國內外綠色建筑評價標準中可再生能源利用與綠建等級評估的對比分析

李寶鑫+于迎雨+劉小芳

【摘要】可再生能源利用是各國綠色建筑標準中的重要內容，本文選取美國LEED、新加坡Green Mark和天津市綠色建筑評價標準中的公共建筑可再生能源利用要求相關內容進行對比分析，通過分析比較得出各標準相關內容的異同點，為國內公共建筑中可再生能源利用提出建議，并以天津市某辦公樓為例進行了案例分析。

【關鍵詞】綠色建筑 可再生能源利用 綠色建筑評價標準

Comparison and Analysis of Renewable Energy Utilization Requirements in Green Building Evaluation Standards

——Case study of one office building project in Tianjin

Li Bao-xin1，Yu Ying-yu2，Liu Xiao-fang1

（1.Tianjin Architecture Design InstituteTianjin300074;

2.Shandong Institute of Business And TechnologyYantaiShandong264005）

【Abstract】Renewable energy utilization requirements exist in LEED， Green Mark， and China Green Building Evaluation Standard as essential part for green building evaluation. This paper studies and analyzes the similarities and differences of the relevant requirements on renewable energy utilization in these standards. Finally， the suggestion of renewable energy utilization in green non-residential building is proposed and one office building project in Tianjin is studied as study case.

【Key words】Green Building;Renewable Energy Utilization;Green Building Evaluation Standard

1. 前言

（1）綠色建筑作為最大限度節(jié)約資源、保護環(huán)境和降低污染的與自然和諧共生的建筑，可再生能源的利用是綠色設計的一個重要方面。國內外綠色建筑評價體系均有對可再生能源利用率的要求，同時根據(jù)不同的綠色建筑評估等級規(guī)定了不同的可再生能源利用策略。

（2）目前的綠色建筑設計中可再生能源利用存在幾個方面的問題：缺少完整詳細的可再生能源利用方案分析過程;往往是在現(xiàn)有設計方案基礎上驗證可再生能源利用率是否達標;在現(xiàn)有設計方案基礎上疊加可再生能源利用方式，以滿足綠色建筑評價標準的要求?？稍偕茉蠢孟到y(tǒng)的初投資較常規(guī)系統(tǒng)高，上述問題可能會降低可再生能源系統(tǒng)的技術適用性和經濟合理性，同時盲目堆砌技術違反綠色建筑設計的理念。

（3）本文主要關注國內外綠色建筑評估體系對可再生能源利用的規(guī)定、不同可再生能源系統(tǒng)的技術特點等方面進行可再生能源利用方式的研究，首先分析了美國LEED標準、新加坡Green Mark標準、天津市綠色建筑標準對公共建筑可再生能源利用的相關要求，然后對相關內容進行了對比分析與研究，對我國綠色建筑中可再生能源利用進行思考，并結合天津市某辦公樓項目進行了案例分析。

2. LEED評價標準中可再生能源利用

美國LEED（Leadership in Energy and Environment Design）標準是美國綠建協(xié)會（U.S. Green Building Council）提出的以商業(yè)運作為主要運行模式的國際化的認證體系，包含街坊（LEED for Neighborhood Development）和建筑（LEED for New Construction， Core and Shell Development， Schools， etc）兩個層面的標準[1][2]。LEED標準鼓勵和認可的可再生能源利用分為兩種形式：場地內可再生能源和異地綠色能源。鼓勵采用項目現(xiàn)場可再生能源的自給來減少應用化石能源帶來的環(huán)境與經濟負擔，其評價是基于場地內可再生能源提供的量占建筑能耗費用的比例，不同評分對應的可再生能源比例要求如圖1所示。異地綠色能源在于鼓勵建筑應用電網資源和可再生能源技術，通過至少為期2年的可再生能源合同來從異地可再生能源產生的電力來滿足建筑35%的電耗。

圖1LEED NC標準中不同評分對應的可再生能源比例要求

表1新加坡Green Mark標準中可再生能源比例與評分

3. Green Mark評價標準中的可再生能源利用

Green Mark標準是由新加坡建設局制定并主導實施的、實踐比較成功并在亞洲國家具有較高影響力的一套評價標準。該標準鼓勵可再生能源在建筑中的應用，評分根據(jù)建筑的預測能源效率指標和可再生能源替代電耗的比例來進行（表1），最高得分為20分[3]。

4. 綠色建筑評估體系對可再生能源利用的規(guī)定

目前，我國綠色建筑申報中最常使用的綠色建筑評估體系主要有我國《綠色建筑評價標準》GB/T 50378-2006，在此標準基礎上衍生出許多地方綠色建筑評價標準。其中《天津市綠色建筑評價標準》（以下簡稱天津市綠建標準）是結合天津市的地域特點和發(fā)展情況而制定的，天津地區(qū)的所有綠色建筑項目均應依此標準進行評價。天津市綠建標準中規(guī)定太陽能、地熱能等可再生能源的使用量占建筑總能耗的比例大于5%（太陽能等可再生能源產生的熱水量滿足建筑生活熱水消耗量的25%，或可再生能源提供采暖（制冷）滿足建筑熱（冷）負荷的10%或者地熱供暖滿足建筑熱負荷的20%），得分20分，并設有優(yōu)選項鼓勵太陽能、地熱能等可再生能源的使用量占建筑總能耗的比例大于10%，對應的評分如圖2所示[4]。

圖2公共建筑中優(yōu)選項的可再生能源利用要求

圖3天津市某三星級辦公樓方案示意圖

圖4建筑屋頂?shù)奶栞椛淠M分析

5. LEED、Green Mark與天津市綠建標準中的可再生能源利用內容對比

5.1LEED標準、Green Mark標準、天津市綠建標準在公共建筑可再生能源利用方面都具有相關的要求，綜合比較各標準中相關內容，其相同點主要體現(xiàn)在：

（1）各標準都將建筑可再生能源的利用作為評價建筑綠色與否的重要內容，鼓勵建筑對場地內可再生能源的開發(fā)與利用;

（2）對應條款的評分都是基于可再生能源占建筑能耗的比例，以此鼓勵可再生能源盡可能多的采用。

圖5可再生能源利用方案確定思路

表2三星級綠色建筑的優(yōu)選項達標分析（公共建筑+設計標識）

5.2其不同點為：

（1）LEED標準除了鼓勵采用場地內可再生能源外還對異地綠色能源的應用進行鼓勵，對智能電網、可再生能源發(fā)電等技術的應用具有促進作用，并對合同能源的發(fā)展具有積極意義;

（2）關于可再生能源比例的計算，LEED標準基于建筑的能源賬單，Green Mark標準基于可再生能源發(fā)電量占建筑總電耗的比例，天津市綠建標準基于太陽能、地熱能等可再生能源轉為一次能源后占轉為一次能源后建筑總能耗的比例;

（3）LEED標準中對可再生能源的界定與天津市綠建標準不同，其中LEED標準認為地源熱泵等利用淺層地熱能的形式不為可再生能源利用;

（4）對于天津市綠建標準中三星級綠色建筑的評定可再生能源利用具有必要性，而LEED、Green Mark標準的較高等級評定對可再生能源利用的要求相對較低。對于根據(jù)天津市綠建標準申報三星級設計標識的公共建筑而言，在所有優(yōu)選項（12條）參評的條件下，至少需要滿足9條，得分不低于14分。設計標識階段優(yōu)選項達標分析如表2所示。對于一般公共建筑項目而言，透水地面面積比通常會成為制約因素;空氣質量監(jiān)控系統(tǒng)一般不具備實時報警功能;外遮陽以固定式外遮陽為主;利用舊建筑不具有普遍性，所以在不利用可再生能源的條件下，優(yōu)選項得分無法滿足要求，公共建筑的項數(shù)也不滿足要求。因此，對于綠色建筑目標為三星級的建筑項目，可再生能源利用是必不可少的。

6. 綠色建筑的可再生能源利用建議及案例分析

6.1項目概況

本文以天津市某辦公樓為例進行分析，該建筑面積為20000m2，綠色建筑目標為三星級（圖3）。場地位于淺層地熱能較適宜區(qū)，并具有地源熱泵埋管區(qū)域。天津市太陽能資源屬較豐富的二類地區(qū)，總輻射接近6000MJ/m2，可利用天數(shù)近200天，并且建筑屋頂遮擋較少（圖4）。

6.2可再生能源利用方案的確定思路

根據(jù)項目功能及定位，進行綠色建筑預評估，確定可再生能源利用要求。因地制宜，合理利用項目所在地的資源條件;同時注重技術適用性和經濟合理性，以較低的成本投入實現(xiàn)可再生能源的利用，最終滿足綠色建筑評價要求（圖5）。

6.3可再生能源利用方式的技術與經濟適用性比較

可再生能源的利用方式主要包括太陽能熱水系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、地熱水供暖系統(tǒng)和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)是通過設置太陽能集熱器、水箱等設備將太陽能轉換成生活熱水的熱能。地源熱泵系統(tǒng)利用淺層地熱能進行供冷供熱，充分利用了土壤的跨季節(jié)蓄熱。地熱水供暖系統(tǒng)以地熱水及其尾水梯級利用作為供暖熱源。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽輻射能轉換為電能。經過可再生能源利用方式比較（表3），本項目可再生能源利用形式為太陽能空調系統(tǒng)耦合地源熱泵系統(tǒng)，其中生活熱水作為空調系統(tǒng)的一個用戶末端對太陽能進行利用，最總建筑可再生能源利用比例約為30%，遠大于天津市綠建標準中要求的10%，為項目達到三星級提供有利條件。

表3本項目適宜的可再生能源利用方式比較 east;mso-hansi-font-family：Calibri;mso-hansi-theme-font：minor-latin'>表1新加坡Green Mark標準中可再生能源比例與評分

7. 結論與展望

LEED、Green Mark標準中關于可再生能源利用的相關內容對國家綠色建筑標準的相關內容具有啟示作用，應完善天津市綠建標準中對異地綠色能源的要求，以此促進合同能源、智能電網等技術的應用。同時在設計過程中應關注以下方面：

（1）在規(guī)劃和方案設計階段，將可再生能源利用考慮在內，不同的項目有一定的差異性，應結合項目的定位和功能，通過可再生能源利用方案比較，從技術可行性、經濟合理性和運營管理便利性等方面進行對比分析，綜合確定適宜的可再生能源利用方案。

（2）三星級公共建筑應優(yōu)先采用地源熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)作為可再生能源利用形式。

（3）對于地熱水供暖系統(tǒng)，在有資源條件的項目中可采用，但是地熱井對地下地質結構的影響還有待進一步研究和評估。

參考文獻

[1]LEED 2009 for Neighborhood Development.

[2]LEED 2009 for New Construction.

[3]BCA Singapore， BCA Green Mark for New Non-Residential Buildings Version NRB/4.1， 2013.01.

[4]天津市城鄉(xiāng)建設和交通委員會，天津市綠色建筑評價標準，Tianjin Green Building Evaluation Standard，DB/T29-204-2010.

[文章編號]1619-2737（2014）06-15-836

[作者簡介] 李寶鑫（1984.01-），學歷：碩士研究生，職稱：綠建工程師，可持續(xù)設計高級工程師，工作單位：天津市建筑設計院，可持續(xù)設計總監(jiān)，美國綠色建筑委員會認證專家（LEED AP（BD+C）），從事生態(tài)規(guī)劃、建筑可持續(xù)設計、環(huán)境建筑物理分析與應用、CAAD、國標綠建咨詢與LEED咨詢等工作。

圖2公共建筑中優(yōu)選項的可再生能源利用要求

圖3天津市某三星級辦公樓方案示意圖

圖4建筑屋頂?shù)奶栞椛淠M分析

5. LEED、Green Mark與天津市綠建標準中的可再生能源利用內容對比

5.1LEED標準、Green Mark標準、天津市綠建標準在公共建筑可再生能源利用方面都具有相關的要求，綜合比較各標準中相關內容，其相同點主要體現(xiàn)在：

（1）各標準都將建筑可再生能源的利用作為評價建筑綠色與否的重要內容，鼓勵建筑對場地內可再生能源的開發(fā)與利用;

（2）對應條款的評分都是基于可再生能源占建筑能耗的比例，以此鼓勵可再生能源盡可能多的采用。

圖5可再生能源利用方案確定思路

表2三星級綠色建筑的優(yōu)選項達標分析（公共建筑+設計標識）

5.2其不同點為：

（1）LEED標準除了鼓勵采用場地內可再生能源外還對異地綠色能源的應用進行鼓勵，對智能電網、可再生能源發(fā)電等技術的應用具有促進作用，并對合同能源的發(fā)展具有積極意義;

（2）關于可再生能源比例的計算，LEED標準基于建筑的能源賬單，Green Mark標準基于可再生能源發(fā)電量占建筑總電耗的比例，天津市綠建標準基于太陽能、地熱能等可再生能源轉為一次能源后占轉為一次能源后建筑總能耗的比例;

（3）LEED標準中對可再生能源的界定與天津市綠建標準不同，其中LEED標準認為地源熱泵等利用淺層地熱能的形式不為可再生能源利用;

（4）對于天津市綠建標準中三星級綠色建筑的評定可再生能源利用具有必要性，而LEED、Green Mark標準的較高等級評定對可再生能源利用的要求相對較低。對于根據(jù)天津市綠建標準申報三星級設計標識的公共建筑而言，在所有優(yōu)選項（12條）參評的條件下，至少需要滿足9條，得分不低于14分。設計標識階段優(yōu)選項達標分析如表2所示。對于一般公共建筑項目而言，透水地面面積比通常會成為制約因素;空氣質量監(jiān)控系統(tǒng)一般不具備實時報警功能;外遮陽以固定式外遮陽為主;利用舊建筑不具有普遍性，所以在不利用可再生能源的條件下，優(yōu)選項得分無法滿足要求，公共建筑的項數(shù)也不滿足要求。因此，對于綠色建筑目標為三星級的建筑項目，可再生能源利用是必不可少的。

6. 綠色建筑的可再生能源利用建議及案例分析

6.1項目概況

本文以天津市某辦公樓為例進行分析，該建筑面積為20000m2，綠色建筑目標為三星級（圖3）。場地位于淺層地熱能較適宜區(qū)，并具有地源熱泵埋管區(qū)域。天津市太陽能資源屬較豐富的二類地區(qū)，總輻射接近6000MJ/m2，可利用天數(shù)近200天，并且建筑屋頂遮擋較少（圖4）。

6.2可再生能源利用方案的確定思路

根據(jù)項目功能及定位，進行綠色建筑預評估，確定可再生能源利用要求。因地制宜，合理利用項目所在地的資源條件;同時注重技術適用性和經濟合理性，以較低的成本投入實現(xiàn)可再生能源的利用，最終滿足綠色建筑評價要求（圖5）。

6.3可再生能源利用方式的技術與經濟適用性比較

可再生能源的利用方式主要包括太陽能熱水系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、地熱水供暖系統(tǒng)和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)是通過設置太陽能集熱器、水箱等設備將太陽能轉換成生活熱水的熱能。地源熱泵系統(tǒng)利用淺層地熱能進行供冷供熱，充分利用了土壤的跨季節(jié)蓄熱。地熱水供暖系統(tǒng)以地熱水及其尾水梯級利用作為供暖熱源。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽輻射能轉換為電能。經過可再生能源利用方式比較（表3），本項目可再生能源利用形式為太陽能空調系統(tǒng)耦合地源熱泵系統(tǒng)，其中生活熱水作為空調系統(tǒng)的一個用戶末端對太陽能進行利用，最總建筑可再生能源利用比例約為30%，遠大于天津市綠建標準中要求的10%，為項目達到三星級提供有利條件。

表3本項目適宜的可再生能源利用方式比較 east;mso-hansi-font-family：Calibri;mso-hansi-theme-font：minor-latin'>表1新加坡Green Mark標準中可再生能源比例與評分

7. 結論與展望

LEED、Green Mark標準中關于可再生能源利用的相關內容對國家綠色建筑標準的相關內容具有啟示作用，應完善天津市綠建標準中對異地綠色能源的要求，以此促進合同能源、智能電網等技術的應用。同時在設計過程中應關注以下方面：

（1）在規(guī)劃和方案設計階段，將可再生能源利用考慮在內，不同的項目有一定的差異性，應結合項目的定位和功能，通過可再生能源利用方案比較，從技術可行性、經濟合理性和運營管理便利性等方面進行對比分析，綜合確定適宜的可再生能源利用方案。

（2）三星級公共建筑應優(yōu)先采用地源熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)作為可再生能源利用形式。

（3）對于地熱水供暖系統(tǒng)，在有資源條件的項目中可采用，但是地熱井對地下地質結構的影響還有待進一步研究和評估。

參考文獻

[1]LEED 2009 for Neighborhood Development.

[2]LEED 2009 for New Construction.

[3]BCA Singapore， BCA Green Mark for New Non-Residential Buildings Version NRB/4.1， 2013.01.

[4]天津市城鄉(xiāng)建設和交通委員會，天津市綠色建筑評價標準，Tianjin Green Building Evaluation Standard，DB/T29-204-2010.

[文章編號]1619-2737（2014）06-15-836

[作者簡介] 李寶鑫（1984.01-），學歷：碩士研究生，職稱：綠建工程師，可持續(xù)設計高級工程師，工作單位：天津市建筑設計院，可持續(xù)設計總監(jiān)，美國綠色建筑委員會認證專家（LEED AP（BD+C）），從事生態(tài)規(guī)劃、建筑可持續(xù)設計、環(huán)境建筑物理分析與應用、CAAD、國標綠建咨詢與LEED咨詢等工作。

圖2公共建筑中優(yōu)選項的可再生能源利用要求

圖3天津市某三星級辦公樓方案示意圖

圖4建筑屋頂?shù)奶栞椛淠M分析

5. LEED、Green Mark與天津市綠建標準中的可再生能源利用內容對比

5.1LEED標準、Green Mark標準、天津市綠建標準在公共建筑可再生能源利用方面都具有相關的要求，綜合比較各標準中相關內容，其相同點主要體現(xiàn)在：

（1）各標準都將建筑可再生能源的利用作為評價建筑綠色與否的重要內容，鼓勵建筑對場地內可再生能源的開發(fā)與利用;

（2）對應條款的評分都是基于可再生能源占建筑能耗的比例，以此鼓勵可再生能源盡可能多的采用。

圖5可再生能源利用方案確定思路

表2三星級綠色建筑的優(yōu)選項達標分析（公共建筑+設計標識）

5.2其不同點為：

（1）LEED標準除了鼓勵采用場地內可再生能源外還對異地綠色能源的應用進行鼓勵，對智能電網、可再生能源發(fā)電等技術的應用具有促進作用，并對合同能源的發(fā)展具有積極意義;

（2）關于可再生能源比例的計算，LEED標準基于建筑的能源賬單，Green Mark標準基于可再生能源發(fā)電量占建筑總電耗的比例，天津市綠建標準基于太陽能、地熱能等可再生能源轉為一次能源后占轉為一次能源后建筑總能耗的比例;

（3）LEED標準中對可再生能源的界定與天津市綠建標準不同，其中LEED標準認為地源熱泵等利用淺層地熱能的形式不為可再生能源利用;

（4）對于天津市綠建標準中三星級綠色建筑的評定可再生能源利用具有必要性，而LEED、Green Mark標準的較高等級評定對可再生能源利用的要求相對較低。對于根據(jù)天津市綠建標準申報三星級設計標識的公共建筑而言，在所有優(yōu)選項（12條）參評的條件下，至少需要滿足9條，得分不低于14分。設計標識階段優(yōu)選項達標分析如表2所示。對于一般公共建筑項目而言，透水地面面積比通常會成為制約因素;空氣質量監(jiān)控系統(tǒng)一般不具備實時報警功能;外遮陽以固定式外遮陽為主;利用舊建筑不具有普遍性，所以在不利用可再生能源的條件下，優(yōu)選項得分無法滿足要求，公共建筑的項數(shù)也不滿足要求。因此，對于綠色建筑目標為三星級的建筑項目，可再生能源利用是必不可少的。

6. 綠色建筑的可再生能源利用建議及案例分析

6.1項目概況

本文以天津市某辦公樓為例進行分析，該建筑面積為20000m2，綠色建筑目標為三星級（圖3）。場地位于淺層地熱能較適宜區(qū)，并具有地源熱泵埋管區(qū)域。天津市太陽能資源屬較豐富的二類地區(qū)，總輻射接近6000MJ/m2，可利用天數(shù)近200天，并且建筑屋頂遮擋較少（圖4）。

6.2可再生能源利用方案的確定思路

根據(jù)項目功能及定位，進行綠色建筑預評估，確定可再生能源利用要求。因地制宜，合理利用項目所在地的資源條件;同時注重技術適用性和經濟合理性，以較低的成本投入實現(xiàn)可再生能源的利用，最終滿足綠色建筑評價要求（圖5）。

6.3可再生能源利用方式的技術與經濟適用性比較

可再生能源的利用方式主要包括太陽能熱水系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、地熱水供暖系統(tǒng)和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)是通過設置太陽能集熱器、水箱等設備將太陽能轉換成生活熱水的熱能。地源熱泵系統(tǒng)利用淺層地熱能進行供冷供熱，充分利用了土壤的跨季節(jié)蓄熱。地熱水供暖系統(tǒng)以地熱水及其尾水梯級利用作為供暖熱源。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽輻射能轉換為電能。經過可再生能源利用方式比較（表3），本項目可再生能源利用形式為太陽能空調系統(tǒng)耦合地源熱泵系統(tǒng)，其中生活熱水作為空調系統(tǒng)的一個用戶末端對太陽能進行利用，最總建筑可再生能源利用比例約為30%，遠大于天津市綠建標準中要求的10%，為項目達到三星級提供有利條件。

表3本項目適宜的可再生能源利用方式比較 east;mso-hansi-font-family：Calibri;mso-hansi-theme-font：minor-latin'>表1新加坡Green Mark標準中可再生能源比例與評分

7. 結論與展望

LEED、Green Mark標準中關于可再生能源利用的相關內容對國家綠色建筑標準的相關內容具有啟示作用，應完善天津市綠建標準中對異地綠色能源的要求，以此促進合同能源、智能電網等技術的應用。同時在設計過程中應關注以下方面：

（1）在規(guī)劃和方案設計階段，將可再生能源利用考慮在內，不同的項目有一定的差異性，應結合項目的定位和功能，通過可再生能源利用方案比較，從技術可行性、經濟合理性和運營管理便利性等方面進行對比分析，綜合確定適宜的可再生能源利用方案。

（2）三星級公共建筑應優(yōu)先采用地源熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)作為可再生能源利用形式。

（3）對于地熱水供暖系統(tǒng)，在有資源條件的項目中可采用，但是地熱井對地下地質結構的影響還有待進一步研究和評估。

參考文獻

[1]LEED 2009 for Neighborhood Development.

[2]LEED 2009 for New Construction.

[3]BCA Singapore， BCA Green Mark for New Non-Residential Buildings Version NRB/4.1， 2013.01.

[4]天津市城鄉(xiāng)建設和交通委員會，天津市綠色建筑評價標準，Tianjin Green Building Evaluation Standard，DB/T29-204-2010.

[文章編號]1619-2737（2014）06-15-836

[作者簡介] 李寶鑫（1984.01-），學歷：碩士研究生，職稱：綠建工程師，可持續(xù)設計高級工程師，工作單位：天津市建筑設計院，可持續(xù)設計總監(jiān)，美國綠色建筑委員會認證專家（LEED AP（BD+C）），從事生態(tài)規(guī)劃、建筑可持續(xù)設計、環(huán)境建筑物理分析與應用、CAAD、國標綠建咨詢與LEED咨詢等工作。