绿色建筑挑战(Green Building Challenge,GBC)是从1998年起由加拿大发起并有20多个国家参加的一项国际合作行动。其核心是通过“绿色建筑评价工具”(GBTool)的开发和应用研究,为各国各地区绿色生态建筑的评价提供一个较为统一的国际化平台,从而推动国际绿色生态建筑的全面发展。GBC 设计的目标就是要尽量克服一些限制因素,建立起一个在国际化平台上充分尊重地方特色,同时具有较强专业指导性的评价系统。GBC 的设计者为GBC 提出的三个主要目标是:
(1)研究推广代表目前先进水平的建筑环境性能的评价方法。
(2)保持对可持续发展问题研究的密切关注,并确保绿色建筑与其发展的一致性,特别关注对建筑环境性能评价方法的内容和结构的研究。
(3)举办有关国际会议,促进建筑环境性能评价研究团体和建筑从业者间研究信息的交流,展示对于优秀的绿色建筑的评价。
GBC 采用定性和定量的依据结合的评价方法,其操作系统GBTool是一个建立在EXCE平台上的软件类评价工具。GBTool对建筑的评定内容包括从各项具体标准到建筑总体性能。它的环境性能评价框架分成4个标准层次,从高到低依次为:环境性能问题、环境性能问题分类、环境性能标准、环境性能子标准。最新版的GBTool 主要从七大部分环境性能问题入手评价建筑的“绿色”程度:资源消耗、环境负荷、室内环境质量、服务质量、经济性、使用前管理和社区交通。所有评价的性能标准和子标准的评价等级被设定为从-2分到+5分,评分系统中的评分标准相应也包括了从具体标准到总体性能的范围。通过制定一套百分比的加权系统,各个较低层次的分值分别乘以各自的权重百分数,而后相加,得出的和便是高一级标准层系的得分值。由此,建筑各个方面的环境性能都可以直观地以分值表达。对于被评定的建筑可由分值说明其达标程度,其中:5分,代表了高于当前建筑实践标准要求的建筑环境性能;1~4分,代表了中间不同水平的建筑性能表现;0分,基准指标,是在本地区内可接受的最低要求的建筑性能表现,通常是由当地规范和标准规定的;-2分,不合要求的建筑性能表现。
4.日本“建筑物综合环境性能评价体系”——CASBEE
在可持续发展观的大潮流背景下,2001年4月,日本国内由产(企业)、政(政府)、学(学者)联合成立了“建筑物综合环境评价研究委员会”,并合作开展了项目研究,最终开发出“建筑物综合环境性能评价体系”——CASBEE。CASBEE提出了用地边界和建筑最高点之间的假想封闭空间作为建筑物环境效率(Building Environment Efficiency)评价的封闭体系。
在假想边界为限的空间是业主、规划人员等建筑相关人员控制的空间,而边界之外的空间是公共空间,几乎不能控制。在此封闭系统概念下,“外部环境负荷”定义为“对假想封闭空间外部公共区域的负面环境影响”,“改善假想封闭空间内部环境的质量和性能”则定义为“对假想封闭空间内部建筑使用者生活舒适性的改善”,明确这两方面的定义,并分别进行评价,奠定了CASBEE评价框架的基础。
CASBEE将这两方面的内容分别定义为L(Load)和Q(Quality)。Q(建筑物环境质量与性能)——评价“对假想封闭空间内部建筑使用者生活舒适性的改善”;L(建筑物的外部环境负荷)——评价“对假想封闭空间外部公共区域的负面环境影响”。在此基础上,引入生态效率(Eco‐efficiency)的概念。生态效率定义为“单位环境负荷下产品与服务的价值”,即:生态效率=产品与服务的经济价值/单位环境负荷。
根据可持续发展理论,将效率的定义予以延伸,提出环境效率即为“生产输出与输入加非生产输出之比”。根据新的环境效率模型,则进一步给出建筑物环境效率(Building EnvironmentEfficiency)的定义,BEE=Q/L。
将评价结果放在二维空间,其评价结果显得简洁、明确。BEE 值是原点(0,0)与评价结果坐标点(L,Q)连线的斜率。Q越大,L越小,其斜率BEE 也越大,表示该建筑物的绿色(可持续性)水平越高。将建筑物的评价结果由低到高排列,表示建筑物的绿色标签分别为C级(劣),B-级,B+级,A和S级(特优)。
3.2.2国内建筑节能评价研究
建筑节能工作是我国节约能源、保护环境、实现可持续发展战略的重要组成部分。我国自20世纪80年代中期开始这项工作时,当时的工作重点主要集中在北方采暖地区。还制定了一系列的建筑节能政策与标准,开展了有关的建筑节能技术与产品的开发,建设了大量的节能建筑,取得了十分明显的成效。根据建筑节能工作从北向南逐步推进的策略和总体工作规划,自1999年将建筑节能工作的重点转向夏热冬冷地区,开展建筑节能技术研究、制定了建筑节能标准。《节能标准》的颁布也标志着我国建筑节能工作已经进入向中部地区推进的阶段。
香港建筑环境评估体系(HK‐BEAM)评估方式包括HK‐BEAM1/96(新建办公建筑)与2/96(既有办公建筑)个别的指标课题。共分为全球议题与使用策略(能源消耗、臭氧消耗等)、地方性议题(电力需求、水源保护等)、室内议题(量测与监控设备、室内空气品质等)三大方面。
其中,能源消耗、量测与监控设备、室内空气品质是与建筑节能相关的指标。能源消耗的分项(13分),包括:外壳总传热值(3分)、所有者/经营者照明(1分)、办公室照明(3分)、热回收(2分)、年间空调电力消耗量(4分);量测与监控设备的分项(5分),包括:无HVAC的服务(1分)、冷冻机(2分)、空气处理单元(1分);室内空气品质的分项(4分),包括:通风换气(2分)、环境的烟害(1分)、过滤器的选择(1分)。
《中国生态住宅技术评估手册》与绿色奥运评估体系是国内影响力较广的有关建筑节能评价的评估体系。《中国生态住宅技术评估手册》从小区环境规划设计、能源与环境、室内环境质量、小区水环境、材料与资源等五个方面对居住小区进行全面评价,并兼顾社会、环境效益和用户权益。“小区环境规划设计”,对住宅小区从8个方面进行评估:小区区位选址、交通、施工、绿色、空气质量、噪声、采光与日照、微环境。“能源与环境”,从4个方面进行评估:建筑主题节能、常规能源系统的优化利用、可再生能源、能源对环境的影响。“室内环境质量”从4个方面进行评估:室内空气质量、室内热环境、室内光环境和室内声环境,这四个评估内容必须满足居住者健康舒适的要求。“小区水环境”,从用水规划、给排水系统、污水处理与回收利用、雨水、绿化和景观用水、节水器具与设施等6个方面进行评估。“材料与能源”,从使用绿色建材、就地取材、资源再利用、住宅室内装修、垃圾处理等5个方面进行评估。
以北京申办2008年奥运会成功为契机,我国学者和研究人员在广泛研究世界各国绿色建筑评估体系的基础上,结合我国特点,于2003年8月出版了中国第一套完整的评估体系《绿色奥运建筑评估体系》(Green Olympic Building Assessment System,GOBAS)。
《绿色奥运技术评价体系》目前主要的评估对象是奥运建筑,如《绿色奥运建筑实施指南》中指出:其目标是使奥运建筑(奥运园区、体育场馆以及配套的新闻中心、办公建筑、居住建筑等)为使用者(运动员、裁判员、奥运官员和广大观众)提供健康、高效、舒适、与自然和谐的活动空间,同时最大限度地减少对能源、水资源和各种不可再生资源的消耗,不对场址和周边环境和生态系统产生不良影响,并争取加以改进。GOBAS作为中国自己的评估体系将对未来我国的建筑实践活动产生深远的影响。
GOBAS在借鉴了日本的CASBEE 的基础上,运用全寿命周期的原理对建筑的绿色性进行全面、系统、综合的评价分析,其主要特点如下:一是按照全过程监控、分阶段评估的指导思想,将评估过程分成规划阶段、设计阶段、施工阶段、验收和运行管理阶段4个部分。针对不同的建设阶段特点和要求,从环境、能源、水资源、材料与资源、室内环境等方面进行评估。只有在前一阶段达到绿色建筑的基本要求,才能进行下一阶段的设计、施工工作。二是奥运评估体系在参考了日本的CASBEE 基础之上采用了质量(Quality)和环境负荷(Load)这两个指标。在具体评分时把评估条例分为Q 和L 两类:Q(Quality)指建筑环境质量和为适用者提供服务的水平;L(Load)指能源、资源和环境负荷的付出。两者综合起来即可对建筑物的绿色程度进行全面评价。
各国评价体系在指标内容构成和偏重点上有较大的差别,这是因为各国国情不一致,因此对于生态建筑内涵的诠释各有偏重。但是,这些评价指标体系也有一些共同特点,即都比较关注:减少资源和能源的耗用(能源、水资源、土地资源);材料回收和再利用,垃圾的收集和再生利用,污水处理和循环利用;创造健康舒适的居住环境,重点在室内空气质量、自然通风、自然采光和建筑隔声等。
另外一个共同点是普遍采用了分类列表的办法,把几大类问题分解为若干有序的层次,根据对当地的自然环境包括地区需求、气候因素、生态类型等以及建筑因素(如建筑形式、发展阶段等)等条件,从而构架出整个建筑指标体系的模型,然后根据一定的标准给各指标打分,最后用一定的方法对得分进行处理、得出结论。
3.3浙江省居住建筑节能技术经济评价体系的构建
建筑节能技术经济评价是一项复杂的系统工程,牵涉的因素非常多。这就决定了其往往要达到多个、有时甚至是相互矛盾的目标。故对建筑节能的评价,是在多因素相互作用下的一种综合判断,建立评价指标体系是进行建筑综合节能评价的基础性工作。
建筑节能技术经济评价指标体系的科学合理性直接影响着评估结果的准确性。传统的建筑节能和节能评价主要是分专业、分工种、分材料或技术门类进行的,这对新型建筑材料和再生能源的推广利用起到了一定的作用。但是从建筑整体节能效果的评价来说,则显现出极大的片面性和不足,在使用中往往顾此失彼,结果影响到节能技术和新型节能材料推广的速度。
夏热冬冷地区居住建筑节能综合评价指标体系将是由相互关联、相互制约、不同层次的指标群构成的一个有机整体,能较全面反映该地区居住建筑节能设计内涵的基本特征。
3.3.1居住建筑节能技术经济评价的步骤
居住建筑节能评价的主要步骤如下:
步骤一:选择评价指标,构建建筑节能技术经济综合评价体系。建筑节能是一项复杂的系统工程,影响因素众多。根据浙江省气候及居住建筑能耗的特点,选取有代表性的评价指标,对指标进行分类,构建建筑节能技术经济评价递阶层次结构模型。
步骤二:确定各指标权重。虽然选取的指标都是重要的、有代表性的,但各个指标对建筑节能的影响程度是不同的,指标之间的重要程度是不一样的。因此需要通过权重设置反映这种差异。目前,权重确定方法主要有两大类,即主观赋权法和客观赋权法。应结合建筑节能技术经济评价的特点,选择科学合理、可操作性强的指标权重确定方法。
步骤三:选择综合评价方法。多指标综合评价方法主要有下述几大类型:常规评价方法、运筹学和其他数学方法、统计方法、神经网络法。各种评价方法各有缺点,应结合建筑节能技术经济评价特点,选取最合理的方法。
步骤四:确定单指标评价标准。单指标评价是综合评价的基础,单指标评价需要基于一定的标准,包括一些国家和地方的标准、规范等。
步骤五:对示范工程进行综合评价。通过对示范工程世贸协安“景上公寓”项目的评价,检验所构建的评价指标体系和选择的评价方法的科学性、合理性和可操作性。
步骤六:结论和建议。
3.3.2评价指标的选取
1.浙江省气候及居住建筑能耗特点
浙江位于我国东部沿海,属于夏热冬冷地区。浙江气候总的特点是:季风显着,四季分明,光照较多,雨量丰沛,空气湿润,雨热季节变化同步,气候资源配置多样。浙江7月份气温比同纬度其他地区一般高出2℃左右,是在这个纬度范围内除沙漠干旱地区以外最炎热的地区,年平均气温15~18℃,极端最高气温33~43℃。1月份气温比同纬度其他地区一般要低8~10℃,是世界上同纬度下冬季最寒冷的地区,极端最低气温-2.2~-17.4℃;全省年平均日照时数1710~2100小时,日照较为充分。