中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司 孟 沖 朱榮鑫 威盧克斯(中國(guó))有限公司 郭成林 臧海燕 王紅麗

1 主動(dòng)式建筑

建筑是為了“遮風(fēng)雨”“避寒暑”而建成的庇護(hù)所，是人類適應(yīng)自然、與自然斗爭(zhēng)的結(jié)果[1]。20世紀(jì)初期以來(lái)，人類科學(xué)技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，特別是供暖與制冷技術(shù)的成熟，使得人們可以主動(dòng)地控制室內(nèi)溫度和濕度，滿足人們的舒適要求，在人與自然斗爭(zhēng)中取得了“勝利”。然而，這種背離氣候的建筑模式消耗和浪費(fèi)了大量的能源，帶來(lái)了巨大的環(huán)境變化[2]。為應(yīng)對(duì)這種建筑對(duì)自然造成的威脅，建筑領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者開(kāi)始反思，被動(dòng)式建筑、主動(dòng)式建筑等不同的建筑形式應(yīng)運(yùn)而生，從理念走向?qū)嵺`[3]。

主動(dòng)式建筑(active house)由國(guó)際主動(dòng)式建筑聯(lián)盟于2002年5月提出，其核心理念是“均衡”，即結(jié)合建筑所在位置，從建筑和使用人員角度出發(fā)，通過(guò)綜合設(shè)計(jì)，營(yíng)造健康、舒適、可調(diào)節(jié)的人居環(huán)境，達(dá)到健康舒適、節(jié)約能源與保護(hù)環(huán)境綜合平衡的目的[4]。具體而言，主動(dòng)式建筑具有如下特點(diǎn)：1) 鼓勵(lì)利用天然采光、自然通風(fēng)、綠色健康建材等措施，創(chuàng)造出健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境，營(yíng)造親近自然的感覺(jué)；2) 鼓勵(lì)結(jié)合區(qū)位優(yōu)勢(shì)，合理采用太陽(yáng)能、風(fēng)能、水力、潮汐能等多種可再生能源，以及相關(guān)被動(dòng)式建筑技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑的能量平衡；3) 在建筑的全壽命期內(nèi)，優(yōu)化建筑的環(huán)境荷載，鼓勵(lì)充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，最大限度降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響[5]。

從理論上來(lái)說(shuō)，主動(dòng)式建筑和被動(dòng)式建筑并非是針?shù)h相對(duì)的關(guān)系，而是各自秉持不同的理念[6]，簡(jiǎn)單總結(jié)如下：1) 主動(dòng)式建筑更側(cè)重于建筑的舒適、健康、安全，對(duì)熱舒適、濕度舒適、聲學(xué)舒適、光舒適、室內(nèi)新鮮空氣等提出較高的要求，更加考慮人的感受；而被動(dòng)式建筑在舒適性方面，要求遵循相關(guān)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的基本規(guī)定，沒(méi)有提出更高的要求。2) 主動(dòng)式建筑鼓勵(lì)采用較為豐富的措施達(dá)到能量平衡，不受被動(dòng)式建筑所要求的必須采用相關(guān)被動(dòng)技術(shù)的約束，即主動(dòng)式建筑除了可以采用被動(dòng)式建筑技術(shù)外，還能采用其他多種能源技術(shù)。3) 主動(dòng)式建筑要求優(yōu)化資源利用、保護(hù)環(huán)境，例如全壽命期碳排放和節(jié)約用水等，而被動(dòng)式建筑則不具有這方面的要求。

為了推廣主動(dòng)式建筑理念，提升我國(guó)建筑的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、節(jié)能減排性能和環(huán)境效益，根據(jù)中國(guó)建筑學(xué)會(huì)《關(guān)于發(fā)布2020年中國(guó)建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃(第一批)》的要求，由威盧克斯(中國(guó))有限公司、中國(guó)建筑學(xué)會(huì)主動(dòng)式建筑學(xué)術(shù)委員會(huì)、中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司會(huì)同有關(guān)單位開(kāi)展《主動(dòng)式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》)的編制工作。經(jīng)中國(guó)建筑學(xué)會(huì)組織審查，《標(biāo)準(zhǔn)》于2020年10月11日批準(zhǔn)發(fā)布，編號(hào)為T/ASC 14—2020，并于2020年12月20日起實(shí)施。

2 標(biāo)準(zhǔn)編制

2.1 編制過(guò)程

2018年6月29日，《標(biāo)準(zhǔn)》編制組成立暨第一次編制工作會(huì)議在北京召開(kāi)。編制期間召開(kāi)了3次工作會(huì)議和多次小范圍的專題討論會(huì)，歷時(shí)2年多編制完成。2019年9月，經(jīng)過(guò)編制組專家的多次討論，形成了征求意見(jiàn)稿并向社會(huì)廣泛征求意見(jiàn)，共收到來(lái)自31家單位34位不同專業(yè)的專家的266條意見(jiàn)。編制組對(duì)收集到的意見(jiàn)進(jìn)行了逐條討論和思考，并對(duì)征求意見(jiàn)稿進(jìn)行了修改和完善。2020年6月16日，中國(guó)建筑學(xué)會(huì)主動(dòng)式建筑學(xué)術(shù)委員會(huì)組織召開(kāi)了《標(biāo)準(zhǔn)》審查會(huì)。

《標(biāo)準(zhǔn)》充分吸納了丹麥主動(dòng)式建筑理論的核心內(nèi)容，并結(jié)合我國(guó)工程實(shí)踐進(jìn)行針對(duì)性的修改，例如增加了建筑主動(dòng)性能章節(jié)、總體框架采用“控制項(xiàng)+評(píng)分項(xiàng)+優(yōu)選項(xiàng)”等。

2.2 章節(jié)編排

如圖1所示，《標(biāo)準(zhǔn)》主要技術(shù)內(nèi)容包括：1.總則；2.術(shù)語(yǔ)；3.基本規(guī)定；4.主動(dòng)性；5.舒適；6.能源；7.環(huán)境。后4章為建筑主動(dòng)性能評(píng)價(jià)的4類指標(biāo)，每類指標(biāo)又分為控制項(xiàng)、評(píng)分項(xiàng)和優(yōu)選項(xiàng)，共包括17個(gè)控制項(xiàng)、9個(gè)評(píng)分項(xiàng)和19個(gè)優(yōu)選項(xiàng)。以4類評(píng)價(jià)指標(biāo)為約束條件，鼓勵(lì)和促進(jìn)建筑主動(dòng)式技術(shù)的應(yīng)用，為使用者創(chuàng)造更加健康、舒適的工作和生活環(huán)境。

圖1 《標(biāo)準(zhǔn)》章節(jié)編排

3 主要內(nèi)容

3.1 評(píng)價(jià)技術(shù)指標(biāo)

3.1.1主動(dòng)性

主動(dòng)性指標(biāo)重點(diǎn)對(duì)建筑的主動(dòng)感知和主動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體設(shè)置了3個(gè)控制項(xiàng)、2個(gè)評(píng)分項(xiàng)和6個(gè)優(yōu)選項(xiàng)。

表1給出了建筑需要感知的室內(nèi)外參數(shù)，室內(nèi)環(huán)境參數(shù)包括溫度、濕度、CO2濃度、PM2.5濃度、VOC濃度、照度、噪聲，室外環(huán)境參數(shù)包括溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、太陽(yáng)輻照度、PM2.5濃度、CO2濃度、噪聲、降水強(qiáng)度。

表1 感知參數(shù)

建筑主動(dòng)性要求建筑應(yīng)對(duì)表1中所列建筑室內(nèi)外基本環(huán)境參數(shù)進(jìn)行感知，然后將感知的環(huán)境數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器，通過(guò)計(jì)算后，主動(dòng)調(diào)節(jié)建筑控制系統(tǒng)和室內(nèi)控制末端，對(duì)室內(nèi)溫濕度、照度、CO2濃度、PM2.5濃度等進(jìn)行調(diào)控。

3.1.2舒適

舒適指標(biāo)重點(diǎn)對(duì)建筑主要功能房間的天然采光、熱濕環(huán)境和空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體設(shè)置了6個(gè)控制項(xiàng)、3個(gè)評(píng)分項(xiàng)和7個(gè)優(yōu)選項(xiàng)。主動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)主要針對(duì)建筑調(diào)控室內(nèi)環(huán)境的能力，而舒適評(píng)價(jià)指標(biāo)則要求將建筑室內(nèi)聲、光、熱等調(diào)控到最佳水平。

通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，使建筑獲得較好的室內(nèi)舒適性是該標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)之一。表2給出了該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑室內(nèi)舒適性重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)指標(biāo)和具體數(shù)值，天然采光為天然采光系數(shù)FD和均勻度系數(shù)Uc，室內(nèi)熱濕環(huán)境為不同類型建筑不同季節(jié)的室內(nèi)作用溫度和相對(duì)濕度，室內(nèi)空氣質(zhì)量為CO2濃度和PM2.5年均濃度。室內(nèi)噪聲大多數(shù)與建筑周圍環(huán)境、設(shè)備噪聲和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲性能相關(guān)，很難做到實(shí)時(shí)調(diào)控，故在本章控制項(xiàng)對(duì)其進(jìn)行了規(guī)定。

表2 舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.1.3能源

重點(diǎn)對(duì)建筑能耗和建筑產(chǎn)能進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體設(shè)置了5個(gè)控制項(xiàng)、2個(gè)評(píng)分項(xiàng)和2個(gè)優(yōu)選項(xiàng)。

在我國(guó)，建筑能耗占全社會(huì)總能耗的1/3左右，隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑能耗將會(huì)進(jìn)一步增加。在主動(dòng)式建筑中，建筑能耗也是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。在該標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)建筑能耗的評(píng)價(jià)主要基于對(duì)建筑的“碳中和”能力的評(píng)價(jià)。一方面，鼓勵(lì)采用高效節(jié)能設(shè)備和系統(tǒng)、被動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)和措施等有效控制建筑整體能耗，使其滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51161《民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》的約束值及以上的要求；另一方面，結(jié)合建筑的地理環(huán)境和功能需求，鼓勵(lì)綜合利用可再生能源，通過(guò)建筑產(chǎn)能與建筑能耗的比值進(jìn)行評(píng)價(jià)。在本標(biāo)準(zhǔn)中，建筑產(chǎn)能是指由可再生能源提供建筑部分或全部用能，既包括建筑自身產(chǎn)能，也包括建筑或組團(tuán)紅線內(nèi)場(chǎng)地的產(chǎn)能。

3.1.4環(huán)境

重點(diǎn)對(duì)建筑的環(huán)境荷載和節(jié)約用水進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體設(shè)置了3個(gè)控制項(xiàng)、2個(gè)評(píng)分項(xiàng)和4個(gè)優(yōu)選項(xiàng)。

該指標(biāo)要求對(duì)參評(píng)的主動(dòng)式建筑項(xiàng)目進(jìn)行全壽命期環(huán)境影響分析，并對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。在該標(biāo)準(zhǔn)中，環(huán)境指標(biāo)主要對(duì)建筑全壽命期碳排放和節(jié)約用水進(jìn)行評(píng)價(jià)。鼓勵(lì)主動(dòng)式建筑采用環(huán)境友好的建筑材料和能源方案，通過(guò)計(jì)算，碳排放指標(biāo)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51366《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》約束值及以上的要求。節(jié)約用水是主動(dòng)式建筑考慮的另一個(gè)重要因素，主動(dòng)式建筑提倡通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、使用節(jié)水器具、回收利用雨水等措施節(jié)約使用水資源，要求年節(jié)水率最低達(dá)到20%。

3.2 評(píng)價(jià)方法與合格標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1評(píng)價(jià)方法

1) 主動(dòng)式建筑的評(píng)價(jià)應(yīng)以單棟建筑、建筑群或建筑中的獨(dú)立功能區(qū)域?yàn)樵u(píng)價(jià)對(duì)象。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，如果涉及系統(tǒng)性、整體性的指標(biāo)，需要基于該單棟建筑所屬工程項(xiàng)目的總體進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2) 主動(dòng)式建筑的評(píng)價(jià)分為設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)和運(yùn)行評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)是在施工圖審查完成之后進(jìn)行，運(yùn)行評(píng)價(jià)是在通過(guò)竣工驗(yàn)收并投入使用1年后進(jìn)行。

3) 如圖2所示，主動(dòng)式建筑評(píng)價(jià)流程主要包括5項(xiàng)內(nèi)容，分別為項(xiàng)目注冊(cè)和提交申報(bào)材料、形式審查、會(huì)審評(píng)價(jià)、公告、頒發(fā)證書。

圖2 主動(dòng)式建筑評(píng)價(jià)流程

3.2.2合格標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)參評(píng)建筑滿足以下4個(gè)條件時(shí)，則可認(rèn)定為主動(dòng)式建筑：

1) 進(jìn)行全裝修；

2) 滿足所有控制項(xiàng)；

3) 9個(gè)二級(jí)指標(biāo)得分為1分及以上；

4) 所有優(yōu)選項(xiàng)達(dá)標(biāo)率為20%及以上。

當(dāng)參評(píng)建筑有2項(xiàng)及以上二級(jí)指標(biāo)得分在1分以下時(shí)，不應(yīng)評(píng)定為主動(dòng)式建筑；當(dāng)僅有1項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)得分在1分以下時(shí)，可由評(píng)估人員具體說(shuō)明理由，由上一級(jí)技術(shù)委員會(huì)作出裁定。

如圖3所示，為了便于評(píng)價(jià)結(jié)果的表達(dá)，《標(biāo)準(zhǔn)》采用雷達(dá)圖對(duì)9個(gè)二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行顯示，可以直觀反映建筑每項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)的性能。

圖3 主動(dòng)式建筑二級(jí)性能指標(biāo)雷達(dá)圖

4 結(jié)語(yǔ)

《標(biāo)準(zhǔn)》在吸納國(guó)外主動(dòng)式建筑理論核心內(nèi)容的基礎(chǔ)上，以健康舒適、節(jié)約資源與保護(hù)環(huán)境綜合平衡為目標(biāo)，首次建立了適合我國(guó)國(guó)情的主動(dòng)式建筑評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為我國(guó)主動(dòng)式建筑的實(shí)施提供了理論支撐和指導(dǎo)，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。但是，由于現(xiàn)階段我國(guó)主動(dòng)式建筑剛剛起步，以《標(biāo)準(zhǔn)》帶動(dòng)主動(dòng)式建筑的發(fā)展之路，仍需要多領(lǐng)域相關(guān)機(jī)構(gòu)(科研機(jī)構(gòu)、高校、地產(chǎn)商、設(shè)計(jì)單位、相關(guān)產(chǎn)品商等)共同努力推動(dòng)。