綠色建筑技術(shù)體系在大型住宅項(xiàng)目中的綜合應(yīng)用

裘 磊

上海建工房產(chǎn)有限公司 上海 200086

現(xiàn)階段，隨著社會人居生活水平不斷提高，人們對住宅品質(zhì)的要求逐漸提升，如何打造一個(gè)綠色、健康、宜居的住宅項(xiàng)目已成為重中之重。這就要求在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造過程中要充分考慮不同綠色建筑評價(jià)體系的要求，并將其融入項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)行過程中。同時(shí)，為了營造健康、和諧、高效的居住環(huán)境，需要在設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)行環(huán)節(jié)將從關(guān)注建筑本身逐步拓展至關(guān)心建筑里的人，通過智能技術(shù)運(yùn)用，賦能住宅建筑健康升級[1-3]。為此，本文結(jié)合具體項(xiàng)目需求，在對比分析國內(nèi)外主流綠色建筑認(rèn)證評價(jià)體系的要求下，探索不同綠色建筑評價(jià)體系在同一項(xiàng)目中綜合運(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)。

1 綠色建筑認(rèn)證體系研究分析

目前，國際上主流的綠色建筑評價(jià)體系主要包括：中國綠色建筑評價(jià)體系、中國健康建筑評價(jià)體系、美國綠色建筑評價(jià)體系—能源與環(huán)境設(shè)計(jì)先導(dǎo)綠色建筑評估體系（Leadership in Energy & Environmental Design Building Rating System，簡稱LEED）、英國綠色建筑評價(jià)體系—建筑研究院環(huán)境評價(jià)法（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，簡稱BREEAM）、美國健康建筑評價(jià)體系WELL。其中，中國綠色建筑評價(jià)體系在國內(nèi)新建建筑中廣泛應(yīng)用，采用公益性＋區(qū)域強(qiáng)制性＋經(jīng)濟(jì)效益性模式，在國內(nèi)新建建筑中，尤其是大型項(xiàng)目中幾乎為強(qiáng)制性要求；中國健康建筑評價(jià)體系將從對建筑本身性能的關(guān)注回歸到人的體驗(yàn)和健康需求，為使用者營建一處健康、安全、舒適的高品質(zhì)建筑空間；美國綠色建筑評價(jià)體系LEED是目前在世界各國的各類建筑環(huán)保評估、綠色建筑評估以及建筑可持續(xù)發(fā)展評估標(biāo)準(zhǔn)中，被認(rèn)為是最完善、最有影響力的評估標(biāo)準(zhǔn)，自2003年進(jìn)入中國市場，在國內(nèi)項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛。英國綠色建筑評價(jià)體系BREEAM是世界上第一個(gè)綠色建筑評估體系，BREEAM的目標(biāo)是減少建筑物的環(huán)境影響，關(guān)注于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，包括社會、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的多個(gè)方面，是全球最廣泛使用的綠色建筑評估方法之一；美國健康建筑評價(jià)體系WELL提供一種設(shè)計(jì)和建筑模型，將人類健康特性融入建筑環(huán)境之中，是一種基于性能的系統(tǒng)，用于衡量建筑環(huán)境對人類健康的影響，健康建筑認(rèn)證在國內(nèi)住宅、辦公類項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用。

2 工程概況及綠色建筑評價(jià)體系選擇

蘇州海玥名都項(xiàng)目位于蘇州市相城區(qū)元和街道廣濟(jì)北路東、安元路北；整個(gè)地塊分為3期，整個(gè)地塊總用地面積為115 943 m2，總建筑面積415 521.39 m2，是集高層住宅、多層住宅于一身的高端住宅小區(qū)。本項(xiàng)目綠色建筑評價(jià)申報(bào)總建筑面積為356 059.98 m2，主要包含1#～3#、5#～12#、15#～16#、28#～32#，共18棟。建筑層數(shù)分別為1、2、5、6、7、10、11、16、28、29、30，32#為26層，高度78.75 m；3#為24層，高度72.75 m；8#、9#、15#、31#為17層，高度54.30 m；12#為16層，高度51.15 m。結(jié)構(gòu)形式主要為剪力墻結(jié)構(gòu)。

結(jié)合“綠色＋健康”已成為住宅產(chǎn)品升級的主流趨勢，以審視視角仔細(xì)研讀當(dāng)下中國居住風(fēng)潮，追求人、建筑與自然的和諧共榮，探索“海玥”綠色健康、科技智慧住宅建造新方向，明確了“建筑的發(fā)展趨勢將從只關(guān)注建筑本身的性能，逐步轉(zhuǎn)向更加關(guān)注建筑使用者的體驗(yàn)，綠色節(jié)能將向綠色健康進(jìn)行提升，健康建筑將作為綠色建筑發(fā)展的更高層次”的建設(shè)理念。圍繞這一理念，結(jié)合國內(nèi)外主流綠色建筑評價(jià)體系要求，確定了項(xiàng)目建設(shè)中國綠色建筑三星級設(shè)計(jì)、美國健康建筑WELL金級、英國綠色建筑BREEAM-GOOD級的認(rèn)證。

3 綠色三星關(guān)鍵技術(shù)體系應(yīng)用

在確立項(xiàng)目中國綠色建筑三星級設(shè)計(jì)、美國健康建筑WELL金級、英國綠色建筑BREEAM-GOOD級的認(rèn)證建設(shè)目標(biāo)后，仔細(xì)分析了3個(gè)認(rèn)證的評分體系側(cè)重點(diǎn)。其中，中國綠色建筑三星級設(shè)計(jì)三星認(rèn)證標(biāo)識，主要側(cè)重“節(jié)地與室外環(huán)境”“節(jié)能與能源利用”“節(jié)水與水資源利用”“節(jié)材與材料資源利用”“室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量”“提高與創(chuàng)新”；美國健康建筑WELL金級，主要側(cè)重于建筑中生活的人們健康問題，包含空氣、水、營養(yǎng)、光、健身、舒適、精神等各個(gè)方面；英國綠色建筑BREEAM-GOOD級，涵蓋了綠色建筑與健康建筑的部分共性，主要側(cè)重管理、室內(nèi)和健康、能耗、交通、水耗、材料、廢棄物、土地、污染等方面。

通過綜合分析以上3項(xiàng)綠色建筑評價(jià)體系的異同，以“成本造價(jià)可控、技術(shù)策略可實(shí)施、因地制宜”等因素為前提條件，合理地選擇項(xiàng)目的綠建配置，綜合運(yùn)用了多項(xiàng)智能科技，系統(tǒng)應(yīng)用了透水鋪裝、雨水回用系統(tǒng)、綠化自動灌溉系統(tǒng)、公共空間照明節(jié)能、高效圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫系統(tǒng)、LOW-E玻璃、遮陽系統(tǒng)、空調(diào)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)、獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)、末端直飲水系統(tǒng)、智能管家系統(tǒng)、BIM應(yīng)用等多項(xiàng)技術(shù)，打造了集健康科技產(chǎn)品與綠色建造技術(shù)為一體的新一代綠色健康住宅典范。

3.1 室外透水鋪裝技術(shù)

本項(xiàng)目室外硬質(zhì)鋪裝大量運(yùn)用透水磚及透水瀝青等透水鋪裝。透水磚具有良好的透水、透氣性能，可使雨水迅速滲入地下，補(bǔ)充土壤水和地下水，保持土壤濕度，改善城市地面植物和土壤微生物的生存條件。同時(shí)，其也可以吸收水分與熱量，調(diào)節(jié)地表局部空間的溫濕度，對調(diào)節(jié)城市小氣候、緩解城市熱島效應(yīng)有較大的作用。本項(xiàng)目全區(qū)綠地率為37.00%，透水鋪裝面積比例為67.80%，有效緩解了城市熱島效應(yīng)。

3.2 雨水回用技術(shù)

為契合海綿城市要求，項(xiàng)目主要通過硬質(zhì)鋪裝、透水鋪裝、下凹式綠地對場地內(nèi)雨水徑流量進(jìn)行控制，根據(jù)70%年徑流總量控制率對應(yīng)的控制雨量18.5 mm進(jìn)行計(jì)算，得出場地內(nèi)設(shè)計(jì)降雨控制量為2 144.95 m3，徑流控制的年徑流雨水量為1 137.41 m3，因此還剩余1 007.54 m3的雨水需進(jìn)行控制。通過下凹式綠地（下凹150 mm）以及雨水回用蓄水池（483 m3）對剩余的場地雨水徑流進(jìn)行有效控制。經(jīng)計(jì)算，雨水回用儲蓄池及下凹式綠地可控制年降雨量為1 140.76 m3＞1 007.54 m3，滿足要求。

經(jīng)過對當(dāng)?shù)啬杲涤炅?、室外場地?biāo)高、設(shè)備空間以及經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，對建筑屋面及周邊綠化雨水進(jìn)行收集，經(jīng)過雨水處理設(shè)備處理后，達(dá)到室外用水水質(zhì)要求，回用于室外綠化灌溉、道路沖洗以及地下室洗車。通過屋面雨水收集、路面透水鋪裝、草坪下安裝雨水收集模塊，將收集的雨水送至收集池，采用初期棄流、絮凝加藥、次氯酸鈉消毒等工藝處理，實(shí)現(xiàn)雨水回收再利用。經(jīng)測算屋面收集面積7 572 m2，道路收集面積13 900 m2，綠化收集面積11 960 m2；室外綠化用水面積32 662 m2，道路用水面積36 661.6 m2，洗車每天48次，經(jīng)逐月平衡計(jì)算，年雨水利用量9 525.56 m3，建筑總用水量336 618.46 m3，非傳統(tǒng)水源利用率為2.83%（圖1）。

圖1 雨水回收利用系統(tǒng)

3.3 綠化自動滴灌技術(shù)

本項(xiàng)目綠化率較高，經(jīng)估算綠化率為37%；同時(shí)，喬灌木眾多，通過分析對比利用滴灌技術(shù)更利于節(jié)約水資源。因此，室外綠化灌溉均采用自動滴灌技術(shù)，配有土壤濕度感應(yīng)器，通過感應(yīng)室外降雨情況以及土壤的濕度進(jìn)行自動啟停。全區(qū)綠化面積為42 899 m2，采用滴灌的綠化面積為42 830.4 m2，比例達(dá)99.84%。

3.4 公共空間照明節(jié)能技術(shù)

照明光源均選用T5管徑日光燈管、LED燈管、緊湊型熒光燈等，配電子鎮(zhèn)流器，其功率因數(shù)≥0.9，對于不同空間的使用情況以及照度需求進(jìn)行了權(quán)衡，最終經(jīng)計(jì)算，地上及地下區(qū)域的照明功率密度以及照度均滿足GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的目標(biāo)值要求。燈具控制方面也是根據(jù)不同場所的性質(zhì)，設(shè)置了多種智能照明控制方式，住宅門廳采用感應(yīng)控制；電梯廳、樓梯間、走廊采用節(jié)能延時(shí)開關(guān)控制；地下機(jī)動車庫采用集中智能控制。通過節(jié)能燈具的應(yīng)用以及節(jié)能控制措施，能有效降低照明所帶來的能源消耗（圖2）。經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目戶內(nèi)區(qū)域的照度均滿足美國WELL及英國BREEAM標(biāo)準(zhǔn)中對各區(qū)域可見光的照度的要求。

圖2 地下車庫集中智能控制

3.5 高效節(jié)能圍護(hù)技術(shù)

為了提高建筑的節(jié)能與保溫性能，通過合理控制窗墻比（東向0.02、南向0.31、西向0.02、北向0.15）、采用高性能圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫材料（屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)0.58，外墻傳熱系數(shù)0.83，外窗傳熱系數(shù)東南西朝向2.00、北向2.40）以及遮陽系統(tǒng)（主要功能空間設(shè)置內(nèi)置百葉遮陽系統(tǒng)）等，最終滿足DGJ 32/J71—2014《江蘇省居住建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的節(jié)能要求，節(jié)能率達(dá)到75.89%（規(guī)范要求65%）；供暖空調(diào)全年計(jì)算負(fù)荷相比JGJ 134—2010《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》降低22.49%（規(guī)范要求降低5%）。特別是本工程選擇采用了高效的“保溫”圍護(hù)結(jié)構(gòu)（表1），外墻采用復(fù)合巖棉板及發(fā)泡水泥板，外窗采用Low-e玻璃＋中置百葉，使得住宅室內(nèi)具備更加舒適的體感溫度，更靈活的外遮陽，有效降低能耗。經(jīng)計(jì)算，通過在住宅東、南、西3個(gè)朝向設(shè)置中置百葉，項(xiàng)目外窗和幕墻透明部分中，有可控遮陽調(diào)節(jié)措施的面積比例均大于50%，能有效降低夏季太陽輻射得熱，降低空調(diào)能耗。經(jīng)模擬計(jì)算，高效“保溫”圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能率達(dá)到75.89%，供暖空調(diào)全年計(jì)算負(fù)荷降低幅度達(dá)到10%以上，最不利樓棟2#樓的全年負(fù)荷降低22.49%。

表1 高效“保溫”圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式

3.6 空調(diào)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

項(xiàng)目位于夏熱冬冷地區(qū)，建筑的能耗產(chǎn)生主要來自于設(shè)備能耗，考慮到住宅建筑室內(nèi)空調(diào)設(shè)備使用的實(shí)際情況，最終選用了變頻多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)（圖3），上送上排。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)性能參數(shù)均比規(guī)范要求的4.0提升了36%～58%，制冷量11.2 kW的多聯(lián)機(jī)空調(diào)性能參數(shù)為6.32，制冷量15.5 kW的多聯(lián)機(jī)空調(diào)性能參數(shù)為5.47，制冷量18 kW的多聯(lián)機(jī)空調(diào)性能參數(shù)為6.0。多聯(lián)機(jī)制冷綜合性能系數(shù)（IPLV）不僅較標(biāo)準(zhǔn)提高35%以上，達(dá)到1級能效指標(biāo)要求，還可根據(jù)不同房間的需求進(jìn)行靈活控制，避免部分空間無人時(shí)帶來的能耗浪費(fèi)（表2）。通過高效圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫以及室內(nèi)高性能空調(diào)設(shè)備的應(yīng)用，項(xiàng)目總體能耗達(dá)到30.28%（規(guī)范要求5%）。室內(nèi)PMV基本處于0～0.9之間，PPD基本處于11%以下，基本能夠滿足BREEAM標(biāo)準(zhǔn)的要求。

圖3 空調(diào)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)布置示意

表2 項(xiàng)目全年總體能耗計(jì)算

3.7 全熱交換新風(fēng)系統(tǒng)

為提供健康宜居的室內(nèi)環(huán)境，各戶均設(shè)有獨(dú)立的全熱交換新風(fēng)系統(tǒng)（圖4），全熱交換器安裝于儲藏室等處的吊頂內(nèi)，帶有去除PM2.5的功能。新風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部配置具備G4級初效過濾、中高效F8靜電除塵、H11亞高效過濾的3層過濾模塊，其PM2.5過濾等級更高，滿足美國WELL標(biāo)準(zhǔn)中MERV13的過濾等級要求，可以為住戶提供健康宜居的室內(nèi)環(huán)境。此外，模擬分析表明：空調(diào)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)與新風(fēng)系統(tǒng)綜合運(yùn)行工況下，室內(nèi)流場分布均勻，風(fēng)口下方局部區(qū)域風(fēng)速大于0.3 m/s，主要是由于模擬分析模型中的送風(fēng)口形式為垂直送風(fēng)口，與實(shí)際送風(fēng)口形式存在差異；項(xiàng)目實(shí)際送風(fēng)口為旋流風(fēng)口，將有效地改變氣流方向和減小送風(fēng)速度，使得實(shí)際送風(fēng)速度小于0.3 m/s，滿足GB 50736—2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。

圖4 全熱交換新風(fēng)系統(tǒng)布置示意

3.8 末端直飲水系統(tǒng)

美國健康評價(jià)體系WELL中對直飲水中相關(guān)物質(zhì)的體積質(zhì)量的要求如下：鋁小于0.2 mg/L、氯化物/氯小于250 mg/L、錳小于0.05 mg/L、鈉小于270 mg/L、硫酸鹽類小于250 mg/L、鐵小于0.3 mg/L、鋅小于5 mg/L、總的可溶性固體小于500 mg/L。通過戶內(nèi)提供直飲水末端，可以滿足以上要求。為此，項(xiàng)目配備過濾形式為RO反滲透的末端“直飲水系統(tǒng)”，可有效去除飲用水中的重金屬、細(xì)菌、溶解鹽等雜質(zhì)，從而達(dá)到直接飲用規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，滿足美國健康建筑標(biāo)準(zhǔn)WELL和英國綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)BREEAM中對于住戶直飲水水質(zhì)的要求。

3.9 智能管家系統(tǒng)

“綠色＋健康”已成為住宅產(chǎn)品升級的方向，其顯著的特征是家居的智能化。為此，本項(xiàng)目結(jié)合主流智能家居控制方式，綜合對比分析了有線系統(tǒng)與無線系統(tǒng)組網(wǎng)方式的優(yōu)劣（表3），最終選用了“雙網(wǎng)搭接”的方式，即分布式總線與無線擴(kuò)展，建立了“全感智能”智慧家居系統(tǒng)，形成了涵蓋智能溫感系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)與全屋智能語音系統(tǒng)的智能管家系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)窗簾自動拉伸、燈光控制、地暖空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)控等智能家居體驗(yàn)。

表3 有線系統(tǒng)與無線系統(tǒng)優(yōu)劣對比

3.10 BIM技術(shù)應(yīng)用

在設(shè)計(jì)階段利用BIM技術(shù)進(jìn)行全專業(yè)建模，從而為項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過程中存在的一些問題提供碰撞報(bào)告，協(xié)助設(shè)計(jì)院優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如凈高分析、管線綜合的優(yōu)化、維修空間的優(yōu)化，并出具優(yōu)化管綜圖紙，提出優(yōu)化建議，盡量將問題前置進(jìn)行處理，避免后期在施工階段反復(fù)修改調(diào)整。前期圖紙主要問題在于風(fēng)管尺寸標(biāo)注不全、部分區(qū)域凈高不足可能導(dǎo)致風(fēng)管與水管的位置沖突以及功能空間凈高不足，車庫車行道上方橋架與水管位置重疊和機(jī)電管線過低、檢修空間不足等問題。此外，在工程機(jī)電安裝過程中也采用基于BIM的管線綜合布置技術(shù)，合理分布機(jī)電工程各專業(yè)管線的位置，在設(shè)計(jì)交底和綜合審圖階段，由機(jī)電總承包方采用機(jī)電管線綜合平衡技術(shù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)和施工之間的銜接，為機(jī)電總承包方有效協(xié)調(diào)各機(jī)電專業(yè)分包方的施工提供了有力的技術(shù)支持，為施工的順利進(jìn)行創(chuàng)造條件，將返工率降低到零點(diǎn)。

4 結(jié)語

本項(xiàng)目結(jié)合“綠色＋健康”的住宅產(chǎn)品升級的主流趨勢，分別取得了中國建筑綠色三星級設(shè)計(jì)、美國健康建筑WELL金級、英國綠色建筑BREEAM-GOOD級3個(gè)重量級的綠色建筑認(rèn)證，主要綠色建筑技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：

1）室外場地采用透水瀝青、透水地磚等透水鋪裝材料，透水鋪裝面積比例達(dá)67.8%，能有效降低地表徑流，通過硬質(zhì)鋪裝、透水鋪裝、下凹式綠地對場地內(nèi)雨水徑流量進(jìn)行控制，契合海綿城市要求。

2）高效保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)能降低建筑能耗，經(jīng)模擬計(jì)算，高效保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能率達(dá)到75.89%，供暖空調(diào)全年計(jì)算負(fù)荷降低幅度達(dá)到10%以上。

3）變頻多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)與全熱交換新風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用，確保了室內(nèi)PMV基本處于0～0.9之間，PPD基本處于11%以下，基本能夠滿足BREEAM標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4）采用有線系統(tǒng)與無線系統(tǒng)組網(wǎng)“雙網(wǎng)搭接”方式的“全感智能”智慧家居系統(tǒng)，形成了涵蓋智能溫感系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)與全屋智能語音系統(tǒng)的智能管家系統(tǒng)，符合家居智能化發(fā)展趨勢。

5）采用BIM全專業(yè)建?？沙浞謱?shí)現(xiàn)機(jī)電管線設(shè)計(jì)與施工銜接，盡量將問題前置進(jìn)行處理，避免后期在施工階段反復(fù)修改調(diào)整。