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中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
一、綠色建筑設計的定義和內涵
所謂“綠色建筑”的“綠色”,并不是指一般意義的立體綠化、屋頂 花園,而是代表一種概念或象征,指建筑對環境無害,能充分利用環境自然資源,并且在不破壞環境基本生態平衡條件下建造的一種建筑,又可稱為可持續發展建筑、生態建筑、節能環保建筑等。我國《綠色建筑評價標準》(GB 50378)對綠色建筑的定義為:在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節約能源、節約土地、節約水資源、節約材料) ,保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。
綠色建筑的內涵是基于生態學原理規劃、建設和管理的群體和單體建筑及其周邊的環境體系。其設計、建造、維護與管理必須以強化內外生態服務功能為宗旨,達到經濟、自然和人文三大生態目標。綠色建筑設計就是根據當地的自然生態環境,運用建筑學、生態學以及現代高新節能技術,合理的安排和組織建筑與其他領域相關因素之間的和諧關系,與自然環境、人文地理形成一個有機的整體。綠色建筑設計體現了自然條件與現代建筑技術的協同發展,力求實現人類向自然界的索取與回報之間的生態平衡,尋求自然、人、建筑之間的統一和諧。
二、綠色建筑的現狀
綠色建筑體現了多元化的設計理念,突出了以人為本、和諧社會的觀念,綠色建筑的設計符合現代化人們的生活需求,是時展的必然趨勢。綠色建筑是在適應時展需求的背景下興起的,它得到了越來越多專業人士的認可,目前很多綠色材料的大量出現,給建筑企業帶來了新氣象,綠色材料具有無污染、無毒無害、環保等優點,引起了施工單位的重視,很多施工單位已經積極地采取措施來應用新型材料,在施工過程中有效的控制了廢氣、毒氣等的生成,減少了揚塵、噪聲等,通過各種新型材料的合理選擇,有效地節約和降低了建筑能耗。當然,發展綠色建筑也帶來了一定的困擾,由于我國的綠色建筑設計理念還處于萌芽階段,各種技術手段還不完全成熟,并且綠色建筑在發展的初期將耗費一定的成本,很多百姓對綠色建筑的設計還處于一種猶豫心態,這些都給綠色建筑的發展帶來了一定的阻礙。
三、綠色建筑的設計方法
1、規劃布局和建筑設計
合理的規劃布局和建筑設計是降低建筑使用過程中的能耗的重要前提條件。首先,規劃布局要因地制宜的利用好現有地質地貌和水文環境,減少土方的開挖和運輸;其次,要做好通風和保溫設計,充分的做好風環境設計,比如南方的小區規劃就要使小區風循環系統暢通、無死角,重視室內穿堂風的設計;再次,要做好采光設計,充分利用大自然賦予我們的自然光線。
對于建筑單體來說,還要注重體形系數的設計,一般來說建筑體形系數小,單位建筑面積對應的外表面積就小,這樣有利于降低采暖空調系統的負荷。住宅建筑的內部負荷相對較小,且基本穩定,外部負荷則起主要作用,因此,其外型設計應追求小的體形系數。然而對于內部發熱量較大的公共建筑,夏季夜間的散熱就非常重要,在特定條件下,適當增大體形系數更有利于節能。
2、廢棄物管理與處置系統
使小區自然環境保持一種平衡狀態,采用不同的處置方式對固體廢物進行管理、無害化處理和綜合利用。在國內采用物理化學法、固化法及高溫焚燒法等。管理方面,政府部門需要在制定法規計劃,改革管理機制,建立監督執法,抓好宣傳教育等方面通盤考慮綜合治理,鼓勵推行清潔生產、清潔生活方式、生活垃圾的收費制度等。
3、采用低環境負荷的新型節能技術
進行設計時,要對能源使用效率進行考慮,主要通過以下節能技術實現低環境負荷使用建筑。這些技術主要包括:太陽能技術、自動控制節水系統、智能的照明系統、局域空調及換氣系統、二次能源、雨水收集和中水利用系統、排熱回收和蓄熱系統等。另外,要盡量選用耐久性強的建筑材料,利于后期的養護維修。
4、建筑與人、自然三者之間的和諧統一
進行綠色建筑設計,要充分考慮人與自然、建筑三者之間的和諧統一。綠色建筑的最終目的是為了減少對環境的破壞、節約資源、減少能源消耗,提高居住品質。在建筑設計中要盡可能地采用新技術和新材料,合理進行建筑選址和規劃,盡量維護建筑區域的原生態,降低對周圍環境的破壞,充分考慮交通、自然通風等因素,實現資源的循環利用。盡量減少建筑施工中廢氣、廢物的排放,采用無害化、資源化的廢物處理方式,保護環境。在建筑施工中盡可能多地利用風能、低熱、太陽能等可再生能源,減少不可再生資源的利用。保證建筑適合人們的居住,越來越趨于自然化,讓人與建筑、自然和諧統一的發展,減少資源浪費,保護生態環境。
四、綠色建筑的誤區
1、綠色并不等于高價和高成本
綠色建筑是一個廣泛的概念,綠色并不意味著高價和高成本。比如延安窯洞冬暖夏涼,把它改造成中國式的綠色建筑,造價并不高;新疆有一種具有當地特色的建筑,它的墻壁由當地的石膏和透氣性好的秸稈組合而成,保溫性很高,再加上非常當地化的屋頂,就是一種典型的鄉村綠色建筑,其造價只有800元/平方米,可謂價廉物美。
綠色建筑在使用過程中投資回報率是很高的,因為住戶可以最大限度地減少電費、水費和其他能源費的開支,一般5年到8年之內,就可以把成本收回來。比如,法國一家公司援助的一項建筑節能改造項目,政府給每戶出4000元錢,住戶自己出2500元錢,國外援助1500元,總共一戶投資8000元錢,對建筑進行了從外保溫到供熱、智能、玻璃、門、天花板和水循環系統的全面改造。改造后,住戶一年所減少的開支就達到3000元以上,周邊的許多老百姓也要求運用這些技術。
2、綠色建筑不僅局限于新建筑
據建設部統計,目前新建建筑每年可節約700萬噸左右標準煤。未來的30年之內,我們還要新建400多億平方米的建筑,在現行建筑管理體系中,達不到綠色建筑標準就不得開工,所以新建建筑的節能只是執行問題,難度并不是很大。難度在于我國現在既有的400億平方米建筑的節能改造,如何讓既有建筑成為綠色建筑。
比如,北方地區集中供熱的建筑面積是63億平方米,占全國建筑面積總量的10%多一點,卻占全國城鎮建筑總能耗的40%。供熱“大鍋飯”中,有人是開著窗享受暖氣,非常浪費。我國單位面積采暖平均能耗折合標準煤為20公斤/平方米?年,為北歐等同緯度條件下建筑采暖能耗的1~1.5倍。我們需要在既有建筑中引入“集中供暖、分戶計量”的概念,需要改革在我國實行了數十年的“單位包費、福利供熱”的供暖體制。
五、綠色建筑實例分析
以北方某綠色住宅小區為例,該小區共占地約18.2萬m2,總建筑面積為21.8萬m2,其中宅建筑面積為18.3萬m2,公共建筑面積為3.5萬m2。該綠色住宅小區的設計理念力求創建一個回歸自然、與自然和諧共處的綠色生態居住園區,通過向小區自然環境中適當注入一些山、水、園、林的人文元素,來使人與自然更加和諧,進而追求一種人與自然、人與人、人之身心皆相和諧的生活方式。
1、節能設計
該綠色住宅小區除了在建筑的外墻、屋面、外窗以及入戶門等處采用隔熱保溫的技術手段外,還在地面、樓梯間墻以及分戶隔墻等處同樣進行了隔熱保溫處理,從而創造出一個封閉的保溫體系。
采用低溫輻射地板采暖體系來替代傳統的暖氣片采暖方式,由于低溫輻射地板具有散熱均勻和采暖蓄能效率高等優點,使得達到室內正常溫度要求只需要40℃~45℃的供水溫度和30℃~35℃的回水溫度,比傳統暖氣片采暖方式90℃的供水溫度以及70℃的回水溫度節能20%以上。
該小區給每戶居民都安裝了150L的太陽能熱水器,相比于電熱水器,太陽能熱水器每年能夠節約95%的電能,使得整個小區每年至少節約用電250萬度,成效顯著。
2、節地設計
該綠色住宅小區選址位于坡地上,沒有造成耕地的占用。此外,在設計過程中,還利用山坡的地形特點錯臺建造了半地下的車庫,在不改變容積率的條件下,增加了大量車位,就此一項就提高了約21.7%的土地利用率;通過向地下要空間,建造了一個挖深超過4m的地下室和車庫,增加了約1.5萬m2的地下面積;重視對土壤資源的收集和利用,將收集的約3.5萬m2的土壤資源用于小區的綠化,節約了資金150萬元。
3、環境保護設計
通過節水體系,使得小區的污水排放為零,且污水處理能夠達到Ⅳ水體標準。此外,通過將經過處理已達到中水標準的污水用作小區的景觀用水與綠化用水,大大節約了水資源。
通過對雨水等地表水進行收集,對地下水進行涵養,形成了一個可循環的生態水系統,對于小區自然溫度和濕度的調整有良好的積極意義。
在小區動工建設3年之前就已經培育苗圃,種植了約10萬株樹苗,在小區建成后這些樹苗都已經移植到小區中,使整個小區的綠化率超過50%。讓人進入小區就能欣賞到小橋流水和大片的綠色風光,構成一幅人與自然和諧的風景畫。
結束語
建筑的外在美是通過其建筑造型來體現的,但建筑的內在美則是通過其是否節能、環保所體現出來的。只有做到建筑內在美與外在美、形式美與內容美的協調與統一,才能符合可持續發展的科學發展觀要求。綠色意識從無到有,從弱到強,綠色建筑理念從理論慢慢成為建筑設計的新亮點,發展迅速,成果顯著。但同時也應注意到,在綠色建筑設計的發展過程中,仍存在巨大的發展空間,只有通過不斷的努力,才能設計出越來越多的綠色建筑。
參考文獻
[1]都向玲.綠色建筑設計與綠色節能建筑的關系[J].黑龍江科技信息,2012(17)
關鍵詞:綠色建筑;雨水收集;利用
Abstract: Green building is consistent with a sustainable development of the ecological building ecological development requirements. Green building water supply and drainage through the recycling of water resources used to achieve the purpose of saving water, the building to the drainage system to achieve optimal utilization rate. And the use of rainwater recycling basically is using different methods of roof and floor of the rainwater collection, and after a simple treatment, for not drinking water, such as garden, green land irrigation, washing or the artificial lake water, in order to reduce the municipal water supply pressure. One of our countries is seriously short of water resources; to promote green building system can effectively reduce the consumption of water resources, and to the sustainable development of water resources in china. In this paper, the author according to their years of practical experience in architectural design of rainwater collection and utilization problems put forward their own views.
Keywords: green building; rainwater; utilization
中圖分類號:B032.2
1.綠色建筑設計中的雨水收集利用
雨水一種污染輕、有機物含量少、鈣含量低、硬度小的自然資源,其水質比生活排水好,經簡單處理即可使用。隨著城市化進程的加快,城市的水資源短缺問題導致雨水利用受到重視。屋面、不透水路面、綠地是建筑雨水的主要來源,常用的雨水收集系統主要包括分散住宅的雨水收集利用系統、小區集中式雨水收集利用系統、分散式雨水滲透系統、集中式雨水滲透系統、綠色屋頂花園雨水利用系統、生態小區雨水綜合利用系統等多種形式。綠色建筑雨水綜合利用技術是利用生態學、工程學、經濟學的原理將雨水利用與景觀設計相結合,以實現環境、經濟、社會效益的和諧與統一。在進行綠色建筑雨水綜合利用系統設計時需依據小區特點和規模,采用綠色屋頂、滲透、雨水回用等方法,結合太陽能、風能等利用,實現綠色建筑資源的綜合利用。
綠色建筑是指在建筑的全壽命期內,最大限度地節約資源保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間。其中,節水及水資源利用也是廣義建筑節能和環境保護的重要內容,對綠色建筑的推廣起著重要的作用。目前,國內外綠色建筑關于節水及水資源利用的設計原則和理念是自給自足、爭取零排放、充分利用天然雨水,并進行中水回收利用,以達到節約、利用水資源和保護環境的目的。
一個完整的雨水利用系統主要包括匯集、蓄存與利用三個方面。由于雨水存在不易控制流量的特點,其匯集較為困難。在建筑中可采用滲水性能好的材料,并設置儲水設備,以收集和儲存雨水。雨水經收集、過濾、貯存等,便可用于廁所及馬桶的沖洗與清洗、水景與檀物的澆灌、洗車、灑水、消防用水等。根據雨水處理后的用途不同,處理流程也不同,與人體不接觸的水水質要求較低,處理過程簡單,而與人體直接接觸的水水質要求高,處理過程復雜。通過建筑的屋頂收集的雨水,如帶有少量的泥沙和枝葉,可經簡易的截留、泥沙過濾、沉淀等就可以用于衛生清潔、澆灌植物等。
2.初期雨水棄流
集水面的徑流雨水經常表現出初期沖刷效應,初期徑流雨水中污染物濃度較高、水質混濁,隨著降雨的持續,一旦沖刷效應完成,徑流雨水的水質將明顯提高。對于收集利用系統,在雨水收集時棄流掉初期污染嚴重的徑流雨水,便可以大大減輕后續處理構筑物的負擔,節約投資,減少運行費用。對于收集排放系統,棄流初期雨水可消除面源污染,減少對環境的危害。
2.1初期徑流棄流量應按照下墊面實測收集雨水的COD、SS、色度等污染物濃度確定。屋面棄流可采用2~3mm徑流厚度。
2.2本次設計采用流量型棄流裝置實現雨水的初期棄流,每次降雨可實現8.8立方米的初期雨水棄流量。
2.3道路、廣場采用滲排一體的雨水口、檢查并完成雨水初期棄流,滲排一體的雨水口、檢查并材質為低密度聚乙烯材質,雨水口內配成品截污框。雨水口顏色與綠色與綠地相符。承壓荷載≥15KN;
2.4綠地下滲本身可以起到截污的作用,綠地不考慮初期棄流。
3.雨水處理工藝
雨水處理工藝的原則是力求簡單,一方面經棄流處理的雨水水質比較潔凈,另一方面是降雨隨意性大,回收水源不穩定,處理設施經常閑置。由于雨水回用水主要污染物為COD和SS,經初期棄流后的雨水在儲水模塊地池內有充分的時間完成沉淀作用,沉淀處理的雨水經簡單過濾,消毒后完全可達到回水用水質標準,一般不需要做深度處理。
過濾:過濾采用壓力過濾器,濾料層采用雙層石英砂。石英砂過濾器過濾時,當濾層阻力達到0.05Mpa時,濾室用反沖洗泵進行反洗,沖洗濾層截留的污物,反沖洗歷時7-10min,反洗水排水入調節池。
消毒:中水處理必須設置消毒設置,本處理系統采用二氧化氯發生器,家氯量5~8mg/L,清水池內消毒接觸時間應大于30min。二氧化氯發生器為全自動工作和投加方式。
4.回用水系統
4.1收集利用屋面雨水利用于綠化、道路、垃圾間沖洗,綠化澆灌用水定額按澆灌面積1.0~3.0L/m2/d計算;地下車庫的沖洗用水定額可按澆灑面積2.0~3.0L2/m/d計算建設項目周邊的綠化面積為4365.74m2;綠化澆灌最高日設計水量=4365.74×/1000=13.09m3 /d
未預見水量取量高日用水量的10%~15%,經計算最高日回用水量20m3 /d;按,每日澆灑兩次,每次2.0h,最高日最大時回用水量5m3/h;最不利點供水壓力按0.2MPa計;
4.2補水:當雨水利用系統蓄水池水位達到低水位時,由人工切換到自來水供水,自來水供水管道由業主方負責實施。
4.3回用水泵采取變頻控制。回用水泵控制:由水泵出口處的電節點壓力表控制水泵變頻運行,最不利點供水壓力按0.2MPa計。回用水泵由物業人員定時手動啟動,建議在物業管理辦公室等處設遠程啟動水泵按鈕。
4.4雨水回用系統的管網應標注有“回用水”標志,并不得與自來水管網直接連接,取水口應設帶鎖裝置,以防止誤接、誤用、誤飲。
4.5回用給水管道必須鋪設在老土層上,一般可不做基礎,但對通過回填垃圾,建筑廢料,流沙層,沼澤地等地段時,應換用粘土夯實后鋪管,其密度不得低于95%;當管底為巖石或半巖層時,應在管底鋪中砂或粗砂厚200mm做基礎,回填土中不得夾帶石塊,轉頭,草皮,樹根等雜物。當給水管敷設在雨水口下面時,應采用鋼管或者鋼套管,套管伸出交叉管得長度每邊不得小于3米,套管兩端應采用防水材料封閉。
5.結束語
能源緊缺、能耗大不僅大大制約我國經濟的發展,也將對人民生活構成威脅。然而目前在我國的建筑設計中對于雨水資源的利用水平與國際相比還較低,未來我們還需要不斷的學習、不斷努力進一步提高雨水利用的水平和質量。
雨水分布廣,是免費的水資源,國外將其稱為“天水”。根據各地不同條件,因地制宜地將雨水處理后回用,或入滲地下補充水源,既達到節水的目的,又減少雨水的排放,降低對城市雨水管道的沖擊。因此對于雨水的收集利用值得在全社會范圍內推廣。綠色建筑的給排水通過水資源的循環使用實現節水的目的,將整個建筑給排水系統的利用率達到最優。
參考文獻:
[1] 徐俊,杜志雄,于法穩.發展綠色建筑技術促進城鎮化建設和發展[J].中國可持續發展,2006(1):2-7.
[2]趙譜,邢國平,李嵐.居住小區雨水利用方案探討與技術經濟分析[J].給水排水,2010,36(z1) .
關鍵詞:綠色建筑;成本;效益;
1成本效益分析的基本原理
成本效益分析是早期西方經濟學研究的核心課題之一,學者Sidgwick , Marshall,Pigou等對此都有深人的研究。在建筑領域,成本效益分析法是評估建筑工程項目可行性的一種重要決策工具。它是運用經濟計量的方法對各工程建設項目的成本和效益進行貨幣化處理后做出的決策。其中成本主要包括時間、環境、設備、人力、交易、資金等投人的各類成本,而效益主要由不同手段、不同主體的成本投人產生的包括社會、集體、個人等效益。無論是對何種方案的成本和效益進行分析決策,首先都要對其成本利效益進行系統分析,其次采用經濟價格為統一度量單位,即進行貨幣化處理。最后根據方案本身的情況分析它是否可行。方案的效益-成本比越高,則其可行性越大。本文將分析綠色建筑相對于傳統建筑在成本投人和產出效益下的變化,研究綠色建筑的成本投人與產出效益之間的關系。
2綠色建筑成本效益構成
2.1綠色建筑成本
綠色建筑的成本可以從兩個方面考慮,一是生產成本;二是附加成本。
生產成本是指綠色建筑在建設的全過程中,按照國家的相關硬性指標要求進行的高耗能設備及傳統建筑材料的更替以及其他相關節能減碳的措施成本。目前我國針對綠色建筑建設的硬性指標要求主要有相關的法律法規、節能減排國家標準和地方標準以及其他質量評估標準,如《可再生能源法》、《循環經濟促進法》、《節約能源法》、國家和各省級的《建筑節能設計標準》等。綠色建筑在建設過程中必須首先滿足這些硬性標準要求,通過綠色設計、綠色施工、增加節能設備和措施等達到綠色減排目的。
附加成本應從兩方面考慮:其一,業主方依照國家相關政策、法律要求所進行的一系列綠色活動的依從成本(包括:相關綠色技術和設備的購買、建造、改造成本;綠色節能設備的管理和維護成本:綠色建筑的設計、認證、審批的交易成本等)以及在碳排放市場條件下的行為成本(包括:碳排放計量、研究、交易成本;碳排放量的控制成本;碳排放的相關稅收如對碳排放超標的企業征收碳稅等成本。其二,承包商在建設綠色建筑過程中的附加成本(包括:質量控制成本和施工能耗控制成本,如建筑垃圾的處理成本,建筑噪音、粉塵、材料、勞動資源、施工機械合理使用的控制成本,節能設備的采購、安裝成本等,其中綠色建筑材料的使用和綠色節能設備的采購安裝是承包商附加成本構成的重點)。結合以下成本內容的分析,綠色建筑的成本變動公式可按如下表示:
式中,Cal為生產成本的增加,這里Cal為扣除原有設備殘值和原有材料成本的節能減排措施成本,其中節能減排的措施成本包括:綠色建筑的設計、施工成本以及新能源等節能設備的更新成本,節能材料的使用成本等;Ca2為綠色建筑建設過程中附加成本的增加,主要為業主方的依從成本、市場條件下的碳排放行為成本利承包商的附加成本之和;Cr:為綠色建筑生產建設過程中所減少的成本,主要是減少消耗的化石燃料所需的成本、政府財政補貼帶來的成本減少以及采取綠色設備和措施后節省的照明、通風等成本。則成本
的減少Cr可表示為減少化石燃料消耗的成本、政府的財政補貼、綠色措施和設備節約的成本二者之和。
2.2綠色建筑效益
綠色建筑帶來的最直接效益就是降低建筑過程中的碳排放量,從而提高環境效益和社會
效益。在分析針對綠色建筑的相關政策和具體項目時,由于降綠色排放量所產生的經濟價值是重要的評價因素,因此要把綠色建筑的減碳效益通過貨幣價值表現出來以便度量其環境效
益和社會效益;綠色建筑的另一個效益體現在進行綠色科技投人和綠色宣傳時,社會和公眾對開發綠色建筑的企業的認可程度和企業本身的知名度都將得到顯著提升,由此綠色建筑帶來的銷售和自身品牌價值都將改變。結合以下成本內容的分析,綠色建筑的效益變動可按如下表示:
式中,綠色建筑所產生的環境效益和社會整體效益的變動為 Pal,則Pal可表示為降綠色排放的環境效益和社會整體效益之和;Pa2為綠色建筑產品銷售的變動,則效益的變動Pa2可表示為綠色建筑產品的銷售額與原有建筑產品的銷售額之差;在全社會的綠色潮流中,綠色建筑的業主和承包商其自身的社會認可程度和品牌效益將會得到很大的提升,這些效益可以通過專業的評估機構進行貨幣計量,則Pa3為綠色建筑帶來的品牌價值效益變動。
3綠色建筑成本效益分析
綜合下述分析,可利用成本效益變化即通過綠色建筑的單位成本投人變化所產生的效益變化對綠色建筑進行分析評價,利用分析結果來對綠色建筑的成本和效益進行直觀分析決策。分析公式如下所示:
式中的計算結果為綠色建筑的成本效益,即從效益和成本變化的角度來考慮綠色建筑增加的單位成本投人與產生效益比,并與傳統建筑進行比較,判斷其是否具有優越性。在實際應用中利用成本效益公式進行分析,需將效益和成本都進行貨幣化量化處理,最后可得出三種分析結果:
(1)若其比值大于1,則說明綠色建筑增加的單位成本投人能夠產生較大的效益,綠色建筑的綜合效益更佳;
(2)反之,若成本收益的結果小于1,則說明綠色建筑增加的單位成本投人產生的綜合效益較小,不適用于在全社會推廣;
(3)同時,利用成本效益公式來對傳統建筑模式的成本效益進行分析,將結果與綠色建筑的成本效益進行比較,其對比結果將是評價綠色建筑成本效益優劣的重要參考指標。如若綠色建筑增加的單位成本投人帶來的效益還不如傳統建筑模式的成本效益,則綠色建筑在成本效益的角度下就沒有在全社會推廣的必要。
當然,在實際運用成本效益比進行分析時,除了可按照下述分析方法外,還需將效益和成本進行具體量化。
4結語
當前我國正積極發展綠色經濟,綠色建筑是綠色經濟時代建筑領域發展的重點。本文提出在綠色建筑的發展過程中進行成本效益分析的意義,通過對綠色建筑的成本效益變動情況的貨幣化處理后,與傳統建筑形式的成本效益進行比較,得出成本效益分析模型,并依次評估綠色建筑的成本效益是我國綠色建筑發展分析中的一個重要方法,對綠色建筑在全社會的推廣有著重要的參考意義。
參考文獻:
[1]李菊,孫大明.住宅建筑綠色生態技術增量成本統計分析[J].住宅科技,2008(4)
關鍵詞:模糊層次分析法;綠色建筑;增量成本;成本管理
中圖分類號:F407.9文獻標識:A
Research on Incremental Cost Management of
Green Building Based on FAHP Appraisal
Zhou Bin
(Jiangmen Electric Power Design Institute Co.Ltd,GuangDong,529000)
Abstract:Green building development is the main idea of saving resources and protecting the environment,and also is the multi-objective integrated system. Compared with the traditional buildings, the incremental cost of green building caused by using its power saving, ecological technology and management measures will lead to the fluctuation of the development cost.Therefore, promoting green building has encountered many challenges under the not yet mature green building development market economy conditions in China.First, by using the incremental cost theory, the author analysis categories and specific each factor cost factor that cause green building incremental cost. Then,selecting the green building ,the ypical engineering example, and invited green building cost management experts to evaluate each incremental cost factors, by using fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) of green building incremental cost calculate and evaluate synthetically, get all the factors index of the corresponding management control quality, and can calculate the green building projects in the overall incremental cost management control condition, for green construction cost management, control provide certain reference.
Key Words:Fuzzy Analytic Hierarchy Process (FAHP);Green Building;Incremental Cost;Cost Management
中圖分類號:F407.9文獻標識碼:A 文章編號:
0引言
隨著我國城市化進程的加快,建筑業正在蓬勃發展,同時對生態的影響也日益加深,據建設部對建筑的耗能相關統計,現在建筑開發耗能已經占到社會終端能耗的27.6%[1],參照發達國家經驗,隨著工業化進程的不斷推進,建筑開發耗能將會到達終端能耗的33%[1],.目前我國已經建成了一些綠色建筑示范工程,形成了自己的綠色建筑評估體系,但是綠色建筑的開發工作受制于初期投資的增加,尤其對于開發商來說屬于增量成本的范圍[2],投資者和消費者還沒有將綠色建筑的開發效益與自身的發展利益結合起來,從而無法從根本上推進綠色建筑的開發進程。綠色建筑開發的關鍵就是通過合理的規劃和設計與先進的建筑技術和科學的開發管理措施來協調質量與建造成本增量之間的矛盾,并對增量成本的總量進行控制[3]。本文針對此問題,從分析綠色建筑增量成本出發,結合中國典型綠色建筑工程案例,分析了影響綠色建筑增量成本的因素,并利用綜合模糊評價法對其進行評價,為綠色建筑開發過程中的造價成本管理和控制提供一定的參考。
1綠色建筑增量成本指標的構建和研究方法
1.1增量成本理論與增量成本計算原則
1.1.1增量成本理論
國外定義的綠色建筑的增量成本包括軟成本、綠色建筑技術成本和認證成本[4]。軟成本包括綠色建筑設計成本和綠色咨詢費用、調試費用、申報材料整理費用、模擬分析費用。而我國的綠色建筑增量成本包括綠色建筑咨詢成本、認證成本和綠色建筑技術增量成本。其中綠色建筑咨詢成本包括綠色建筑方案設計費用、模擬費用、申報材料整理費用等。認證成本按住房和城鄉建設部統一規定收取,目前項目注冊費用為1000元,設計標識為5萬元,運營標識為15萬元[5]。
1.1.2增量成本計算原則
綠色建筑增量成本的計算方法為:綠色建筑增量成本=綠色建筑成本—基準方案成本±交互成本[5]。針對綠色建筑的特殊性,本文研究認為分析增量成本的過程中主要采用以下原則:
(1)科學合理確定增量成本
增量成本的起算點是增量成本計算過程中的關鍵因素,它直接影響到增量成本的最終計算結果的準確性。建設綠色建筑的增量成本一般是指綠色建筑相對于達到國家或者所在地強制性節能標準基礎的同類型建筑增加的成本[4],即當前國家或者地方的節能、環境評價標準要求的設計方案,當前、當地的材料和設備市場準入制度規定定價方案產品為基準成本。其中,節能增量成本占的比例最大[6],因而要加以重視,現在我國絕大多數地區已經開始執行50%的節能標準,北京、上海、天津、重慶已經率先執行了65%的強制性節能標準。因此,結合不同地區需合理確定增量成本起算點。
(2)增量成本要基于合理的技術方案
綠色建筑技術方案的合理性雖然對增量成本的計算影響不大,但卻威脅到增量成本的真實性,為保證研究的效度,本文研究的建筑項目為被國家評為二星級的綠色建筑,其項目的技術方案是征求各領域專家意見實施的,技術方案比較合理,按其計算分析增量成本,具有代表性和典型性。
1.2綠色建筑增量成本指標的確定
根據《綠色建筑評價標準》[7]中評估標準,我們可以從節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源、室內環境質量、運營管理和其他綠色建筑開發措施7大類去分析評價綠色建筑,包含了建筑物全壽命周期內的規劃設計施工運營管理及回收各階段的綠色建筑增量成本評定指標的子系統,經過整理得到綠色建筑增量成本指標表(見表1)。
表1.綠色建筑增量成本指標表
1.3 綠色建筑增量成本評價因素要求
為了從總體上反映綠色建筑增量成本狀況,評價指標應滿足以下要求:一是指標的可查性:綠色建筑增量成本中的任何指標都應相對穩定,易變、無法把握的指標都不能列入評價指標體系,如新材料價格、智能化系統的使用壽命等[15]。二是指標的可比性:所選的指標應能在不同時間、不同范圍內進行比較,如舒適度、光環境等。三是指標的定量性:對于定性的指標要利用專家意見進行數據的定量。
1.4研究方法的選擇和基本思想
模糊層次分析法(fanalytical hierarchy process)是層次分析法和模糊決策法的綜合[16]。層次分析法通過將問題層次化分解,對同一層次內的各指標進行兩兩對比,確定指標權重,然后進行綜合計算,對所分析做出評價或決策[17]。從上述綠色建筑增量成本和本文所構建的指標體系看,絕大多數是相關的;如節能與能源利用與運營管理、環境負荷和綠化等等[18]。因指標彼此關系的復雜性,隨之產生了模糊性,因此在層次分析法的基礎上運用模糊分析法則可實現全面的評價。
評價方法層次分析法是一種實用的多準則決策分析法,它把一個復雜問題表示為有序的梯階層次結構,通過人們的判斷對決策方案的優劣進行排序[19]。模糊層次分析法是模糊綜合評價法與層次分析法相結合而產生的一種綜合評價方法,主要用于對AHP模型中定性評價指標的模糊處理,使定性問題定量化,以便進行統一規范的數量化處理,可以利用該方法對復雜的綠色建筑增量成本進行全面的定量化計算評價。
2基于FAHP評價的綠色建筑增量成本管理實證研究
模糊層次分析法的總體思路是,按照層次分析法的要求建立指標體系,明確指標體系的層次關系和各級指標的權重;而對各層次的指標之間的關系則采用模糊評價法進行確定[20]
2.1項目概況
該項目為企業自用型辦公建筑,地下3層,地上13層,其中1~2層為公共活動空間,布置入口大堂和配套商業;2~3層為辦公用房;4~12層為標準辦公層,13層為高級商務辦公層。地上建筑面積為19991.45 m2,地下建筑面積(含地下車庫)為13630 m2。本項目通過采用多項綠色生態技術實現能源和資源的節約,同時保證良好的室內環境質量并節省建筑的運營費用。該項目的設計目標是綠色建筑二星級,其綠色建筑增量成本分析結果[5]見表2。
2.2建立評價指標體集
建立評價指標集是指將評價指標集按性質相近分成不同層次。本文建立第一級指標分別為,表示對綠色建筑增量成本的7個影響因素;
表2 .綠色建筑增量成本分析結果[5]
第二級指標集分別為:
2.3計算評價指標權重集
本文所確定的各級指標均需確定其對上級指標的影響程度,即權重。權重的確定采用層次分析法的兩兩對比法。對各層指標按其重要程度建立判斷矩陣,其中表示第i個指標與第j個指標的相對重要程度,。為了比較某一層中指標對上一層某一個指標影響的相對重要性,由專家對同一層中的各指標進行兩兩比較,比較結果構成判斷矩陣。為將相對重要性數量化,采用l~9標度。對于同一層次n個評價指標。可得到兩兩比較判斷矩陣A (見表3)。
表3具體值
對判斷矩陣A按行求和并歸一化處理,可得權重矩陣。運用判斷矩陣A和權重矩陣W可以求出一致性指標C.I.和隨機性一致性比值C.R.,進行一致性檢驗,C.R.
2.4立評價結論集
設評價集,對第二級指標給一個相應的值。本文將評價集分為四級,用V={優,良,一般,差}的評價集對綠色建筑增量成本管理現狀進行評價,對應的取值分別為(9,7,5,3)。
2.5建立評價指標評判矩陣
評價矩陣又叫隸屬度向量矩陣,是對評價項目集內對項目評定的一種模糊映射。根據評判集V,先對第二層指標集確定評價矩陣為 。其中表示對中指標評價第j個評語的隸屬度。
2.6建立評判模型
評判因素的權重向量與模糊評價矩陣進行模糊運算,先從第二層開始,用權向量與;作模糊計算,得到相對于第一層指標Ui;的隸屬向量
同理,對第一層指標計算得到目標層U對于評語集V的隸屬向量
計算綜合分值。
2.7模糊綜合評判
(1)由專家對準則層和指標層進行兩兩對比,建立判斷矩陣,并進行歸一化處理,得到其權重向量,結果見表4—11。
表4.準則層判斷矩陣及結果
注: C.R.=0.0143
表5 .對U1層判斷矩陣及結果
表6.對U2層判斷矩陣及結果
注:C.R.= 0.0283
表7>對U3層判斷矩陣及結果
注:C.R.=0.0386
表8.對U4層判斷矩陣及結果
注:C.R.=0.000
表9.對U5層判斷矩陣及結果
Table 9.judgement matrix of U5 layer and results
注:C.R.=0.0132
表10。對U6層判斷矩陣及結果
注:C.R.=0.0026
表11.對U7層判斷矩陣及結果
注:C.R.=0.0043
表12. 各個指標權重和增量成本管理現狀評價表
(2)由專家分別針對指標層打分評價,得到評價矩陣見表9。
根據以上數據,現在可以計算:,同理,,,,,,。
最后,計算綜合得分:
=6.672
綜合得分介于(5,7)之間,由評語集可以得出,該項目的綠色建筑增量成本的管理控制水平介于良好和一般水平之間,還應該進一步提高。
同時可以得到各個綠色建筑增量成本指標層的權重值和管理控制評價表(見表12)。
由表2我們可以看出,成本占有較大比重,同時存在一定的管理問題,可以有針對性的對其采取管理措施。
3結論和建議
針對綠色建筑開發中的增量成本問題,利用增量成本理論,分析了影響綠色建筑增量成本的因素,并對其進行分類。然后利用層次分析法與模糊綜合評價法相結合的方法,針對實際綠色建筑項目,評價分析綠色建筑增量成本的管理控制水平。通過分析計算結果,我們可以定量的分析出各個增量成本因素的優劣情況,使相關管理者可以有針對性的對其采取相應的管理措施,同時也得到了整體項目的綠色增量成本的控制情況,給項目的管理人員提供一定的成本控制決策依據。
本文將綜合分層次評價方法應用到分析評價綠色建筑增量成本中,其評價結果能夠反映出項目的綠色增量成本單項因素控制情況以及整體的管理情況。其對綠色建筑增量成本控制有一定意義,進而能夠推進綠色建筑開發的進程,下一步可以研究每個增量成本影響因素的影響幅度、每個指標的效益分析,也可以從價值工程角度去分析評價,同時可以研究每個影響因素對改善綠色建筑效果的敏感度等待。為加快綠色建筑的開發提供更多的管理依據。
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關鍵詞:建筑技術綠色建筑綠色校園能源
Abstract:The green building from the definition of derivative, green campus architectural analysis, construction technology of analysis, to energy-saving emission reduction, green campus construction to provide advice.
Key words: construction technology;green building;green campus;the sources of energy
中圖分類號:文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
綠色校園是個龐大的研究體系,涉及生態、環境、建筑、人文等多學科領域。各學科對于綠色校園的理解也不盡相同。本文試圖從綠色建筑的視角出發,解讀何謂綠色校園,并不是一個完整的綠色校園概念,僅是基于建筑技術的視角下的綠色校園構建。
一、綠色建筑與綠色校園
綠色建筑是在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材) 、保護環境和減少污染, 為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。 簡單的講,就是“以人為本,節約資源”。綠色建筑致力于在建筑設計中體現環境倫理,反映人與環境的關系,可以說是建筑尺度上的“人地協調”論。現在關于綠色建筑的研究名稱主要包括生態建筑、綠色建筑和可持續建筑,對于這三者的概念辨析,主要是其立足點的不同。生態建筑立足于環境,強調建筑對環境的影響;綠色建筑則立足于健康,強調通過技術手段來營造健康的建筑室內外環境;而生態建筑則強調高技術手段在建筑上的應用,立足于能源。三者盡管立足點各不相同,但是本質上卻是一樣的,都是在基于滿足人們健康舒適要求的前提下,運用技術手段,達到節能、節材減排的目的[1]。時下,綠色建筑作為關鍵詞的文獻較多,對于綠色建筑的研究多集中分布在三大領域:一是生態理論下的綠色建筑,主要是將生態學的理論引入到建筑設計中;二是資源節約的技術方法,主要是通過將高技術手段,如太陽能、高效比的空調技術、材料技術、中水回用技術等,引入到建筑中來,幫助建筑節能減排;三是建筑學視角下的綠色建筑,主要是通過規劃、設計手段來營造綠色建筑,主要包括建筑的規劃選址、建筑材料的選用及能源的利用等。沿著綠色建筑所解讀的“綠色”,綠色校園是通過建筑技術手段來營造大面積的優良環境,包括規劃布局的合理營造,及建筑單體良好的的聲、光、熱環境。綠色校園不是幾棟綠色建筑的簡單集合,而是在校園區域尺度上,通過校園建筑的規劃布局來營造的適合人體舒適度的熱環境、光環境和聲環境。
二、綠色建筑的設計原則
綠色建筑產業的發展是實現節能減排,營造良好建筑室內外環境的重要實踐手段。關注全球氣候變化,追逐碳足跡,降低碳排放量是時下重要的全球性議題。據有關數據統計,全球50%以上的能源消耗在建筑的建設和后續的使用過程中[2]。發展綠色建筑,對節能減排具有非常重大的意義,也是營造綠色校園十分重要的一個方向。
在進行綠色建筑的研究與實踐工作中,要重視理性的設計思維、高技術手段的運用、計算機軟件的輔助分析及科學的運作程序等。綠色建筑設計具體應遵循以下基本原則:
關注建筑的全壽命周期
建筑從最初的規劃設計到隨后的施工建設、運營管理及最終的拆除,形成了一個全壽命周期。關注建筑的全壽命周期,意味著不僅在規劃設計階段充分考慮并利用環境因素,而且確保施工過程中對環境的影響最低,運營管理階段能為人們提供健康、舒適、低耗、無害空間,拆除后又對環境危害降到最低,并使拆除材料盡可能再循環利用。
2、適應自然條件,保護自然環境
(1)充分利用建筑場地周邊的自然條件,盡量保留和合理利用現有適宜的地形、地貌、植被和自然水系;
(2)在建筑的選址、朝向、布局、形態等方面,充分考慮當地氣候特征和生態環境;
(3)建筑風格與規模和周圍環境保持協調,保持歷史文化與景觀的連續性;
(4)盡可能減少對自然環境的負面影響,如減少有害氣體和廢棄物的排放,減少對生態環境的破壞。
3、創建適用與健康的環境
(1)綠色建筑應優先考慮使用者的適度需求,努力創造優美的和諧的環境;
(2)保障使用的安全,降低環境污染,改善室內環境質量;
(3)滿足人們生理和心理的需求,同時為人們提高工作效率創造條件。
4、加強資源節約與綜合利用,減輕環境負荷
(1)通過優良的設計和管理,優化生產工藝,采用適用技術、材料和產品;
(2)合理利用和優化資源配置,改變消費方式,減少對資源的占有和消耗;
(3)因地制宜,最大限度利用本地材料與能源;
(4)最大限度地提高資源的利用效率,積極促進資源的綜合循環利用;
(5)增強耐久性能及適應性,延長建筑物的整體使用壽命;
(6)盡可能使用可再生的、清潔的資源和能源。
三、營造綠色校園的建筑技術手段
對于綠色校園的建設,建筑技術手段主要通過兩個層面來實現。一是校園尺度上的合理規劃布局;二是建筑單體尺度上的建筑物理環境,包括建筑聲、光、熱三大環境。
(一)校園規劃布局
綠色建筑目前研究較多的集中在建筑單體的設計上,關注小區尺度的總體規劃布局研究,為數不多。現在通過建筑技術進行規劃布局,多集中在自然通風的研究,研究如何營造適合人體熱舒適度的風場。通過計算機軟件輔助設計,找到規劃布局的最佳設置方案。
這就要求在規劃階段,要慎重考慮建筑物的朝向、間距、體型、體量、綠化配置等因素對節能的影響,改善熱環境。
(二)建筑物理環境的營造
1、建筑聲環境
校園是治學研究的地方,需要有寧靜的環境。校園聲環境的好與否,對綠色校園的構建十分重要。通過合理的規劃布局,可以適當的緩解噪音與教學區、生活區的矛盾。此外,通過選用吸聲的建筑材料,在噪音源較大的建筑布設隔音板、反射板等,會大大縮小噪音的危害。同時,還可以通過配置吸收噪音的植物,降低噪音,美化環境。
2、建筑光環境
采光在節能上考慮,基本原則是盡量使用自然光,減少人工照明的使用。在進行開窗的設計時,可以通過現場的實地調查,讀取采光系數指標,需要長時間,定點的進行讀數測量。這種實地調查法精確,但是耗費大量的時間成本。目前在采光設計方面可以通過軟件的模擬來為建筑設計提供支持,譬如采光分析軟件:ECOTECT5.5(生態建筑大師)是用得表較多的前期建筑設計分析軟件。通過該軟件的分析,能夠得出相應的最佳布設方案。[3]
開窗大,采光固然好,視覺也通透。但是玻璃是最為嚴重的“熱橋”,開窗過大會造成過多的熱量損失,熱阻過低,不利于能源的節約利用。在采光與熱阻這對矛盾中,尋找平衡點,制定出最佳開窗方案,是綠色建筑的重要課題。
關鍵詞:綠色建筑;性能模擬;設計;教學體系
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
一、綠色設計方法的創新
1、綠色設計競賽激發學生的科研創新能力
建筑學專業學生對綠色建筑技術的研究和探索對中國綠色建筑的發展和未來有著導向作用。目前國際綠色建筑行業水平整體領先,在校建筑學專業學生及教師對綠色建筑設計與技術也越發關注,同時引發行業內對綠色建筑技術的深層次思考,通過舉辦有影響力的綠色建筑設計大賽,可促進國內外建筑學專業學生之間在綠色建筑領域的交流。
建筑學專業在讀學生把對未來綠色建筑的設想在競賽作品中呈現出來是綠色設計理念最好實現路徑。以人、建筑和自然環境協調發展為目標,在利用天然條件和人工手段創造良好、健康的居住使用環境的同時,盡可能地控制和減少對自然環境的使用和破壞,在建筑的全壽命周期內最大限度地降低對環境的沖擊,競賽要力求低能耗、低排放、無污染,為人們提供健康、舒適和高效的使用空間以達到建筑與技術的最完美結合。
2、建筑性能模擬技術的綠色教學方法
將信息技術引入綠色教學,諸如通過計算機處理現場條件的數據,分析數據的結果,充分顯示多媒體計算機在建筑學教學中的巨大發展潛力。如BIM建筑信息模型的建立,是建筑領域的一次革命,麥格勞-希爾將其定義為“創建并利用數字模型對項目進行設計、建造及運營管理的過程”。再如在設計教學中幫助學生學習Ecotect軟件,對太陽輻射、熱工學、光學、聲學等建筑設計各階段的全面技術性能進行分析。同時對用于采光分析的Radiance,通風分析的Airpak等軟件進行介紹,此外Revit、Design builder等量化軟件的應用,可使學生的設計作品更直觀和有深度。讓學生了解這些技術手段的優勢,為綠色設計教學注入高科技力量。所以基于先進的三維數字設計解決方案所構建的“可視化”的數字建筑模型,提供“模擬和分析”的科學協作平臺和利用模型對項目進行設計和推敲,以更好地達到教學目的。當前常用的建筑性能模擬軟件及其主要功能見表1。
運用建筑性能模擬軟件能夠在設計的各個階段為設計師提供數據支撐,推動設計的科學化和合理化。建筑設計是分階段進行的,在不同的階段有不同的設計內容,并且隨著設計的深入會有不同的專業參加到設計過程中,相應的建筑性能模擬也應該分階段進行。首先應該明確建筑設計各階段的設計目的,確定和設計過程相對應的模擬過程,最終實現兩個過程的協同工作。
二、綠色建筑設計教學實踐
1、設計準備階段
這一階段,除了常規的帶領學生完成場地踏勘和分析外,還針對綠色建筑設計課題的特點設置案例分析、軟件學習和專題講課的教學內容。
1.1案例分析
為使學生盡快對綠色建筑有直觀的認識,這一環節是要求每個學生選擇國內和國外各一個綠色建筑實例作詳細解析和研究,從所選建筑當地氣候、生態策略、技術手段等方面作深入分析,并將結果整理成演示文件,安排專門的教學時間在課堂上相互交流,使學生在較短的時間內集中接受較多的知識。
1.2軟件學習
在設計開始前對學生集中進行軟件培訓,設計教學中主要使用Ecotect軟件,同時還對用于采光分析的Radiance、通風分析的Airpak和噪音分析的CadnalA1等軟件進行介紹,鼓勵學生在課外自學軟件并運用于輔助設計。
1.3專題講課
因為綠色建筑在本科教學中尚未形成完整的教學體系,學生普遍對綠色建筑的理解不夠深入和系統,教師還進行了幾次專題講課。課程一是綠色建筑概論,首先是對綠色建筑的相關背景知識、基本概念等進行講述,使學生對綠色建筑有初步的認識,了解自然環境和建筑之間的相互關系,了解可再生資源技術的原理和應用方法,了解綠色建筑設計的工作步驟。課程二是綠色建筑技術,在學生初步建立了綠色建筑觀念后,結合實際案例對常用的綠色建筑設計手法和實用技術進行講解和總結,使學生在設計中不再“無計可施”。課程三是對綠色建筑的相關標準和評價體系進行講解,包括中國的《綠色建筑評價標準》和美國的LEED評價體系等,讓學生對綠色建筑有更全面的了解。課程四是建筑物理知識的回顧和總結,帶領學生重溫建筑物理課程的重要知識點,使學生在運用軟件分析時對得到的各種數據心中有數,進而對學生進行逐步深入的指導分析。
2、設計中期階段
在設計階段一開始就強調從綠色建筑角度出發來指導設計,更關注理性化的設計推導過程,最大限度地調動各種技術策略的均衡應用,從而達到設計方案生態效益最大化。
在設計階段的前期,運用Weather Tool工具對建筑所處的氣候條件進行分析,得到項目所在地的溫度、濕度、風力風向、適宜朝向等基礎數據。學生通過氣候分析,結合場地的實際情況,再綜合考慮建筑功能等情況設計出草圖,在軟件中建立初步模型進行分析。建議學生在方案前期考慮幾種不同的布局模式,然后分別建立模型在軟件中從日照、采光和溫度等方面通過數據進行直觀的比較。在比較中加深對方案布局合理性和周圍環境對建筑影響情況的認識。
在方案構思階段有了初步的設計思路之后,可建立簡單的模型,對方案從日照、通風等方面進行比較和分析,經過多方案的比較,找出建筑的最佳布局和組合方式,進行深入設計,如圖1所示。通過對設計中可能存在的不同規劃布局形式進行風環境分析,得出最佳的布局模式。在確定建筑布局之后,對建筑內部空間和技術細節進一步深化,對房間布局、遮陽方式、開窗方式和大小、是否應用附加陽光間和是否增加室內通風井等不同的情況進行分析,建筑性能模擬技術能夠為以上分析提供有效的數據支撐。圖2為對窗戶遮陽設計進行的模擬研究。
在此階段教學中,邀請建筑結構和建筑設備等方面的教師參加教學工作,為學生提供相關專業方面的技術支撐;同時,邀請各專業的老師參加畢業設計中期評圖,和學生對方案進行當面溝通,為學生下一階段的工作提出意見和建議,從不同的專業角度指導學生對設計方案進行調整和深化。要求學生根據綠色建筑評價的相關標準對方案進行自我評價,發現問題,進而對設計方案進行修改和完善。通過前兩個階段的工作,設計逐步推進,逐步形成最終方案。最終方案的形成要避免過分強調技術的傾向,因為技術不是方案的全部,設計需要綜合考慮建筑功能、建筑與環境協調和建筑文化屬性等方面的因素。
3、設計成果階段
在最后一個月的最終設計成果階段,要求學生在設計中不僅要體現一個最終的設計方案,還應該通過圖表說明方案逐步分析深化的過程,使學生在設計階段中得到的照明、采光、通風分析和噪聲分析等圖紙能直接運用到正圖中。同時還要求對在設計中使用的設計策略和技術手段進行專題說明。通過綠色建筑設計課程的學習,學生較全面地了解了綠色建筑概念,初步掌握了如何入手進行綠色建筑設計,能熟練運用輔助設計軟件。
三、教學總結
近年的教學實踐表明:
構建完整的綠色建筑設計教學體系需要進一步優化課程設置,調整教學模式,整合各個相關專業的知識。學生應在本科階段加強數字技術的學習,除了掌握傳統的AutoCAD、SketchUp等軟件外,還要引導學生在本科中高年級時學習Ecotect等分析軟件,并在設計課程中進行運用,在實際使用和交流中得到提高。在綠色建筑設計教學中將設計理念和實際操作結合十分重要,盡可能創造條件使學生有機會親自去了解材料、設備,甚至參加建造和實踐相結合的教育方式能在培養學生設計能力的同時,培養他們的社會認知、適應和影響能力。綠色建筑涉及建筑學以外多個學科的知識,綠色建筑教育需要多領域專家參加到教學過程之中。
結束語
以上對綠色建筑教育的實踐只是對綠色建筑教學的初步探索,還需要繼續開展更多的實踐和研究,加強同國內外院校間的交流和合作,吸收先進經驗,通過實踐逐步構建完善的綠色建筑教學體系。
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1.1綠色建筑的環境效益分析
目前,對綠色建筑環境效益相關的研究并不是很多,主要近幾年才開始發展。李靜和田哲[6]通過構建綠色建筑全生命周期增量成本與效益模型,對綠色建筑節地、節能、節水、節材、室內、運營6個方面的增量成本與增量效益進行了研究;吳俊杰、馬秀琴等[7]通過計算住宅樓全年負荷和CO2減排量及協同效應,計算了天津中新生態城的經濟效益;劉秀杰[3]基于全壽命周期理論、結合外部理論對綠色建筑進行了全面的環境影響評價;楊婉等[8]結合工程實例,分析了節能改造技術的經濟和環境效益;曹申和董聰[9]分析了綠色建筑全生命周期各項成本和效益的內容和特點,定量計算了環境效益和社會效益。《綠色建筑評價標準》GB50378-2006[10]為在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。根據定義,綠色建筑的環境效益可以分為節能環境效益、節水環境效益、節地環境效益、節材環境效益和環境質量改善效益。根據綠色建筑效益形式的不同,環境效益又可分為CO2減排效益、健康效益、建材壽命延長效益。隨著我國經濟的快速發展,CO2的排放量必然還將增長[11]。聯合國環境規劃署調查報告顯示,如果不是實現CO2減排,每十年全球的氣溫平均將升高0.3℃,人類的生存和發展將受到嚴重的威脅。綠色建筑以“四節一環保”為目標,結合當今世界的主要環境問題,節能是重中之重,因此本文主要研究綠色建筑的節能環境效益。
1.2綠色建筑的節能環境效益分析
為應對全球氣候變化、資源能源短缺、生態環境惡化的挑戰,人類正在遵循碳循環的概念,以低碳為導向,發展循環經濟、建設低碳生態城市、推廣普及低碳綠色建筑。綠色建筑通過充分利用太陽能,采用節能的建筑圍護結構以及采暖和空調,減少采暖和空調的使用等措施來達到節能目的。綠色建筑的主要節能手段[12]如下:(1)護結構節能護結構是建筑節能設計最主要的內容,護結構節能措施是指從屋面、外墻、門窗等方面采取保溫隔熱有效措施。比如通過增大門窗面積來增加采光和通風面積,改善材料自身的保溫性和隔熱性以及提高門窗密閉性最終達到節能的效果。(2)智能化技術節能智能化技術節能是對空調機組、新風機組、冷凍機組以及照明設施等實行最優化的控制,以最大化地減少建筑的電能消耗。建筑能耗中,照明耗能所占比例較大,室內外照明系統應綜合考慮節能光源、燈具和附件,為了節省電能消耗,綠色建筑通常采用高效的新型節能燈具,公共區域的照明采用高效光源、高效燈具和延時或聲控開關,同時注意自然采光部位的節能措施。除節能燈具外,節能措施還包括設置節能電梯、暖通空調、室溫調節器、能量回收系統等高效節能設備和系統,也需要增量成本投資。暖通空調系統應控制設備的能效化比、管網系統的輸送效率。設置集中采暖或空調系統的建筑可以安裝新風系統對能量加以回收利用,能夠取得相對客觀的經濟效益和環境效益。(3)可再生能源節能可再生能源是指能夠重復產生的自然能源,包括太陽能、風能、水能、地熱能、海洋能、潮汐能、生物質能等,是一種符合可持續發展戰略的新型非燃料型能源系統。綠色建筑利用的可再生能源通常是太陽能和地熱能,是最易獲取的再生能源。
2蘇州市節能環境效益分析
2.1主要研究方法:市場價值法
市場價值法是按市場現行價格作為價格標準,據以確定自然資源價格的一種資源評估方法。它是比照與被評估對象相同或相似的資源市場價格來確定被評估資源價值的一種方法。本文主要通過比較綠色建筑和基準建筑的能耗,計算得到截至2012年底蘇州市綠色建筑節約的能耗量;然后將能耗轉換標準煤以及CO2排放當量;根據CO2市場價格來計算獲得的效益。通過這種方法既可以直觀看到綠色建筑節能導致的CO2減少量,這將減少溫室效應的程度;同時還能得到綠色建筑節能帶來的經濟效益。
2.2CO2交易價格
清潔發展機制(CDM)是京東議定書規定的3種靈活履約機制之一,發達國家與發展中國家實施的一種碳交易機制,也是目前中國唯一的碳交易機制,因此參考目前“清潔發展機制”CDM項目可用于交易的“核證的減排量”(CERs)參考合同價格[13-14]。由于本文研究的是2012年之前的環境效益,所以參考2012年劉秀杰[5]的論文,當年CO2的減排價值約為160元/t。
2.3基準建筑
《公共建筑節能設計標準》GB50189-2005[1]中將20世紀80年代改革開放初期建造的公共建筑作為比較能耗的基礎,稱為“基準建筑”。
2.4數據處理
本文直接獲取的有用數據包括綠色建筑的申報建筑面積、建筑總能耗、節能率。申報建筑面積有85個有用數據,建筑總能耗有50個數據,節能率有56個數據(由于文章篇幅有限,在此不一一列出)。截止2012年底蘇州市85項綠色建筑總面積為285.075萬m2,具體如表2所示。數據整理后,總共有36組有用數據。經計算,綠色建筑單位面積能耗范圍為13.14kWh/m2a~154kWh/m2a,相應的基準建筑單位面積能耗范圍為37.38kWh/m2a~346.03kWh/m2a。它們在每段范圍的分布如圖5和圖6。其中單位面積能耗和基準建筑總能耗的數據可以通過公式(1)、(2)計算:單位面積能耗=建筑總能耗/申報建筑面積從圖中可以看到,不論是綠色建筑還是基準建筑,單位面積的建筑能耗分布不均勻,因此在本文中采取加權平均的方法獲得綠色建筑和基準建筑的平均單位面積能耗,具體的比例以及能耗見表3。根據表3,則綠色建筑和基準建筑的平均單位能耗分別為:綠色建筑平均單位面積能耗=ΣX·E=48.49kWh/m2a基準建筑平均單位面積能耗=ΣX·E=131.78kWh/m2a則蘇州市2012年底之前綠色建筑比基準建筑節約的總能耗為:(131.78-48.49)×285.075=2.37×108kWh/a相當于減少使用標煤2.9×104t,減少排放CO27.54×104t。根據2012年CO2的減排價值知道截止2012年底,蘇州市綠色建筑的環境效益為1.21億元。
3結論
我國在2006年6月開始實施《綠色建筑評價標準》,綠色建筑需要綜合考慮全生命周期,從而能夠最大限度的節約資源,資源節約方面需要從節地、節能、節水、節材來嘗試,從而達到減少環境污染的根本目標。綠色建筑經濟發展過程中需要為人們提供適用、健康、高效的使用空間,最終能夠促使建筑和自然協調一致,提高綠色建筑經濟總體發展水平。綠色建筑最終目標是實現建筑經濟全面協調可持續發展,21世紀是一個人口、環境、資源協調發展的時代。人類的居住環境需要符合可持續發展的總體目標,并且需要動員廣大人民參與到綠色經濟效益發展的隊伍中,最終能夠建成環境優雅、布局合理、安靜、清潔、舒暢、和諧的居住區,提高綠色建筑經濟的整體效益,為社會經濟發展做出更大的貢獻。我國正處于各種建筑業發展的黃金階段,提倡和發展綠色經濟對全球性資源優化具有十分重要的意義,通過優化自然環境達到節約資源的根本目標。從綠色建筑經濟的發展情況看,其具有明朗的前景和諸多優勢,最終提高綠色經濟的整體發展水平。從我國綠色建筑經濟發展情況看,具體實踐過程中與真正的綠色建筑經濟還存在很大的差別,很多開發商為了迎合消費者的心理,紛紛打出康居、綠色的標語,但是在“綠色建筑”的認識上還存在一些誤區,與當前的綠色建筑標準還有一定的差距,需要采取積極有效的方法實施綠色建筑經濟,提升綠色建筑經濟的整體效益。
二、綠色建筑全壽命技術經濟分析
(一)綠色建筑項目關鍵技術評價分析
綠色建筑項目需要對其進行技術經濟評價,在評價過程中需要采取關鍵技術進行綜合處理,此種模式對綠色建筑經濟發展具有十分重要的意義。關鍵技術評價過程中需要對投資者進行綜合分析,讓投資者在技術方案方面選擇一個最優的依據,具體實施過程中可以采取如下幾個技術經濟評價模式。其一,需要對綠色技術進行增額投資,從而能夠提高其投資凈現值。在節約能耗方面進行綜合分析,從而能夠獲取更多的節能收益,在使用的全壽命周期過程中,需要進行科學合理的評價,從而找出關鍵技術,從經濟價值角度選擇一個最優技術方案,提升綠色建筑項目關鍵技術評價水平。其二,需要從綠色技術動態增額投資角度進行綜合分析,以綠色關鍵技術在全生命周期過程中節約能源支出角度考慮,提高綠色科技水平,推動綠色建筑經濟效益不斷提升[4]。綠色建筑技術增額需要從內部收益率角度開展工作,通過對各年凈現金流量差額進行研究,具體實施過程中需要從經濟效益和社會效益兩個方面進行評價,提高綠色建筑全壽命技術研究水平。綠色建筑經濟實施過程中需要實現成本價值,對成本差額進行分析,同時對消耗的資源進行綜合評價,從經濟合理性角度推動綠色建筑產業不斷發展。
(二)綠色建筑項目總體技術經濟評價
從項目增額投資凈現值角度考慮,傳統綠色建筑和現代綠色建筑的造價具有很大的不同,需要對二者進行比較分析,此模式可以反映綠色建筑在生命周期內節能收益能力的動態指標,通過對動態指標進行全面分析研究,可以更好地對綠色建筑經濟進行效益評價,從而達到節約資源的總體目標。綠色建筑項目研究過程中需要對整體投資效益進行分析,確定一個項目成本回收期,提高整個項目的經濟效益。綠色建筑項目已經是建筑業發展的一個方向,需要從節約資源、提高項目價值等方面開展積極有效的工作,提升綠色建筑項目的整體收益率,為建筑業全面協調發展奠定重要的基礎。從項目增額投資回收期角度看,運用差額分析法可以對項目的凈現值和投資回收期進行綜合評估計算,通過綠色建筑項目在整個生命周期中的投資收益角度看,需要一定的時間,關鍵是要分析項目成本投資回收率。綠色建筑項目經濟敏感性分析可以提升項目的經濟效益,綠色建筑項目綜合收益評價分析過程中需要充分考慮全生命周期的思想,需要對項目的前期規劃進行綜合分析,對中間活動進行評價,對日常使用、維修、拆除等活動項目實施中的作用進行全面考慮,充分考慮項目實施過程中經濟效益問題,建筑項目實施過程中受到多種因素和模糊性特點影響,需要建立數學模型對其效益進行綜合評價,把綠色建筑項目的關鍵技術運用到全生命周期過程中,提高綠色建筑項目的經濟效益、社會效益、環境效益。
(三)綠色建筑項目的綜合效益分析
關鍵詞:低碳理念;農村綠色建筑;經濟效益
1低碳理念下綠色建筑的內涵
從綠色建筑的內涵來看,其并不單單是指要增加各種可能的綠化空間來提高建筑物的綠化率。真正的綠色建筑是一種全新的建筑理念,是指要將建筑與自然有機充分和諧的結合到一起,使建筑物在建造過程中不對或少對周邊環境造成破壞,使建好的建筑物能與周圍的環境相融合、相適應,并在后續的使用和維護過程中不對環境造成持續的污染和傷害。
2我國農村綠色建筑發展現狀
隨著國家對“三農”問題的重視,農村建筑已然成為衡量農村經濟社會發展水平的標準之一。當今我國農村建筑的大部分仍然屬于高消耗能源的建筑,該類型建筑無論從建設的過程和后期的維護角度都需要消耗大量的能源。這種建筑實際效率較低下,不僅在經濟成本投入上相當巨大,而且廢棄物排放量較高,含碳氣體量較大,會對周圍環境造成難以估量的破壞和影響。農村建筑行業也在大力提倡低碳理念,但對低碳理念下的綠色建筑的認知仍存在一定的偏頗,將“綠色建筑”與“綠化”等同,認為綠色建筑就是擴大所在建筑區域內的綠化面積的從業者比比皆是。究其原因,建筑從業者對于綠色建筑的認識過于淺顯,僅僅停留在字面上,沒有深刻理解綠色建筑的內涵,沒有立足于“低碳理念”充分的挖掘綠色建筑與環境和社會發展的相互關系。除此以外,建筑行業過分重視經濟利益,為了降低自身企業運營的風險,缺乏對綠色建筑進行更加深入的研究,使其對于綠色建筑認知有一定的局限性。
3傳統建筑的經濟效益分析
傳統建筑經濟效益的分析主要是對于大量相關效益的整合。一方面指資金效益,即盡可能的考慮到經濟收益和支出成本之間的關系,使經濟利潤最大化。另一方面使社會效益,除了建筑對當地帶來的形象影響之外,還包括節能效益、減排效益等一系列對環境帶來的影響。建筑企業在衡量其經濟效益時側重點是資金效益,即經濟利潤的最大化。在這個過程中建筑物及其建造過程中對環境的保護所受到的重視十分有限,甚至被直接忽略,使用這種計算方式更不能將農村綠色建筑收益融入到其中。綠色建筑的建筑成本支出要遠高于高能耗建筑,這就使得重視資金效益的建筑企業從眼前的經濟利益角度出發無法真正開展農村綠色建筑的研究,更不能將綠色建筑在廣大農村進行有計劃、有規模的建造。
4低碳理念下農村綠色建筑的經濟效益分析
就目前而言,用市場價法來對經濟效益進行一定的計量以后,這是真實價值的主要計量的最主要的方式。除此之外,在低碳理念的基礎上對其實際經濟效益計算期間,還要增強綠色建筑實際成本和其所創造的經濟效益間的有效計算。一方面,綠色建筑實際成本包括了材料、人工、項目管理費等直接成本,此外還包括了建筑建造過程中和使用及維護過程中給周圍環境帶來的破壞,以及對環境污染的治理等產生的成本,特別是碳排放量增大帶來的溫室效應及其引發的一些列問題的治理。另一方面,綠色建筑的經濟效益也包括了直接效益和間接效益兩部分。其中,直接效益主要指建筑投資的實際回報,其受到建筑物質量、建筑周邊環境、建筑群中的綠化情況的影響。而間接效益則是建筑為周邊環境的改善所帶來的正面影響,這將對使用或居住綠色建筑的人們的身心健康帶來利益,同時也為農村自然環境的可持續發展做出貢獻,這是一種長遠的收益。從碳排放量的角度進行分析,建筑材料施工期間的能源消耗所產生的碳排放量占整體的20%左右。建筑在使用期間,首先,在供暖階段的能源消耗的碳排放量占整體的2%左右;其次,非主動性能源消耗,例如,照明、空調、電梯等,占據了能源消耗的92%[1]。因此減少農村建筑能源以及建筑使用過程中能源的使用,并大力推廣新型清潔綠色能源,才能真正減少碳排放量,從低碳角度提升農村建筑經濟效益。
參考文獻:
[1]朱詩饒.低碳理念下綠色建筑經濟效益探究[J].現代商貿工業,2015,12.