
上海市還敦促通過“綠色建筑評價標識”(設(shè)計標識)的項目建成運營一年后參與“綠色建筑評價標識”(運營標識),以實現(xiàn)全壽命周期的綠色化。
在2011年的綠色建筑創(chuàng)新獎評比中,上海市獲得2個一等獎(占一等獎總數(shù)的50%)、3個二等獎(占43%)和2個三等獎(占25%),由此可見對上海市綠色建筑的高度評價[8]。
上海城市地理環(huán)境多為平坦無丘陵高山、地質(zhì)為軟土地基,典型的夏熱冬冷氣候,冬夏兩季主導(dǎo)風(fēng)向分別為東南風(fēng)和西北風(fēng),城市人均公共綠地12.51m2,綠化覆蓋率38%。全年70%的雨量集中在5-9月。上海市太陽能資源為4658MJ/m2,風(fēng)能資源為50-100w/m2,城區(qū)內(nèi)河面率為10.1%。上海市是國際金融中心,城市家庭人均可支配收入26675元,居民消費性指數(shù)人均為19398元[9]。
根據(jù)對上海市獲得二星級“綠色建筑評價標識”的部分項目進行分析,對比在節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材方面所采納綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用比例情況,見圖1~圖4。室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量方面主要是注重自然通風(fēng)、隔聲、減震、可調(diào)節(jié)外遮陽以及日照條件,運營管理方面主要是智能化系統(tǒng)設(shè)計,居住建筑一般設(shè)置電話及網(wǎng)絡(luò)布線、火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)、電梯監(jiān)視控制、設(shè)備管理、廣播、車庫管理系統(tǒng)、廚房內(nèi)燃氣泄漏報警器、大堂和電梯廳等區(qū)域安裝閉路監(jiān)視系統(tǒng),公共建筑還注重設(shè)備管理系統(tǒng)如空調(diào)設(shè)備控制和照明控制等。
圖3 各項節(jié)水與水資源利用技術(shù)的應(yīng)用情況
圖4 節(jié)材與材料資源利用技術(shù)的應(yīng)用情況
由圖1~圖4可以看出在上海地區(qū)適宜采用的綠色建筑技術(shù)有:緊鄰公交站點、合理利用地下空間、圍護結(jié)構(gòu)(外墻保溫、節(jié)能門窗)、高效設(shè)備和系統(tǒng)、使用高效節(jié)能燈具、透水地面、節(jié)水器具、雨水回收利用、優(yōu)質(zhì)管網(wǎng)系統(tǒng)、預(yù)拌混凝土、土建和裝修一體化設(shè)計、高效綠化噴溉、智能化系統(tǒng)、綠化用水分項計量等。
1)上海市綠色建筑技術(shù)標準體系有待建立。目前綠色建筑評價標準在多項專項條文上主要是從全國氣候條件考慮的,在一定程度上局限了標準規(guī)范的適用性?,F(xiàn)行的綠色建筑評價標準主要針對的是居住建筑和公共建筑的評價,其中公共建筑沒有細化建筑類別,更沒有考慮如學(xué)校建筑、醫(yī)院建筑等其他公共機構(gòu)類型建筑的用能特性。上海市還缺少適應(yīng)本地氣候特征和資源條件的技術(shù)體系,相關(guān)單位應(yīng)及時總結(jié)上海市的綠色建筑成功經(jīng)驗,進行技術(shù)路徑設(shè)計和綠色建筑技術(shù)增量成本分析,將適宜技術(shù)在上海市推廣應(yīng)用。
2)缺乏綠色建筑經(jīng)濟激勵制度。目前,上海市在新建建筑節(jié)能、既有建筑節(jié)能改造與可再生能源建筑應(yīng)用等方面有財政支持政策,但缺少對綠色建筑的支持,對綠色建筑的經(jīng)濟激勵手段也相對缺乏。
3)設(shè)計標識多,運行標識少。就全國范圍來看,綠色建筑有100多個設(shè)計標識,而運行標識僅10余個。上海市已經(jīng)重視運行標識(獲得4個運行標識),但是還要加大支持力度,鼓勵通過設(shè)計標識的綠色建筑申請運行標識。
1)上海市應(yīng)制定符合上海當(dāng)?shù)貧夂驐l件、資源環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展水平的,經(jīng)濟適用、因地制宜、方便實施和可操作的綠色建筑實施細則與管理辦法。
2)建立綠色建筑的經(jīng)濟激勵政策。建議上海市建筑節(jié)能項目扶持資金增加對綠色建筑的支持,對綠色建筑的建設(shè)單位、設(shè)計單位和施工單位等給予一定的獎勵。
3)加強對綠色建筑的增量成本分析。分別對上海市的一星級、二星級和三星級綠色建筑增量成本和效果進行分析,梳理各項技術(shù)的選用位次。
4)開展綠色建筑普及教育與多層次專業(yè)培訓(xùn)。大力宣傳綠色建筑理念,增強綠色建筑的公眾意識,使社會各界進一步了解發(fā)展綠色建筑的重要意義,讓全社會理解、參與、支持這項工作,被全社會接受。
目前,上海市的綠色建筑已經(jīng)在有序推進,有7個項目獲得了2011年度綠色建筑創(chuàng)新獎,還加強了與國際間的合作,參加并舉辦了“第三、四、五屆國際智能、綠色建筑與建筑節(jié)能大會暨新技術(shù)與產(chǎn)品博覽會”、“2007中國上海建筑節(jié)能博覽會”、“2008上海國際綠色建筑技術(shù)與產(chǎn)品展”、“建筑節(jié)能與綠色生態(tài)建筑發(fā)展國際論壇”等。在“十二五”期間,應(yīng)將綠色建筑向區(qū)域化推進,在低碳示范區(qū)進行推廣,同時開展既有建筑的綠色改造,使上海的建筑走向綠色化、低碳化的道路。
[1]GB50378-2006。綠色建筑評價標準。
[2]高升,論美國和歐盟促進綠色建筑發(fā)展的策略,山東科技大學(xué)學(xué)報社會科學(xué)版,2010(6),58。
[3]姚潤明、李百戰(zhàn)、丁勇、劉猛,綠色建筑的發(fā)展概述,暖通空調(diào),2006(11):27-33。
[4]許鵬、宣振興、殷榮興、劉超,低碳引領(lǐng)臨港發(fā)展之路上海臨港新城主城區(qū)碳排放評估框架體系與低碳規(guī)劃指標。
[5]中國城市科學(xué)研究會。綠色建筑2010。
[6]中國城市科學(xué)研究會。綠色建筑2011。
[7]付予光、李京生、李將,上海崇明東灘生態(tài)城規(guī)劃中關(guān)于土地使用及停車規(guī)劃的思考,上海城市規(guī)劃,2007(2):12-14。
[8]上海市綠色建筑促進會2010年度工作總結(jié)和2011年度工作計劃。
[9]丁建華,上海綠色建筑地域性適宜方法應(yīng)用研究,上海市現(xiàn)代建筑設(shè)計(集團)有限公司技術(shù)中心。