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适合我国国情的绿色建筑运营后评估标准研究与应用分析
建筑微视野 • 08月20日   来源:清华大学中国城镇化研究所   1867
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近年来,我国发展绿色建筑已得到社会各界认可,但发展过程中最主要的问题是“收效不显著”:一是优秀绿色建筑的社会效益显示度不够,使得行业内外对绿色建筑可能产生的实际效果仍然存在质疑的声音;二是绿色建筑发展良莠不齐,一些伪绿色建筑差强人意的实施效果混淆了视听,阻碍了社会各界人士对绿色建筑实质内涵的正确理解。造成上述问题的主要原因在于当前绿色建筑发展重设计预估、轻运行效果,我国现有绿色建筑评价体系重点着眼于建筑的设计(设计标识)和建设(评价设计落实情况的运行标识),对于建筑50 a以上的寿命期的运行性能和实施效果缺乏长期、系统的后评估,无法向社会显示绿色建筑产生的社会、经济和民生效益。

1.1国外绿色建筑后评估相关标准研究现状

欧美等西方国家对建筑使用后评估(Post occupancy Evaluation,POE)的研究和实践可追溯至20世纪60年代,随着研究广度和深度的拓展,后评估体系也逐渐成形,许多国家建立了POE评价模型,形成了综合性和系统性的评价体系(大体包含硬性的项目物理环境的测定、软性的使用者行为心理调查和测定2个方面),并运用在项目实践中。目前,美国、英国等国的建筑行业已逐步将后评估纳入建筑规划设计进程,并逐步体系化、专业化、规范化,应用范围涉及各种建筑类型,这一方面弥补了建筑设计不可预见性的不足,为设计建立了良性反馈机制;另一方面可快速适应社会发展引起的建筑功能调整和优化。这必将成为未来我国建筑行业的发展趋势。

国际上绿色建筑评价标准体系最早建立于20世纪90年代,从指标合成即权重设置的角度来说大致经历了3代发展过程。第一代评价体系(如美国能源与环境设计先锋Leadership in Energy and Environmental Design,LEED)通过各个评价指标的得分直接求和获得评价结果,结构简单易操作但科学性和可扩展性偏弱;第二代评价体系(如多国建筑物环境性能评价软件GBTool)采用了层次分析的方法,将指标体系逐级分层展开,并设置多级权重,加权汇总获得评价结果,在科学性和可扩展性方面有所增强;第三代评价体系(如日本建筑环境效率综合评估系统Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency,CASBEE)在第二代的基础上,引入“建筑环境效率”概念(“建筑环境质量与性能Quality,Q”和“建筑外部环境负荷Load,L”之间的比值,见式(1)),通过以L和Q为横、纵坐标的二维空间图上的不同分布区域来划定绿色等级,强调在减少建筑环境负荷的同时提高建筑环境性能,框架相对复杂但在科学性和可扩展性方面都有较大提升。

式中:BEE为建筑环境效率,无量纲;Q为建筑环境质量与性能,无量纲;L为建筑外部环境负荷,无量纲。

近年来,通过与美国LEED、英国建筑环境评估方法(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM)的交流学习了解到,这些国家也逐渐将后评估渗透到绿色建筑领域,二者相辅相成,共同推进绿色建筑从设计落到实效。比如美国绿色建筑评价体系LEED v4推出动态奖牌,将动态奖牌安装到建筑中,跟踪统计建筑物的能耗、水耗、废弃物管理、交通和用户体验等情况,报告建筑实时绿色得分情况,一是可以加快对于绿色措施实施效果的考核认定,从而激励管理者不断优化改进,二是可以直观展示绿色建筑的成效和收益,吸引更多用户认识和践行绿色。英国BREEAM作为全球最早创建的绿色建筑评估体系,在不断完善过程中已逐渐融入POE理念和要求,在其评价指标体系中专门设置POE得分点,要求项目投入使用1 a后开展POE工作,对设计施工落实情况、各层面用户反馈、绿色性能等方面进行评价,并分享其有益实践经验。

1.2我国绿色建筑后评估相关标准研究现状

目前我国对建筑尤其是绿色建筑使用后评估还处于起步阶段。对建筑领域使用后评估的研究和实践相对较多,针对一些类型建筑已初步形成相对完善的评估指标内容、流程和方法。而针对绿色建筑领域主要开展了一些个案研究,或是根据自身研究需要对节能、节水、环境等某些单项技术的使用状况和效果进行后评估,缺乏对绿色建筑在运营阶段实施效果的综合评价方法和技术手段,也尚未出台相关标准规范。但已有一些物业自持型的绿色建筑项目开始自发地研究后评估工作,目的是为了节约运行费用、提高建筑环境品质,如万达商业、太古地产、金茂酒店等,通过不同方式的后评估,提高了其自持建筑项目的经济、环境各方面的效益。

目前我国涉及“绿色建筑运营”的标准规范主要有3个:一是现行的行业标准JGJ/T 391—2016《绿色建筑运行维护技术规范》,立足于绿色建筑的运行维护,主要用于指导绿色建筑常见设备系统的调试和使用,对相关技术措施如何在实际中进行合理优化运行维护做出规定;二是现行国家标准GB/T 50378—2019《绿色建筑评价标准》中的某些条文评价可以在刚竣工后进行,也可以在投入使用后进行,主要是对绿色建筑设计中采用的此条要求的技术或措施在评价时是否落实的核实;三是住房城乡建设部发布的《绿色建筑后评估技术指南(办公和商店建筑版)》,从“四节”、室内、运营等6方面,对绿色建筑后评估方法和指标进行了探索,不过从操作角度来看,该指南仅适用于办公和商店类建筑,且指标体系仍不够简洁易用。

针对我国绿色建筑运营后缺乏长期、系统评价的现象,住房和城乡建设部科技与产业化发展中心、上海市建筑科学研究院联合有关单位借助“十三五”国家重点研发计划“绿色建筑性能后评估技术标准体系研究”课题研究平台与基础,共同研究编制中国工程建设标准化协会标准《绿色建筑运营后评估标准》,用于指导绿色建筑投入使用后的实施效果评价,以期进一步明确体现绿色建筑对节能减排和改善民生健康的效果。本研究成果聚焦展现绿色建筑运营实施效果的综合性、性能化关键指标,一方面有利于提高社会各界对绿色建筑的准确认识,另一方面可促进绿色建筑的设计和使用水平不断优化,引导绿色建筑行业持续发展。以下对本研究关键内容情况进行介绍。

2 适合我国国情的后评估标准基础框架体系和共性评价指标模型的研究建立

2.1 基础框架体系

POE中常用的评价模型主要有:模糊综合评价模型、多指标权重层次模型、灰色模糊评价模型和熵权优化模型。通过研究分析可得:模糊综合评价模型可解决不确定因素的量化问题;多指标权重层次模型适用范围广,且评价体系中包括可量化的主观和客观评价指标;灰色模糊评价模型是降低不可控或不确定因素的影响进行评价;熵权优化模型主要用于同类项目的横向比较。

因本研究重点是绿色建筑在节地、节能、节水、节材、室内外环境以及用户感受等方面的使用后评估,包含了主观和客观评价因素,故选取多指标权重层次模型作为后评估的基础模型,在此模型基础上,结合国际绿色建筑评价体系框架发展情况确定评价框架体系。

从本文“引言”部分对国际上3代绿色建筑评价体系的介绍可以看出,第三代Q-L体系引进了“建筑环境效率”的概念,这对于目前我国国情和发展来说显得尤其重要,考虑到我国国情特点,应倡导在满足适度舒适前提下尽量减少建筑能源资源消耗,而非一味盲目对标国际要求。

因此,本研究拟优先考虑选取Q-L体系作为后评估基础框架体系,Q和L各自详细的指标体系架构拟采用多指标权重层次模型。

2.2 共性评价指标模型

对于具体评估指标的展现形式,一般存在措施性指标和性能性指标两类,且从实效控制角度出发,目前行业一般更加关注性能性指标,强调总量和强度的“双控”,即针对某项绿色指标直接提出总量和单位耗量的限定值要求,控制效用显著。在这一背景上,本研究提出衡量评估指标绿色水平的共性评价指标模型,如下式(2)所示,即通过考量建筑某项评价指标的实际消耗量(或性能)水平与参照建筑消耗量(或性能)和满分建筑消耗量(或性能)之间的接近程度,评价该项指标的绿色水平。其中,参照建筑消耗量(或性能)对应的是我国目前行业领域内常规建筑水平,满分建筑消耗量(或性能)对应的是目前行业领域内优秀建筑水平。

式中:GLi为第i项评价指标的绿色水平,无量纲;Qref,i为第i项评价指标的参照建筑消耗量(或性能),单位据实而定;Qact,i为第i项评价指标的实际建筑消耗量(或性能),单位据实而定;Qful,i为第i项评价指标的满分建筑消耗量(或性能),单位据实而定。

本研究中的关键性评估指标均采用上述评价指标模型,模型中体现了相对程度的理念,可针对不同功能或规模的建筑设定不同的参照建筑和满分建筑水平基准,一方面能兼顾不同建筑的规模、功能特点状况,另一方面也可适应行业技术水平的发展变化,不断发掘优秀建筑绿色潜力。

3 适合我国国情的绿色建筑运营后评估标准的建立

3.1 评估指标体系

绿色建筑运营后评估的目标是要突出建筑关键性的综合性能和实施效果,进一步提升展示度和感知度,后评估指标的获取难度不宜太大。因此,在后评估指标的选择上,研究组倾向于选择综合化、集中化、效果导向的评估指标。研究组借鉴现有绿色建筑评价和后评估相关标准、指南,初步研究提出后评估指标体系,并在向行业专家和建筑使用者征求意见基础上,对指标体系进行了进一步的聚焦凝练,最终确定绿色建筑运营后评估指标体系包括以下9大指标:污染物控制、碳排放控制、建筑能耗、水耗、空气质量、用水质量、室内舒适度、建设运营成本、用户满意度。

按照Q-L体系将9大指标分为负荷L(Load)和质量Q(Quality)两大类。L指标是指建筑项目对外部环境和社会经济等造成的影响或冲击,分项L指标包括污染物控制(L1)、碳排放控制(L2)、建筑能耗(L3)、水耗(L4)、建设运营成本(L5);Q指标是指建筑项目范围内影响使用者的环境品质,分项Q指标包括空气质量(Q1)、用水质量(Q2)、室内舒适度(Q3)、用户满意度(Q4)。每个一级指标总分值均为10分,其下包含数量不等的二级指标,每个二级指标一般有1到3级分档得分要求,并被赋以不同分值。指标体系详见表1。

上述评估指标的确定依据和方法主要有两类。

一类是针对相对常见的常规性指标,一般结合我国行业领域发展水平,通过引用我国相关国家和行业标准规范中不同程度的绿色水平作为基准,采用前文提到的共性评价指标模型予以评估;针对未能在相关标准规范中规定不同绿色水平的指标,则根据指标水平达标与否确定得零分或满分。这类指标包括污染物控制、建筑能耗、水耗、空气质量、用水质量、室内舒适度等指标。

另一类主要针对缺乏直接相关标准依据的新研提指标,包括建筑碳排放控制、用户使用感受和建筑建造运营成本。

1)建筑碳排放控制指标

本指标在进行建筑碳排放计算时也参考了现行国家标准GB/T 51366—2019《建筑碳排放计算标准》和行业标准JGJ/T 449—2018《民用建筑绿色性能计算标准》,但因建筑碳排放量相关数据统计和分析工作上存在缺失,本指标评分条件中未提出具体量化数值要求,仅要求对于统计计算结果进行展示即可得分,另外如果对于逐年碳排放量变化情况进行展示和分析改进的话,可获得更多分值。

表1 绿色建筑运营后评估标准指标体系 

2)用户使用感受指标

用户使用感受方面指标通过用户满意度予以评估。用户满意度指标密切关注用户对室外公共环境、交通条件、室内环境健康舒适与便利等方面的需求,通过李斯特量表5级满意度的调查问卷,调查统计得到建筑使用者的使用感受满意度。

3)建筑建造运营成本指标

为定量化衡量绿色建筑建造和运营使用阶段的经济成本投入情况,提出本条指标要求。建筑成本的计算方法参考了国际标准ISO 15686-5(Buildings and constructed assets-Service-life planning-Part 5:Life-cycle costing,房屋和建筑资产.工作寿命计划.第5部分:生命周期成本)和德国可持续建筑评价标准(Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen,DGNB)中“经济质量”一章中的条文ECO1.1“生命周期建筑物成本”的相关方法,并结合国内情况进行了一定简化。成本计算时所需的一些参数因子可借鉴相关标准给出的缺省值,也可根据行业和项目情况有针对性的赋以更准确值。

因建筑建设运营成本相关数据统计和分析工作上存在缺失,本条未提出具体量化数值要求,仅要求对于统计计算结果进行展示即可得分,另外如果建筑成本相对更经济合理,则可获得更多分值。对于建筑成本的经济合理性的判断,可通过与国内同类建筑的成本水平比较来实现。国内同类建筑的成本水平可由参评建筑项目方通过对同类建筑的调研统计得到,也可由评估专家和评估机构不断收集相关建筑项目数据,不断充实完善评估数据库,国内同类建筑成本的平均水平可取数据库中相关数组的50分位值(中位数),成本的较低值水平可取数据库中相关数组的25分位值(前1/4)。建筑成本不高于国内同类建筑成本的平均水平时可得较低分数,不高于国内同类建筑成本的较低值水平时可得较高分数。

3.2 权重体系与等级划分

按照前文介绍,本研究选取Q-L体系作为后评估基础框架体系,Q和L各自详细的指标体系采用多指标权重层次模型架构。标准编制研究时对于不同类型建筑的9个一级指标分别设置了不同的权重系数,设置时参考现行有关国家标准如GB/T50908—2013《绿色办公建筑评价标准》、GB/T51100—2015《绿色商店建筑评价标准》、GB/T51153—2015《绿色医院建筑评价标准》、GB/T51148—2016《绿色博览建筑评价标准》、GB/T51165—2016《绿色饭店建筑评价标准》中相关类型的指标权重,结合各类绿色建筑运营后评估的特点,并经广泛征求意见和试评后综合调整确定。

绿色建筑运营后评估分为4个等级,根据Q指标和L指标总得分在Q-L图(如图1所示)中所处的位置确定,得分在A、B、C、D四个区域内的项目,由高到低分别对应钻石级、金级、银级、铜级4个等级,采用此类等级命名方法也是为了更便于公众认识理解,提高标准的接受度。图1的等级划分方法主要基于以下考虑:一方面尽量参考借鉴已有成果,日本CASBEE、我国现行国家标准《绿色办公建筑评价标准》均采取了Q-L分级方法,从而能够直观展示被评项目质量Q和负荷L的区位水平,可作为参考;另一方面结合我国国情和行业最新发展动向,既要强调资源节约、环境保护,又要关注建筑环境质量、使用者获得感,因此结合项目试用情况,对质量Q指标提出低限值要求,对负荷L指标提出高限值要求。
 

图2 绿色建筑运营后评估Q-L分级图

4 项目试评

4.1 试评项目基本情况

为检验本标准的科学性、合理性和可操作性,采用本标准对6个已经获得“绿色建筑设计评价标识”或“绿色建筑评价标识”建筑项目进行试评。这6个项目目前均已运营使用了一定年限,主要情况如下。

4.1.1 项目P1概述

P1项目位于秦皇岛市,主要功能为出租型办公建筑,总建筑面积4.64万m2,地上15层、地下2层。

项目综合协调应用相关绿色生态节能技术,注重实效,采用的主要绿色技术包括:围护结构保温、地源热泵、节能照明、排风热回收、中水回用、空气质量检测、屋顶天然采光等。项目分别于2011年和2015年获得绿色建筑二星级设计和运行评价标识。项目于2013年开始投入使用,注重绿色化运营管理,年平均节约运营费用400余万元。

4.1.2 项目P2概述

P2项目位于广州市,功能为住宅建筑,总建筑面积13.43万m2。

项目结构采用钢筋混凝土抗震墙结构体系,造型简洁现代。项目设计时秉承绿色理念,在对室外声光热及风环境模拟分析基础上对建筑布局、景观设置等进行了优化,同时对室内自然通风情况、采光情况、隔声情况等进行了模拟分析和优化,确保室内住户的舒适性要求。项目对外围护结构保温、雨水回收利用方案等多项绿色建筑技术措施进行了论证,并加以合理应用。项目运营时注重物业绿色运维和用户绿色引导,获得绿色建筑二星级运行评价标识。

4.1.3 项目P3概述

P3项目位于石家庄市,功能为自用办公建筑,总建筑面积1.45万m2,地上6层为办公室及会议室,地下1层为车库。项目于2015年竣工试运行。

项目坚持以人为本的设计思想,遵照“被动技术优先、主动技术优化、可再生能源综合利用、能源高效利用”的节能设计理念,在满足项目内部建筑功能舒适度要求的前提下,采用具有良好保温隔热效果和气密性的外围护结构,采用高效的排风热回收装置,最大限度的利用太阳能、地热能(采用土壤源热泵系统为建筑提供冷、热负荷)等可再生能源,此外还采用了可调节外遮阳技术、中水回用技术、楼宇智能控制技术、能耗监测管理系统等共计26项绿色节能技术,节能率达91%,力求使其成为适应现代绿色需求的超低能耗建筑。

4.1.4 项目P4概述

P4项目位于上海市,功能为自用办公建筑(总部大楼),总建筑面积4.32万m2,地上7层,地下3层。项目2015年竣工并投入使用。

项目结合相关条件和自身需求,采用了多种绿色建筑技术,主要有以下10项技术亮点:1)空气质量检测与监测;2)可再生能源利用;3)热电冷三联供;4)废弃地利用;5)节水灌溉;6)排风热回收;7)可调节遮阳;8)非传统水源利用;9)地下空间天然采光;10)屋顶绿化。项目运营时,根据夏季和冬季不同负荷率条件制定全年运行策略,并在过渡季优先使用免费冷源,以节约能耗。

4.1.5 项目P5概述

P5项目位于珠海市,是一座集办公、会议、实验、展厅、休息等多种功能于一体的综合性办公楼,总建筑面积2.35万m2,地上17层,地下1层。

项目应用的主要绿色建筑技术包括:1)节能减排:气候适应型围护结构、区域自然通风优化、建筑光伏一体化系统、空调分区供冷、变频节能技术、空调系统智能化控制、二氧化碳浓度感应联动系统;2)资源低耗:高性能材料、绿色轻质内隔墙、生活垃圾分类与回收系统、结合景观的屋面雨水收集系统、雨水资源化和低排放、土建与装修一体化、废弃物再利用;3)环境舒适:屋顶绿化、地下空间光导照明系统、室内自然通风、室内照明节能、结合声学设计的景观设计,二氧化碳、甲醛、TVOC等室内空气质量参数实时监控。项目获得绿色建筑三星级运行评价标识。

4.1.6 项目P6概述

P6项目位于佛山市,建筑功能为会所(旅馆饭店建筑),总建筑面积3.72万m2,地上4层,地下2层。

项目应用的主要绿色建筑技术包括:1)节能减排:气候适应型围护结构、区域自然通风优化、太阳能热水系统、空调分区供冷、变频节能技术、智能化控制、排风热回收技术、一氧化碳和二氧化碳浓度感应系统等;2)资源低耗:高性能材料、生活垃圾分类与回收系统、雨水资源化和低排放、中水回用、土建与装修一体化、废弃物再利用等;3)环境宜居:屋顶绿化、智能可调节遮阳技术、地下空间的采光改善、室内自然通风、室内照明节能、室内噪声优化等。项目获得绿色建筑三星级运行评价标识。

4.2 试评结果分析

采用本标准对6个项目进行试评的总体结果情况见表2。

结合对试评项目运营情况的了解,可以看出试评结果能够有效反映项目绿色运营状况,越在实际运营中注重适度舒适情况下尽量减小能源资源消耗的项目,越容易获得较好的绿色运营后评估结果。从试评结果看这几个项目后评估等级都较高,但实际与所选项目具体情况有关,这几个项目都非常重视节能节水绿色运行,其中P1项目还获得了GB/T23331《能源管理体系要求》的能源管理体系认证,P3项目是中德合作的被动式低能耗示范建筑,项目P1、P2、P5、P6均获得过绿色建筑运行标识,且维持了良好的绿色运营,故此这几个项目运营后评估结果均较好。总的来看,应用本标准评估时能够区分开项目差异,且整体实施难度较为适宜。

表3 项目试评结果

结合试评情况,逐条分析标准条文达标和操作难易度,可得一些条文操作难度偏大,如建筑碳排放、建筑成本等,但鉴于行业和社会发展方向以及标准引导导向,为便于提升使用者感知度和运营者对能源资源消耗的关注度,建议仍设置相关条文,为此也降低了操作难度,一般要求对于结果进行展示即可得分。总体来说,标准条文平均的达标难度和操作难度较为适宜。

5 结论与建议

《绿色建筑运营后评估标准》用于指导绿色建筑投入使用后的实施效果评价,所以,评估指标的选择应体现综合性、实效性,并需易理解、易操作。按照上述原则,本标准编制过程中通过多轮研究和讨论,凝练提出了9个指标,并通过项目试评验证其科学合理性和可操作性。从试评结果来看,本标准等级设置合理,难易度适当,具有较强可操作性,可为将来的后评估工作提供很好的支撑。该标准已通过专家审查会,并已于2019年7月正式发布,专家认为该标准聚焦展现绿色建筑运营实施效果的综合性、性能化关键指标,技术内容科学合理性、创新性、可操作性和适用性强,具备重点突出、便于接受推广的特点。

本标准编制时,受现阶段技术条件限制、基础数据缺乏等因素影响,研究中仍存在一些问题未能完满解决,建议后续重点关注推进。比如:(1)关于建筑能耗、水耗水平评价,目前仅引用了相关节能、节水标准规定,建议后续继续推进建筑能耗、水耗等基准线研究工作,结合项目功能特点、技术应用情况等提出细化的能耗、水耗后评估方法和指标;(2)关于建筑碳排放、建筑成本评价,在具体统计计算方法和数据库扩充等方面仍有一定欠缺,建议今后进一步加以研究完善。

 

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