在可持续发展成为世界追求的目标时,建筑业也关注能源和环境保护的可持续发展问题。在中国,建筑能源消耗量目前占国民经济总能源消耗量的25%左右,呈增长趋势,因此开展建筑节能工作有很大潜力。建筑能源消耗不仅影响国家能源供应,能源使用效率的高低也影响环境。例如,根据相关测试[1],城市内建筑周围挂满分体式空调时,会引起局部的热岛现象,空调的运行能源效率比COP显着下降,建筑周围的热环境也严重恶化。也就是说,建筑节能和居住环境是两个相互关联、相互影响的问题。
随着人们对生活质量要求的快速提高,建筑能耗以更高的速度增加,例如冬季供热地区正在迅速南扩大,北方地区的空调拥有量也在迅速增加。建筑物寿命一般较长,建筑节能改造困难,设计初期考虑建筑能源消耗和环境影响至关重要。在我国许多地区,不同气候、不同类型的建筑节能不能通过墙壁保温等措施解决[2],需要从建筑设计到建筑细布结构处理、环境控制设备和系统等各种技术的综合解决。
另一方面,建筑环境尤其是居住环境的质量越来越受到重视,居住区内的空气质量、办公室和居住室内的空气质量、噪音水平和交通状况备受瞩目。一些房地产开发商也注意到这一现象,纷纷推出以绿色、生态为宣传点的建设项目,但真正的绿色生态建筑或住宅区不仅可以通过多种绿化来解决,更重要的是考虑建筑物理环境中综合因素的影响,包括声音、光、气流、热、能耗等多个方面。
利用信息技术,以电脑模拟为主要手段,从建筑声学、光学、气流、微气候、空气质量、能耗等角度,对建筑设计方案进行全面评价,不仅有助于房地产开发人员提高建设水平,提高项目市场竞争力,还有助于提高普通消费者的生态意识、节能意识和环境意识,促进我国可持续发展。本文简要介绍清华大学提出的建筑生态环境和节能效果综合评价方法、战略等,以实例介绍具体评价内容,为中国实施建筑星评价标准进行有益探索。
2.评估系统介绍。
2.1.国外的经验。
关于建筑节能的评价,国外已经有了一些已经成熟并在实施的规范,并且有相应的标准模拟软件来评价建筑的节能状况以保证规范的实施。在美国有“节能之星”标准(Energy Star),这个标准实施已经有10年了。比美国的标准能源法案更节能30%。通过这个标准的实施,不增加初始投资就能节约30~50%的能源消耗,节约50%的建设时间。因为有了这个标准,可以创造出具有创新意义的节能技术和建材发明的氛围。由于该标准是针对美国某个地区制定的,在美国没有全国性的统一标准。例如,Title-24标准主要在加利福尼亚实施。
芬兰建立了能源消耗认证系统这一标准。香港也通过授予建筑认证证书的方式规范建筑能源消耗状况。俄罗斯在莫斯科也实施了能源护照这一建筑节能规范。它包含的节能标准MGSN,希望能够控制建筑设计、建筑和运行质量,为节能建筑提供潜在的购买者等信息,促进节能建筑的良性发展。这些规范没有包括环境质量的评价内容,但实际上节能的最终目的是提高环境水平,减少污染排放,实现可持续发展,必须在完整的建筑生态环境和节能评价标准中包括环境质量的评价。
2.2 主要内容。
建筑生态环境和节能效果评价系统综合分析建筑生态环境,从技术、经济、环境、能源、社会等角度进行研究,对建筑环境提出客观评价和可行建议。建筑生态环境的评价系统涉及内容广泛,包括小区规划评价,建筑单体评价,环境控制系统方案评价等等;牵涉到的关键技术较多,如建筑热环境模拟,计算流体力学(CFD),建筑日照分析与采光技术,噪声控制以及建筑材料技术等。这些内容的有机结合和相互交叉形成了建筑生态环境评价系统的技术核心。
开发成熟的软件系统实施建筑生态环境评价方法的基础。在我国形成可行的评价系统,最终可行的有效途径之一是开发可广泛应用的评价建筑生态和节能效果的软件平台,形成相应的激励,保障实施措施,形成系统。
2.3的评价方法。
一要的工作是研究住宅区生态和节能效果评价指标,从模块化软件的模拟模拟结果中提取能够充分反映建筑生态环境、能源消耗特征的评价参数,建立可操作的建筑环境评价软件平台的评价方法。
评估方法可采用模拟其运行状况的方法。这个方法有两个层次的标准,首先对于规划设计层次来说,可以通过模拟其日照,噪声,空气流场以及微气候等,对其规划和建筑设计直接进行评价。第二个层次,节能效果需要全年模拟分析,不仅仅是稳定的计算和设计计算,还需要提供节能效果星的评价等级。这两个层次必须同时满足。
2.4评价战略。
评价战略分为两个步骤:一住宅之前,使用评价软件模拟计划和设计图纸,提供相应的评价(Plansoreview)二、建设完成后,对建筑物进行实地抽查评价,确定建设是否与审查后的图纸一致
2.5是统一的特征。
总而言之,该评估系统具有以下主要特点:
A、清晰、易于理解和实施。
b、比较灵活,可以通过不同的手段达到相同的环境和节能效果;
c、数据丰富准确,可给予用户和房地产开发人员明确的结论和指导依据
d、激励机制完善,可操作。
3评价实例。
以下是建筑生态环境和节能效果综合评价的主要内容,以实例简要介绍。
3.1住在住宅区的声音环境中。
一个居住小区位于北京东四环路东侧,距四环路约400m,被现状小区和规划的城市干道划分为东、西两区。住宅区总面积为26公顷,容积率为2.0,户型以一梯两户或三户的上层、小上层单元(11~18层)构成的板楼为主,角落辅助一梯四户或六户的点式上层(14~18层),板楼前后间隔为40~60毫米。住宅区周边环境好,交通便利,但随着住宅区和周边道路、用地建设的完善,过境交通量可能增加,住宅区安静可能受到干扰,因此业主要求进行声环境评价。
据现场实测,图中的三大带状噪声源可能会影响住宅区的声音环境,因此分别进行了模拟分析。
图1-居住区声环境分析。
在分析的基础上,得到居住区内的噪音分布,颜色越深的建筑物的声音环境越差,在没有采取噪音防止绿带等噪音防止措施的情况下,面向街道的室外噪音水平不能满足居住区的室外白天低于55dB,夜晚低于45dB的国家标准。因此,笔者提出了合理的噪音。
图2-居住区噪声分布和住宅区示意图。
3.2建筑群空气流动分析。
以前住宅区为例,这种高层建筑、多层建筑混合存在的住宅区,其建筑群内部的空气流动状况对其微气候有重要影响,局部风速过大可能会给人们的生活带来不便,也可能在某些地方形成涡流和死角,不利于室内自然通风。因此,业主建议在规划设计阶段预测居住小区内的空气流动情况,以便合理评估小区内的微气候。
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