国内外绿色建筑评价标准节能环保效能对比研究
前言：抓好建筑节能是控制温室气体排放的重要措施。为实现“美丽中国”，构建生态文明社会，推广节能降耗的绿色建筑势在必行。本文将美国绿色建筑评估体系LEED 标准、英国绿色建筑评价体系BREEAM 标准，以及德国被动式建筑标准Passivhaus Standard，与我国《绿色建筑评价标准》GB/T50378、《环境标志产品技术要求生态住宅（住宅）》HJ/T 351 的标准架构、测算工具、节能效能、环保效能等方面区别进行深入研究，由此提出对我国绿色建筑相关标准完善及推广的建议。相关标准概况1.1 美国能源与环境设计先锋标准LEED V42013 年11 月，美国《能源与环境设计先锋》（Leadershipin Energy and Environmental Design, LEED）标准修订版本V4（以下简称LEED V4）正式发布实施。LEED 自1998年首次发布以来已经经过多次的修订，目前在国际上是最具有影响力的绿色建筑评价指标体系。1.2 英国BREEAM 标准英国是绿色建筑起步较早的国家之一，早在1990 年推出了世界上首个绿色建筑评价体系Building Research Establishment Environmental Assessment Method(BREEAM) ，对其他国家的绿色建筑评价体系有深远的影响。目前BREEAM 体系累计认证2250910 个项目，遍布全球77 个国家。1.3 德国被动式建筑标准Passivhaus Standard德国被动式建筑标准是由被动式房屋研究所Passivhaus-Institut 于20 世纪90 年代建立。德国被动式建筑标准主张以被动式设计（如被动式通风、新风热回收等）建造节能建筑，强调以极低的能耗获得高质量的舒适度的低能源设计理念闻名于世。目前全世界已有近6 万栋被动式房屋获得认证。1.4《绿色建筑评价标准》GB/T50378《绿色建筑评价标准》GB/T50378（以下简称《绿建标准》）是我国第一部绿色建筑评价的国家标准，由原建设部于2006 年发布。修订版本GB/T50378—2014 于2014年发布，并于2015 年实施。国家绿色建筑评价标准体系适用于各类民用建筑。目前全国绿色建筑标识累计认证4314个项目，认证建筑面积达49988 万平方米。1.5《环境标志产品技术要求生态住宅（住宅）》HJ/T 351环境保护部于2007 年7 月发布了环境保护行业标准《环境标志产品技术要求生态住宅（住宅）》HJ/T351-2007( 以下简称《环标生态住宅标准》)。环标生态住宅标准属于中国环境标志标准系列，仅针对住宅建筑，按照产品生命周期所产生的环境参数，设定的行业可达率为10％ ~30％。相关标准的比较2.1 标准总体设计思路比较2.1.1 体系设计LEED V4 评分体系是按照各个分项打分加和，没有权重，按照线性加和计得总分，但各大类指标没有最低分要求，容易出现为了追求总分高而罔顾短板却采取过多不必要的措施。BREEAM 评价体系对10 个指标类别分别评分（每个类别都有最低分值限制），每个指标类别都赋予权重获得最后总分。《绿建标准》对七类指标进行评分并赋予权重以体现不同指标的重要性。除此之外，要求每一类评价指标需要满足最低要求的控制项，而且要求得分不得低于40 分。这样评价体系引导建筑设计考虑全方位的节能环保需求。从体系完整性来说《绿建标准》和BREEAM 的体系框架和评分方式更加完整合理。《环标生态住宅标准》HJ357 体系设计思路与《绿建标准》类似，以基本要求和技术内容两部分构成标准体系，基本要求是项目必须达标的前提条件，技术内容则是基于不用权重的6 类指标值，采用满足基本条件加上技术内容指标评分来评价是否达标。2.1.2 指标类别《环标生态住宅标准》指标类别包含场地环境规划设计、节能与能源利用、室内环境质量、住区水环境、材料与资源、创新6 类。同时根据住宅建筑的建设阶段分为规划设计和验收两个阶段，未考虑运营维护阶段要求。而LEED的指标类别除了包含节地、节水、节能、节材、室内环境，还考虑将运营维护的要求融入每一类指标中。而BREAM 评价体系最全面，基本涵盖了节能性能、运营管理、健康和福利、交通便利性、节水、建材使用、垃圾管理、土地使用和生态环境保护9 类，是目前评价体系中最全面的一种，不仅考虑设计、运营维护不同阶段需求，还将健康、垃圾管理分别单列一章，以体现其对人体健康、建筑污染物管理的重视。德国被动式建筑标准是其中“偏科”最严重的，侧重于节能与能源利用，指标体系设计也都围绕着供暖、制冷、气密性、可再生一次能源四个方面。各评价体系指标类别对比情况请见表1。2.2 测算工具对比英国建筑研究院为BREEAM 标识申报提供了一系列有针对性的测算工具。以居住建筑能耗模型(The BREDomestic Energy Model, BREDEM) 和精简版建筑能耗模型(Simplified Building Energy Model, SBEM) 使用最多。BREDEM 是英国建筑研究院开发的模拟计算程序，主要计算居住建筑的采暖、生活热水、炊事、照明和家用电器等方面的能耗。目前BREDEM 有计算年度能耗的和计算月度能耗的两个版本。该研究模型主要功能是根据相同类型建筑的已有的能耗数据，基于一般的居住人口密度，预测参评建筑的年均能耗、燃料成本和碳排放密度。BREDEM 的其他版本也可以根据实际的不同居住人口规模对居住建筑的年均能耗、化石燃料的成本和碳排放密度进行模拟和预测，这样可以相对精确地预测居住建筑的实际运行能耗。SBEM 是英国政府推荐的建筑能耗的评价软件。SBEM 由英国建筑研究院BRE 开发，主要针对的是非居住建筑，以商业建筑为主。英国政府通过SBEM 对新建商业建筑碳排放强度的测算结果，来决定是否向该建筑颁发能效证书EPCs。被动式房屋规划工具Passive House PlanningPackage (PHPP) 是由德国被动房研究所（Passive HouseInstitute, PHI）开发的绿色建筑测算工具，被英国环保建筑协会AECB 低碳标准和德国被动式建筑标准指定为专门测量工具。PHPP 计算建筑的围护结构热工性能的U 值、能量平衡、通风系统的舒适性设计、建筑的供暖负荷和夏季舒适性等 。PHPP 为设计师和建筑师专门制定了Excel 计算表格。其核心是一张结构复杂的Excel 工作表，包括（年均或者月均）供暖能量平衡计算、能量分布、供电以及用电需求的计算等。PHPP 在欧洲用户众多，并且以可靠性和准确性闻名于世。相对BREDEM 来说，PHPP 更加复杂，要求更详细的信息输入，适合更加有经验的用户操作。
而《绿建标准》和《环标生态住宅标准》，并未为使用者提供统一的测算工具，仅要求提供有资质的第三方模拟结果。对针对计算建筑热冷负荷及不同暖通系统和设备的方案比较，负荷计算都在cad 的插件和其他能耗分析软件中实现了，但是这些模拟报告中的负荷计算只是基于设计工况，并不能有效的分析在过渡季节或者部分负荷时的效率。
2.3 节能性对比本文针对建筑耗能节能情况从建筑整体能耗和节能技术性措施等方面考虑建筑标准的节能性。首先，建筑整体能耗方面LEED 采用美国ANSIA/ASHRAE/IESNA 指定的“能效评价法”（Performance Rating Method），通过设置窗户可开启面积、围护结构热工性能、暖通系统、热水系统、照明系统等参数模拟建筑整体能耗，对比基准建筑和参评建筑的运行能耗，不加入可再生能源的抵消，得到总体能效等级。英国BREEAM 的整体能耗也是基于能效比值“EnergyPerformance Ratio（EPR）”的计算方法，设置气候条件、建筑体型、朝向、遮阳、空调系统、围护结构的热工性能、建筑设备耗能等参数，模拟得到基准建筑和参评建筑的运行能耗、一次性能源的消耗、CO2 的排放量，依照EPR 权重公式，得到参评建筑相对于基准建筑的能效比值，获得建筑总体能耗减少量和温室气体排放量。德国被动式建筑标准的建筑能效要求依照不同的气候分区，强调对建筑构件能耗参数限值作不同规定，包括非透明围护结构的最大传热系数U 值、窗外门和玻璃幕墙的最大传热系数，通风系统的最小热回收效率和最低湿度回收率，气密性和可再生一次性能源（可再生一次性能源需求和可再生能源生产）。针对不能满足建筑构件标准值要求的特殊低碳建筑，被动式建筑标准提出PHI 低能耗建筑标准，对建筑中的供热、供冷、去湿、热水、照明、辅助电力和电器产品的能耗限值。而我国《绿建标准》更多针对节能技术进行规定要求，对建筑整体能效模拟的效果性要求不多，可在自身基础上对建筑整体节能标准进行完善。《环标生态住宅标准》对于建筑整体能耗没有模拟措施的要求或者模拟能效的效果性要求，仅要求计算采暖、空调和生活热水的全年能耗以此计算建筑的总体能耗，而围护结构的节能性仅要求满足现行的国家标准，未做定量模拟或者计算要求，这点有待在后续修订中完善。
节能措施方面，LEED 建筑标准提供了很多加分措施比如供暖通系统的设计选型和系统控制等措施，最具特色的节能性措施为建筑整体调试，调试对象包括建筑的暖通系统、照明自然采光系统、采光控制、生活热水、项目场址内可再生能源系统以及围护结构。而我国《绿建标准》也要求调试，仅限于施工阶段机电系统的运行、运营阶段公共设施的调试，没有要求建筑整体调试，需要在之后的修订过程中完善。德国被动式建筑标准侧重于被动式的建筑节能措施，强调以低能耗获得高舒适性，通过采用被动式措施在最大程度上实现热舒适性，强调降低主要能源消耗。被动式建筑标准的节能技术强调高气密性的围护结构，采用最少的热桥以保证良好的热绝缘性等被动式设计，比如将窗户安装在保温层中可以将热桥效应降低到最低以及保温层包裹住部分窗框可有效降低热损失，这样建筑就仅需要较低的能耗就能实现同样的热舒适性。而LEED 对建筑围护结构未作详细要求，同时对室内热舒适性及空气质量要求较高，所以需要以高能耗的措施以满足标准要求，就难以避免出现获得认证的建筑能耗高于未获认证的建筑这样尴尬的情况。我国《绿建标准》在节能措施方面提出很多技术性要求，比如能源的综合利用、排风热回收、蓄冷蓄热技术、余热废热回收利用等，具有很强的实操性。《环标生态住宅标准》对建筑的节能技术规定要求不多，照明系统、热水系统、能量转换系统、能量输配系统仅作定性要求，需要设置更多节能技术性措施条款引导建筑节能技术的采用。
2.4 环境保护效能对比从建筑的全生命周期来看，设计选址、建材生产运输、施工建造、运营维护、拆除处置5 个阶段的活动，有可能产生诸如土地占用、矿石资源消耗、化石燃料消耗产生温室气体导致全球变暖和酸雨、热岛效应、土壤酸化、水体污染、固体废弃物污染、噪声污染等环境问题。对此，本文针对建筑可能产生的环保问题从以下方面考虑其环保效能：选址防治生态影响、环保建材生产运输及回收利用、施工过程场地扰动及管理、施工废弃物管理、提高能效以减少温室气体排放、减少水污染及水耗、减少固体废弃物排放、减少光污染、减少噪音、拆除废弃物处置。
除了德国被动式建筑标准，其他各评价标准都对建筑的环保效能作了规定，囊括减少场地扰动、提高能源效率降低温室气体排放、提高资源利用率减少污染排放等方面。表2 按照建筑的全生命周期中环境保护效能指标对5 项标准体系的环保性能进行对比。其中LEED 评价标准从可持续场址、能源与大气、住区水环境、材料与资源、室内环境质量等方面提出环境保护相关指标共22 项，未涉及到噪音排放。BREEAM 评价标准特别针对生态影响、固体废弃物、材料污染等方面各单列一类指标进行规定，涉及防治全球变暖、大气污染物防治、水污染防治及降低水耗、材料资源利用、噪声管理、固体废弃物管理、生态影响、施工管理、建筑物拆建管理等方面，环境保护相关指标达28 项。国家《绿建标准》在防治生态影响、建材环保性能及生产回收、施工管理、涉及防治全球变暖、大气污染物防治、水污染防治及降低水耗、材料资源利用、噪声管理、固体废弃物管理等方面规定共29 项技术要求，具体规定非常详尽，具有很强的实操性，对于建筑拆除阶段的环境影响管理未作规定。《环标生态住宅标准》对环保效能的规定侧重较多，总共30 项相关技术要求，特别是针对防治水污染和降低水耗部分，对不同用途的水可能的环境污染防治措施和要求都有详细规定。但是该标准主要针对设计规划和验收阶段，对于施工阶段和拆除处置阶段所作规定不多，有待完善。德国被动式建筑标准偏重于围护暖通结构被动式设计实现节能降耗，而对建筑物各个阶段对环境其他方面的影响未作相关规定，在环保效能方面表现较弱，故未列入表2 进行对比。3.1 测算工具等技术支撑促进标准发展目前以LEED、BREEAM、被动式建筑标准为代表的国外主流绿色建筑标准开发了丰富的测算工具、自评价工具、案例分析等辅助工具，比如被动式建筑标准提供了被动房屋规划系列标准Passive House Planning Package，核心是计算围护结构的传热系数（U）值、能量平衡、通风系统的舒适性设计、建筑的供暖负荷和夏季舒适性等，保证了标准学习和使用的准确性和可靠性，同时也促进标准的进一步完善。我国绿色建筑标准体系需要不断丰富评价工具的设计和更新，以满足我国绿色建筑的快速发展需求。
3.2 政策法规采信影响标准实施效力国家政策法规对标准的采信是直接绿色建筑标准实施效果的基石。美国LEED 标准虽是自愿性行业标准，但被美国《2005 年能源政策法案》采纳为测算标准，又是美国环保署和能源部项目Energy Star 能源之星的采信标准，所以在美国本土推广实施比例很高。德国《节能法》指定采用被动房超低能耗建筑技术体系以达到德国零能耗建筑三阶段实施计划，故其在欧盟成员国内主要德语系国家的接受度很高。随着我国绿色建筑的快速发展，更多采信《绿建标准》的政策法规陆续出台。但目前仍存在着因激励政策给与开发商的补贴仍未能弥补申请《绿建标准》三星标识的成本。而《环标生态住宅标准》属于自愿性行业标准，政策采信及激励未能跟上标准体系的发展。由此可见，我国绿色建筑标准的推广实施仍需符合我国国情的政策法规采信以及激励措施给与支撑，才得以促进我国绿色建筑的健康发展，实现“美丽中国”的宏伟蓝图。新型智慧城市发展研究院「新型智慧城市发展研究院（New Smart City Development Rearch Center）」「工信部电子一所新型智慧城市咨询服务平台」「中国新型智慧城市产业发展联盟服务平台」“新型智慧城市发展研究院”是工信部电子一所新型智慧城市咨询服务平台，以工信部电子一所赛瑞新型智慧城市发展研究院为运营实体，是中国新型智慧城市产业发展联盟的工作载体。中国新型智慧城市产业发展联盟由工业和信息化部、科技部指导，以产城融合、两化融合为特色，以促进实体经济发展为己任。在“十三五”期间，结合国家新型智慧城市、《中国制造2025》政策，重点在政府大型智慧城市工程项目、国家标准、行业标准、团体标准、前沿技术、战略咨询、智慧教育等方面开展工作，打造政产学研用金高端共融、协同发展平台，成为最前沿、最专业、最权威的新型智慧城市第三方服务领航者。
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