我国绿色建筑发展现状及其环境效益研究

中债资信2018年11月30日10:40分类:分析报告

在建设部2006年制定、2014年修订的《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006、GB/T50378-2014)中,绿色建筑(greenbuilding)定义为,在全寿命期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材,简称“四节”)、保护环境、减少污染(通常称为“一环保”),为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。全生命周期是指从原材料的开采、材料与构件生产、规划与设计、建造与运输、运行与维护及拆除与处理(废弃、再循环和再利用等)的全循环过程。

由概念可知,绿色建筑中的“绿色”并非简单的建筑绿化程度,而是强调建筑的经济效益性和环境友好性,例如利用自然资源的水平及节能水平;同时指出建筑对环境效益,例如是否减少环境污染、减少二氧化碳的排放;此外也兼顾了建筑的社会效益,比如“健康”、“适用”和“高效”。之所以强调建筑的“四节一环保”性能,是因为随着房屋建筑需求增加、城镇化进程加快、采暖区向南扩展及家用电器品种数量增加,建筑能耗已成为与工业、交通能耗并列的三大能耗之一,其中建筑的能耗约占三到四成,同时也是碳排放大户。绿色建筑一定为节能建筑,且在节能建筑的基础上同时考虑可再生能源的利用、节水、节材、节地、室内环境质量和智能控制的内容,更加强调可持续性,因此节能建筑不一定是绿色建筑。

一、绿色建筑概况

(一)我国绿色建筑相关政策

上个世纪80年代,伴随建筑节能问题的提出,绿色建筑概念开始进入我国,绿色建筑技术、评价体系等研究逐步兴起,建筑节能工作在全国范围内展开。2006年6月1日,原住房和城乡建设部出台了《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006),第一次为绿色建筑贴上了标签;2006年和2007年,住房和城乡建设部又出台了《绿色建筑评价技术细则(试行)》和《绿色建筑评价标识管理办法》等等,逐步完善适合中国国情的绿色建筑评价体系。

国务院在发布的《关于转发发展改革委、住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》中提出“十二五”期间完成新建绿色建筑10亿平方米;到2015年末,20%的城镇新建建筑达到绿色建筑标准要求。同时还对“十二五”期间绿色建筑的方案、政策支持等予以明确。随后,住房和城乡建设部并于2014年和2015年分别对《绿色建筑评价标准》和《绿色建筑评价技术细则》进行修订。

(二)我国绿色建筑标识管理及发展概况

我国绿色建筑评价标准将绿色建筑分为一星级、二星级、三星级3个等级。住房和城乡建设部于2017年12月发布了《关于进一步规范绿色建筑评价管理工作的通知》(建科(2017)238号),提出建立绿色建筑评价标识属地管理制度。绿色建筑评价标识实行属地管理,各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团住房城乡建设主管部门负责本行政区域内一星、二星、三星级绿色建筑评价标识工作的组织实施和监督管理。通知要求推行第三方评价。由具有评价能力和独立法人资格的第三方机构(以下简称评价机构)依据国家和地方发布的绿色建筑评价标准实施评价,出具技术评价报告,确定绿色建筑性能等级。

中国建筑节能协会能耗统计专委会统计数据显示,2015年中国建筑总面积达到613亿平方米,建筑能源消费总量为8.57亿吨标准煤,占全国能源消费总量的20%[中国建筑节能协会能耗统计专委会.《中国建筑能耗研究报告(2017)》]。截至2016年底,全国累计绿色建筑面积超过8亿平方米,仅占全国建筑总面积的1.3%左右,能达到绿色建筑要求的建筑占比很低。在绿色建筑领域内,全国累计获得绿色建筑一星标识项目4,186个,占全国累计绿色建筑评价标识项目的57.91%;累计获得绿色建筑二星标识项目2,243个,占比31.03%;累计获得绿色建筑三星标识项目800个,占比11.07%;三星标识项目总体偏少[前瞻产业研究院,《2018-2023年中国绿色建筑行业发展模式与投资预测分析报告》]。

二、绿色建筑评估

绿色建筑的星级认证评价,本身即为系统性的综合评估,同时属于建筑领域具有很强的专业性和全面性的认证结论,“四节一环保”也基本能涵盖建筑与生态环境影响所需要关注的各个方面。然而另一方面,具体的绿色建筑评价工作涉及方面众多,建筑行业外的非本专业人士虽然可以通过不同的星级等级来简单评判建筑的绿色程度,但具体到某个绿色建筑的生态环境方面的评估时,仍需要在绿色星级之外,考察各具体项目在“四节一环保”等方面中某些要素的特定表现,特别是建筑对生态环境具有更为直接和明确影响的若干要素的实际表现情况。此外,各绿色建筑项目还特别需要考虑建筑项目在特定区域环境内所需要特别考察的区位影响因素。

本研究着重分析绿色建筑评价标准中,在评判项目的常规建筑性能以外,项目可能对生态环境产生重要影响的主要因素,并从此若干因素中分析和判断项目的表现水准,进而用以综合评估和判断绿色建筑的绿色程度。

(一)绿色建筑的星级评估

根据绿色建筑评价标准,绿色建筑评价应遵循因地制宜的原则,结合建筑所在地域的气候、环境、资源、经济及文化等特点,对建筑全寿命期内节能、节地、节水、节材、保护环境等性能进行综合评价。绿色建筑评价指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理、运营管理7类指标组成;每类指标均包括控制项、评分项和加分项。

2014年修订后的评价标准,相较于2006版增加了施工管理的评价指标,但不对施工管理和运营管理2类指标进行评价,但可预评;相关条文每类指标的划分依然采用三档,其中控制项的评定结果为满足或不满足,评分项和加分项的评定结果为分值,3个等级的绿色建筑均应满足所有控制项的要求,且每类指标的评分项得分不应小于40分,最终总得分为各个指标加权合计分数,按照该加权合计分数将绿色建筑划分为一星级(对应得分为50分)、二星级(对应得分为60分)、三星级(对应得分为80分)3个等级。

绿色债券支持项目目录》中,将绿色建筑二星级及以上列为了可支持的绿色项目,因而在实际的绿色建筑评估中,绿色建筑的星级认证是基础性的评估材料。同为二星、三星级绿色建筑,其建筑的综合表现是通过综合打分所得,在各方面的表现仍有差异。具体到与能源资源消耗和生态环境相关的领域,各方面的表现可能仍有差异。因此,中债资信在评估绿色建筑此类的绿色项目时,除了参考星级认证结论之外,还将特别关注各项目在“四节一环保”方面中的重要指标要素的表现。

(二)绿色评估的关注要素

1、节能

建筑使用过程中大量消耗电能、热能、冷能来实现室内升温、降温、照明等功能,若采用电直接供暖、制冷或加湿将会造成资源的浪费。为了降低建筑的能耗,通常可从建筑结构、制冷通风系统、照明与电气系统和能量综合利用等方面采取措施来实现能耗的降低。

建筑结构方面,外窗、玻璃幕墙的可开启部分能使建筑获得良好的通风,良好的设计可实现建筑内部的自然循环通风,改善建筑内部环流,进而也减少使用电力驱动建筑内部强制通风和气流循环的能源消耗。

围护结构是指建筑及房间各面的围挡物,如门、窗、墙等,能够有效地抵御不利环境的影响,而围护结构的热工性将直接决定建筑的采暖和制冷的空气调节能耗。围护结构的总体热工性能是否符合基本的节能设计要求、同时能优于普通建筑的入门级别的要求,可以有效保证绿色建筑的节能属性优良。

目前可用的节能途径包括:太阳能光热系统、太阳能光伏系统、地源热泵系统、毛细管三维辐射采暖制冷系统、温湿度独立控制空调系统、光导管采光系统、智能照明系统、建筑自身设计结构节能(自然通风、自然采光、墙体节能、窗户节能及屋面节能)等,外窗、玻璃幕墙的可开启部分能使建筑获得良好的通风。例如北京奥运村采用的建筑一体化的太阳能热水系统,该系统包括集热系统、储热系统、换热系统和生活热水系统,在奥运会期间该太阳能热水系统为参赛的16万多名运动员提供洗浴热水,奥运会后,其又成为周边近2,000户居民生活热水的来源。

绿色评估中,绿色建筑在节能方面的表现,主要可以通过表3中对于建筑能源消耗有主要影响的若干要素,综合考察受评估的建筑表现水准。特别地,各建筑有无根据当地的自然资源条件,充分合理地利用可再生能源、区域主导能源等有利条件,尽可能实现建筑的节能降耗。

2、节地

“节地”是绿色建筑“四节一环保”的重要组成部分,主要包括土地利用、室外环境室及交通设施与公共服务三个主要方面。其中土地利用涉及节约集约用地、绿化用地设置、地下空间利用三个重要方面,鼓励建设项目适度提高容积率、建设普通住宅并充分利用地下空间,从而实现提高土地使用效率、节约集约利用土地的目的;同时引导建设项目优化建筑布局与设计,设置更多的绿化用地,提高土地使用的生态功能,从而改善和美化环境、调节小气候、缓解城市热岛效应;室外环境涉及光污染控制、环境噪声控制、风环境要求、降低热岛强度的措施;交通设施与公共服务涉及公共交通联系、无障碍设计、停车场所设置、公共服务配置四个重要方面。

根据以上与节地有关的措施,结合绿色本质要求,选出容积率、绿地率、降低热岛强度、公共交通设施、公共服务设施和绿化方式与植物等6个主要要素,对绿色建筑进行评估,如表4所示。

3、节水

根据调查显示,全国670座建制城市中有400座不同程度的缺水,110座严重缺水正常年份全国城市缺水60亿万m3。面对这种严峻的缺水形式,国家的政策调节和人们的节水意识都显得尤为重要。绿色建筑中的节水措施分为使用替代水源与提高用水效率两类。

替代水源方面,目前建筑中常用的替代水资源包括雨水、中水、冷凝水等。中水主要来源于建筑生活排水,包括冷却排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水等杂质排水(不含厨房排水),也包括卫生器具排水。这些水经过处理后,达到规定水质标准便形成了中水。根据调查显示,我国目前建筑生活废水占建筑总排水量中,住宅为69%,宾馆、饭店为87%,办公楼为40%。若将这些水收集起来经过净化处理成为中水,便相当于增加了城市的供水量。在我国,目前已有超过1/3的大城市引入了市政中水系统,便于各个建筑直接接入使用。雨水利用是一种综合考虑雨水径流污染控制、城市防洪以及生态环境的改善等要求。现阶段雨水回用主要为三个方面:调蓄排放、地面雨水入渗、回收利用屋面雨水。对雨水进行收集和利用,不仅可以直接补充水资源用于非饮用水,还可以通过保护河流水系的自然形态、增加坑塘湿地等下渗系统,保障地表水和地下水的健康循环和交换,可以间接地补充城市水资源。

绿色建筑中采用雨水及污水回收系统的典型案例中,北京奥运村将水处理系统与景观、花房相结合,在花房中的植物与微生物环境下实现自然净化污水,然后将其用于景观绿植的灌溉中,实现了污水的回收利用;世博中心利用屋面收集雨水,并将其用于道路冲洗和绿化灌溉,并通过绿地和渗水材料铺设路面、广场、停车场等使得雨水蓄渗回灌,从而实现水资源的充分利用。

替代水源的优势在于减少自然水源的过量消耗,在非饮用水领域内大量使用,如绿化灌溉、地面清洗、景观水体补水、冲厕、洗车等。特别是水资源比较紧缺的内陆城市,使用替代水源可较大程度额分担城市供水压力。但替代水源的不足在于成本较高。对于那些没有市政中水的城市,引入替代水资源,势必会在建筑内增加一套专门收集和处理替代水源的系统,根据水处理等级和设备类型的不同,造价在几十万元到几百万元不等,并且该类系统的运营和维护成本也随着使用年限的增加而大幅上涨,由此限制了替代水源的普及程度。

用水效率方面,绿色建筑可通过采取有效措施避免管网漏损、给水系统无超压出流现象、使用较高用水效率等级的卫生器具、绿化灌溉采用节水灌溉方式、空调设备或系统采用节水冷却技术等。国际上有很多种用水效率高的节水器具,如自动感应水龙头、曝气水龙头、节流喷头、改进型低高(位)冲洗水箱、免冲式小便器等等。节水器具一般分为两种,一种是分流节水控制用水量,一种是通过感应式的装置控制水的用量达到节水目的。例如,在住宅建筑与公共建筑生活用水中,便器冲洗水量通常占到全天用水量的30%~40%,因此是建筑节水的重点区域。目前市面上的节水便器多为延时自闭冲洗阀式便器或自动感应冲洗便器,节水效率可以达到12%左右。

根据以上分析,在绿色建筑节水评估中,需要予以关注的要素包括了6个充分体现用水效率及替代水源利用情况的指标,具体如表5所示。

4、节材

建筑材料作为建筑的载体,是建筑的物质基础和基本元素。绿色建筑材料在满足建筑所需的基本质量标准的前提下,在原料采集、生产制造、材料使用、废弃再生的全寿命周期过程中减少对地球资源、能源的消耗,降低环境的负荷,有利于建筑使用者身心健康,满足建筑绿色发展需求的建筑材料,主要体现在低消耗、低能耗、低排放、无污染、多功能、可循环利用六大方面。

节材主要通过建筑材料就地取材,或者建筑材料生产点位于施工现场500公里范围内;采用耐用性能好的建筑材料,比如高强度钢、高性能混凝土、高性能混凝土外添加剂等;建筑垃圾资源化综合利用,提高可循环利用材料的应用占比,在保证房屋结构性能及居住要求的前提下,采用以工业或生活废弃物为原料的建筑材料;结构性施工与装修工程一次施工到位等方面,避免重复装修造成材料浪费;使用可改善室内空气质量的功能性装修修饰材料。在评价建筑的节材指标过程中,选取土建工程与装修工程一体化设计、采用工业化生产的预制构件、选用本地生产的建筑材料、现浇混凝土采用预拌混凝土、合理采用高强建筑结构材料及采用可再利用材料和可再循环材料等指标进行评价。主要关注的指标如表6所示。

5、环保

绿色建筑对室内空气质量、热环境、光环境、声环境等都有不同程度的改善,这些改善有助于提高建筑的舒适性,提高使用者的工作效率,降低疾病概率。在评价建筑环保性能是选取主要功能房间的室内噪声级、改善建筑室内天然采光效果、采取可调节遮阳措施降低夏季太阳辐射得热、供暖空调系统末端现场可独立调节、优化建筑空间平面布局和构造设计改善自然通风效果及地下车库设置与排风设备联动的一氧化碳浓度监测装置等6个指标进行评价,如表7所示。

特别地,对于已经建成投运的绿色建筑而言,绿色建筑评价标准内对运营期设置了市内空气质量标准。在建成运营满一年后,标准重点关注了包括氨、甲醛、苯、总挥发性有机物(TVOC)和氡的浓度限值,其中前三项为1小时均值,TVOC为8小时均值,氡则需为年均值,各污染物均不得高于质量标准的限值。对于建成投运的绿色建筑项目,需要关注室内空气质量是否达标、如未达标是否及时采取有效措施消除污染源、并实现空气质量达标。

三、绿色建筑的环境效益及环境影响

(一)绿色建筑的环境效益

在建筑的建造和使用过程中,需要消耗大量的自然资源,同时增加环境负荷。据统计,人类从自然界所获得的50%以上的物质原料用来建造各类建筑及其附属设备。这些建筑在建造和使用过程中又消耗了全球能量的50%左右;与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等占环境总体污染的34%;建筑垃圾占人类活动产生垃圾总量的40%。因此,建筑的节能减排成为未来的大趋势[《绿色建筑评价标准编制说明》]。

绿色建筑的环境效益,其实从“四节一环保”中即可以得到体现,即包括节约能源、节约土地、节约水源、节约其他的资源,并在建设、运营中更为环保友好。在《绿色债券支持项目目录》中,绿色建筑被归纳到“1、节能”板块中的“1.2可持续建筑”中,因而总体而言,绿色建筑的节约能源的环境效益,相比其他方面的环境效益,表现得更为显著。

具体到各项目层面,以各方面达到国家建设标准的普通建筑作为基准,绿色建筑的环境效益集中可以体现在节约能源的消耗、节约水资源的消耗。对于“四节”中的节约土地方面,绿色建筑相比普通建筑,通常可以更高效率地使用土地资源、并提供相对而言更为集中的公共服务设施或者更便利的公共服务获得途径,但对于拟用于建筑项目建设的城市用地而言,土地并没有实质意义上的节约,因而此方面的环境效益可以不予以重点关注;节材方面,绿色建筑可以使用更高比例的可再生材料、预制材料、当地生产的建材以减少运输过程的能源消耗和污染排放,但是通常而言,在建筑的生命周期内,作为建筑的基础骨干的相关材料几乎不会出现再生循环使用,节材更多体现在更高比例地采用了环境友好和资源节约型的材料,因而直接循环性的环境效益并不在建设和运营期出现,因而此方面环境效益亦不做重点关注。

(二)绿色建筑的环境影响

绿色建筑仍属于建筑范畴。建筑领域的环境影响,主要体现在施工期的扬尘、烟气、噪声、废水、开挖土方、建筑业固废以及生活垃圾的排放,特别是对于属于较为敏感的环境功能区内的建设项目,需要特别注意降低相关污染的排放,消除施工期的负面影响,在绿色建筑中强化落实绿色施工行为。在运营期,建筑的能源消耗和水资源消耗表现得较为显著,特别是对于大型的公共建筑、大型居住社区类建筑,因照明办公、采暖制冷、日常生产生活需要消耗大量的能源和水源;建筑运营水平的高低,同样可以决定建筑的能耗水平和水耗的强度。绿色建筑,辅以良好的绿色施工和绿色高效运行,将可以实现更高水平的绿色效益。

四、小结与展望

在我国建筑工程领域,越来越体现绿色环保的要求,绿色建筑越来越受到关注。满足二星级以上的绿色建筑的项目标的,预期将在市场中不断涌现。在建筑技术发展方面,除了传统的设计满足绿色建筑要求之外,例如类似装配式建筑的技术应用,也在不断拓展绿色建筑的概念范畴;诸如装配式的建筑,在施工和装饰装修两方面均具有高效节能的特点,预期将有着良好的发展趋势。

建筑与人民的生活生产和公共活动密切相关。通过绿色债券等绿色金融工具,我国可以进一步推动绿色建筑的发展,扩展绿色建筑的覆盖面积,进而助力节能减排工作,实现我国碳减排达峰的国际承诺,同时实现建设美丽中国的愿景。

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[责任编辑:陈周阳]