摘 要:本文以我國綠色建筑設(shè)計(jì)方案為研究對象,通過對其核心指標(biāo)的剖析,并以典型案例為例,構(gòu)建一種具有科學(xué)性、可操作性強(qiáng)的綠色建筑評(píng)價(jià)體系,為我國綠色建筑的發(fā)展與普及提供理論依據(jù)與技術(shù)指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:建筑學(xué);綠色建筑;設(shè)計(jì)方案;綜合評(píng)價(jià)
1 前言
在全球環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)以及可持續(xù)發(fā)展理念深入人心的背景下,綠色建筑作為一種能夠顯著減少能源消耗、降低環(huán)境污染并提升居住舒適性的建筑模式,已經(jīng)成為建筑學(xué)研究的一個(gè)重要方向。對綠色建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),不僅有助于甄選最佳方案,同時(shí)也促進(jìn)了綠色建筑的進(jìn)一步發(fā)展。
2綠色建筑的概念與特點(diǎn)
2.1綠色建筑的概念
綠色建筑是指在建筑全生命周期中,全面節(jié)約各類資源(如節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水和節(jié)材),并致力于環(huán)境保護(hù)和減少污染的一種設(shè)計(jì)理念。它的主要目標(biāo)在于創(chuàng)造健康、實(shí)用且高效的使用空間,促進(jìn)建筑與自然環(huán)境之間的和諧共生。這一理念要求在建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及后續(xù)的運(yùn)營維護(hù)過程中,始終遵循綠色與可持續(xù)發(fā)展的原則。
2.2綠色建筑的特點(diǎn)
從節(jié)能環(huán)保角度看,綠色建筑運(yùn)用了先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和裝備,實(shí)現(xiàn)了對能源的高效節(jié)約,也實(shí)現(xiàn)了對可再生能源的大規(guī)模使用,從而減少了對傳統(tǒng)能源的依賴。在資源利用方面,通過對用地進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃,提高用地利用率;對供水系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用水以及回收水的目標(biāo)。另外就是要有一個(gè)健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境,要通過改善設(shè)計(jì)方法來確保通風(fēng)效果好,獲得充足的自然光,同時(shí)還要有較好的空氣質(zhì)量。在進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí),也要注重與周邊自然環(huán)境的協(xié)調(diào),以達(dá)到建筑與自然風(fēng)光的和諧。
3綠色建筑設(shè)計(jì)方案綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建
3.1評(píng)價(jià)指標(biāo)選取原則
科學(xué)性原則:確定指標(biāo)時(shí)需依據(jù)科學(xué)理論,確保指標(biāo)能夠客觀、精確地反映綠色建筑的特點(diǎn)與性能,避免主觀判斷和片面評(píng)價(jià)??茖W(xué)的指標(biāo)體系為綠色建筑提供了可靠的評(píng)估基準(zhǔn),并引導(dǎo)其向更科學(xué)的方向進(jìn)步;全面性原則:指標(biāo)體系應(yīng)當(dāng)覆蓋綠色建筑的所有關(guān)鍵方面,比如能源的有效利用、環(huán)境影響的正面作用、資源的高效利用及經(jīng)濟(jì)效益等。建立一個(gè)全面的指標(biāo)體系有助于多角度評(píng)估綠色建筑的表現(xiàn),確保沒有忽略任何重要環(huán)節(jié),從而為整體優(yōu)化提供完整的參考;可操作性原則:所選定的指標(biāo)應(yīng)當(dāng)便于量化和計(jì)算,并配有明確的操作程序。只有具備可操作性的指標(biāo)才能在實(shí)際操作中得以執(zhí)行,為綠色建筑的評(píng)估與改進(jìn)提供有力工具;動(dòng)態(tài)性原則:鑒于綠色建筑技術(shù)的持續(xù)演進(jìn),指標(biāo)體系也應(yīng)隨之更新和完善。這有助于確保指標(biāo)始終符合最新發(fā)展趨勢和技術(shù)要求,及時(shí)反映出綠色建筑領(lǐng)域的變革和新需求,為綠色建筑的長遠(yuǎn)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
3.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的內(nèi)容
3.2.1能源利用指標(biāo)
能源利用指標(biāo)覆蓋了建筑內(nèi)的多個(gè)關(guān)鍵區(qū)域,其中單位面積能耗反映了建筑物總體的能源使用密度,涵蓋了辦公區(qū)域、住宅單元等多個(gè)功能分區(qū)。通過對單位面積能耗的分析,可以明確不同區(qū)域的能源消耗狀況,從而為實(shí)施節(jié)能措施指明方向。空調(diào)系統(tǒng)的能耗在現(xiàn)代建筑中占據(jù)相當(dāng)大的比例,其效率受制于設(shè)備性能及運(yùn)行管理方式。此外,照明系統(tǒng)的效能也不容忽視,優(yōu)化的設(shè)計(jì)能夠大幅度減少能耗。可再生能源的應(yīng)用比例則衡量了太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能等替代能源在總能源消耗中的份額,體現(xiàn)了綠色建筑的可持續(xù)性,并減少了對常規(guī)能源的依賴。
3.2.2環(huán)境影響指標(biāo)
二氧化碳排放量是評(píng)估建筑運(yùn)行過程中產(chǎn)生的碳足跡的重要指標(biāo),建筑的能源消耗會(huì)釋放大量的二氧化碳,對全球氣候變化造成影響,因此監(jiān)測并控制其排放量有助于制定有效的減排策略。水質(zhì)污染則著眼于建筑排放的廢水對周圍水體的影響,未經(jīng)妥善處理的廢水排放可能會(huì)污染當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境。另外,固體廢棄物的數(shù)量統(tǒng)計(jì)了建筑施工和日常運(yùn)行過程中產(chǎn)生的廢棄物總量,妥善管理和處置這些廢棄物對于減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)至關(guān)重要。
3.2.3資源利用指標(biāo)
在綠色建筑資源利用指標(biāo)中,“中水利用率”作為資源節(jié)約的重要指標(biāo)之一,指的是建筑單位面積用水量與再生水利用情況的結(jié)合指標(biāo)。具體而言,中水利用率包括兩個(gè)方面:一是單位面積用水量,即在建筑單位面積上實(shí)際消耗的水量,反映了建筑對水資源的需求密度;二是再生水利用率,指建筑通過收集、凈化和回用中水(即經(jīng)過處理后可重復(fù)使用的水源)以替代部分自來水。該指標(biāo)意在推動(dòng)綠色建筑充分利用有限的水資源,通過減少新鮮水資源的需求,達(dá)到節(jié)水的目的。
中水利用率高低直接影響建筑的水資源使用效率,在綠色建筑評(píng)價(jià)中至關(guān)重要。其提高不僅能有效節(jié)約水資源,還可以降低污水排放量,減輕對自然水體的負(fù)擔(dān)。為了提升中水利用率,綠色建筑可以采用雨水收集系統(tǒng)、污水處理和循環(huán)利用技術(shù),從而在單位面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的水資源循環(huán)利用效率。這一指標(biāo)的優(yōu)化有助于建筑在運(yùn)營過程中減少對外界水資源的依賴,成為一種環(huán)保且可持續(xù)的用水模式,進(jìn)而推進(jìn)綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展。
3.2.4室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)
室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)主要包括室內(nèi)空氣質(zhì)量、熱舒適度和光照環(huán)境等方面。這些指標(biāo)旨在通過對建筑內(nèi)空氣的清潔度、溫濕度條件、光線質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià),保障居住者的健康與舒適性,提升整體生活與工作環(huán)境的質(zhì)量。
在室內(nèi)空氣質(zhì)量方面,重點(diǎn)關(guān)注有害氣體(如甲醛、苯等)的濃度控制和新風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行效果。優(yōu)質(zhì)的室內(nèi)空氣不僅需要通過使用環(huán)保材料、減少污染源來實(shí)現(xiàn),更需要良好的通風(fēng)系統(tǒng),以確保污染物能及時(shí)排出,保持空氣清新流通。
熱舒適度是通過調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度和空氣流速來實(shí)現(xiàn)的。建筑設(shè)計(jì)中需考慮到不同季節(jié)和氣候條件下的熱舒適性,確保無論是炎熱夏季還是寒冷冬季,室內(nèi)溫濕度都能在適宜范圍內(nèi)。通過高效的隔熱、保溫材料,以及智能溫控設(shè)備的使用,可以實(shí)現(xiàn)更高的熱舒適性,減少對空調(diào)等設(shè)備的依賴。
光照環(huán)境則評(píng)估自然采光的充足度和人工照明的均勻性,確保室內(nèi)有良好的光線條件,既能滿足日常工作和生活需求,又能減少人工照明的能耗。綠色建筑在設(shè)計(jì)時(shí),常通過合理的窗戶布局、遮陽系統(tǒng)以及高效的照明設(shè)計(jì),確保不同區(qū)域的光照適度,以保護(hù)視力、提升室內(nèi)空間的明亮感與舒適性。
3.2.5經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)
建設(shè)成本包含了建筑設(shè)計(jì)、施工及設(shè)備采購的費(fèi)用,有效地控制這些成本能夠幫助管理項(xiàng)目的總投資額。運(yùn)行成本則包括了能源消耗和維護(hù)管理的成本,降低這部分開銷可以減少長期運(yùn)營的財(cái)務(wù)壓力。投資回收期是對綠色建筑與傳統(tǒng)建筑投資差異的分析,確定達(dá)到成本回收的時(shí)間點(diǎn),這對于評(píng)估項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和指導(dǎo)投資決策具有重要意義。
4綠色建筑設(shè)計(jì)方案綜合評(píng)價(jià)方法
4.1層次分析法
層次分析方法可以把問題進(jìn)行分層,從而提高問題的清晰性和可操作性,是求解復(fù)雜問題的一種有效方法。提出了一種基于“目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層”這三個(gè)層次的“綠色建筑設(shè)計(jì)方案綜合評(píng)估體系”。在目標(biāo)層上,確定最佳的綠色建筑設(shè)計(jì)方案;在準(zhǔn)則層上,確定了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)所需的主要方面,如能源使用效率、對環(huán)境的影響等;在指標(biāo)層上,對其進(jìn)行了細(xì)化,得到了具體的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。采用專家打分法,將各項(xiàng)指標(biāo)成對比對,確定其相對重要度,并以此為依據(jù),對不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合評(píng)判。
4.2模糊綜合評(píng)價(jià)法
模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)原理的綜合評(píng)判方法,特別適用于解決綠色建筑評(píng)價(jià)中存在的模糊性和不確定性問題。該方法通過對各評(píng)價(jià)指標(biāo)賦予權(quán)重并運(yùn)用模糊隸屬度函數(shù),能有效反映出建筑設(shè)計(jì)方案的整體優(yōu)劣。其評(píng)價(jià)過程可分為以下幾個(gè)步驟:
首先,確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和權(quán)重?;诰G色建筑的核心評(píng)價(jià)維度,如能源利用、資源節(jié)約、環(huán)境影響等,建立完整的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并結(jié)合層次分析法(AHP)等權(quán)重分配方法,明確各指標(biāo)的相對重要性。權(quán)重的合理分配是保證評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵步驟。其次,計(jì)算各指標(biāo)的模糊隸屬度。通過模糊隸屬度函數(shù),將每個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)化為模糊隸屬度,即反映出各評(píng)價(jià)指標(biāo)在不同評(píng)價(jià)等級(jí)中的歸屬程度。這一過程可以量化不同方案在每個(gè)指標(biāo)上的表現(xiàn),從而為后續(xù)的模糊綜合運(yùn)算提供數(shù)據(jù)支持。再次,進(jìn)行模糊綜合運(yùn)算。利用加權(quán)平均法或其他綜合方法,將各指標(biāo)的模糊隸屬度和權(quán)重進(jìn)行組合運(yùn)算,以得到各設(shè)計(jì)方案的模糊綜合評(píng)價(jià)值。這個(gè)綜合值可以反映出每個(gè)設(shè)計(jì)方案在整體評(píng)價(jià)中的相對優(yōu)勢和劣勢。最后,對評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行排序和分析。根據(jù)模糊綜合運(yùn)算所得的評(píng)價(jià)值,對各設(shè)計(jì)方案進(jìn)行排序,從而得出綜合表現(xiàn)最優(yōu)的方案。通過對結(jié)果的解讀,可以明確各方案的優(yōu)缺點(diǎn),為綠色建筑設(shè)計(jì)方案的選擇和改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。
這種方法通過逐步分析和綜合評(píng)價(jià),將復(fù)雜的綠色建筑設(shè)計(jì)方案分解為可量化、可比較的指標(biāo)體系,最終為綠色建筑的發(fā)展提供了有效的評(píng)價(jià)工具。
5案例分析
5.1項(xiàng)目概述
杭州世紀(jì)中心坐落于錢江世紀(jì)城,是一個(gè)由兩座高度約為310米的塔樓及與其相連的商業(yè)裙樓構(gòu)成的大型綜合體,總面積達(dá)到了約53萬平方米。作為杭州亞運(yùn)會(huì)的關(guān)鍵配套設(shè)施以及浙江省的重點(diǎn)工程項(xiàng)目,該中心融合了辦公、商業(yè)、酒店等多種功能。
5.2設(shè)計(jì)方案說明
方案A:這是一種傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方式,使用常規(guī)建筑材料和設(shè)施,未涉及特別的綠色建筑技術(shù)。該方案注重基礎(chǔ)的建筑功能,但對節(jié)能、環(huán)保等綠色理念的關(guān)注相對有限;方案B:該方案中部分應(yīng)用了綠色建筑技術(shù),有太陽能系統(tǒng)和節(jié)能設(shè)備的引入,提升了部分能源利用率和環(huán)境適應(yīng)性。該方案在整體節(jié)能和資源優(yōu)化方面還有待進(jìn)一步提升;方案C:參照杭州世紀(jì)中心實(shí)際采用的設(shè)計(jì)方案,全面應(yīng)用了綠色建筑技術(shù)。這包括使用高效的保溫隔熱材料以降低建筑能耗,安裝地源熱泵系統(tǒng)來提高能源利用效率,以及采用雨水收集與再利用系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。此外,還配備了智能控制系統(tǒng),可根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)照明和空調(diào)設(shè)備,從而進(jìn)一步減少能源消耗。同時(shí),設(shè)計(jì)上還特別注重自然采光與通風(fēng),提升了室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量。
5.3設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)
評(píng)價(jià)考察了能源利用效率、環(huán)境影響、資源節(jié)約及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等多個(gè)維度,結(jié)合綠色建筑的核心理念進(jìn)行綜合分析。方案A滿足了基本的建筑功能需求,在能源使用、資源消耗以及環(huán)境保護(hù)方面表現(xiàn)較為一般。方案B引入了部分綠色建筑技術(shù),提升了建筑的能源利用效率,采用太陽能熱水系統(tǒng)及節(jié)能照明設(shè)備,在降低能耗的同時(shí)改善了室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。該方案在整體上仍存在節(jié)能潛力不足、可再生能源利用率不高的不足的問題,尚未達(dá)到全面綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。方案C全面應(yīng)用了綠色建筑技術(shù),展現(xiàn)出顯著的節(jié)能、環(huán)保和資源優(yōu)化效果。該方案采用了高效的保溫隔熱材料,結(jié)合地源熱泵系統(tǒng)、大規(guī)模雨水收集與再利用系統(tǒng),最大限度地減少了對自然資源的消耗。
5.4評(píng)價(jià)結(jié)果分析
A方案作為一種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,它在節(jié)約能源、利用資源等方面都是比較落后的。綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展理念未能得到充分體現(xiàn),盡管其初始建造成本較低,但長期運(yùn)營成本較高,對環(huán)境的負(fù)面影響更為顯著。B方案在某些方面進(jìn)行了改進(jìn),特別是相對A方案而言,在能效和室內(nèi)環(huán)境舒適度方面得到了顯著提高。但總體節(jié)能效果和可再生資源利用率仍不理想,未能實(shí)現(xiàn)顯著的資源優(yōu)化和環(huán)保效果,部分綠色技術(shù)的應(yīng)用深度和廣度受到限制。C方案在建筑全生命周期內(nèi),即使能耗和碳排放大幅降低,又使室內(nèi)環(huán)境在資源回收和品質(zhì)上達(dá)到了最佳平衡。盡管初期建設(shè)成本略高于其他方案,但其長期運(yùn)營成本較低,經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益較好。綜合評(píng)估結(jié)果表明,C方案領(lǐng)先于另外兩個(gè)方案,無論是在技術(shù)應(yīng)用方面,還是在可持續(xù)發(fā)展方面。
6結(jié)論
本文提出一種適合我國國情的綠色建筑設(shè)計(jì)方案綜合評(píng)估方法,并以實(shí)例驗(yàn)證,這套研究成果將為我國綠色建筑規(guī)劃的制定和實(shí)施提供有力的理論依據(jù)和實(shí)際指導(dǎo)。在綠色建筑技術(shù)不斷發(fā)展的今天,若要對其進(jìn)行全面的評(píng)估,就需要進(jìn)行不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新。今后的研究需要在評(píng)估指標(biāo)體系中加入更多能反映綠色建筑特點(diǎn)與表現(xiàn)的指標(biāo),從而對其進(jìn)行改進(jìn)。隨后在此基礎(chǔ)上探討更為科學(xué)合理的評(píng)估方法,提升評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確度與可信度,并從設(shè)計(jì)、建設(shè)到運(yùn)營等各個(gè)階段,強(qiáng)化對綠色建筑壽命周期的全面評(píng)估。另外,還可以采用大數(shù)據(jù)和人工智能等先進(jìn)技術(shù),對綠色施工方案進(jìn)行智能評(píng)估,既有理論意義,又有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,是一個(gè)值得不斷探索和實(shí)踐的課題。
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