綠色奧運建筑研究論文

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摘要：本文介紹了“科技奧運”十大專項之——“綠色奧運建筑評估體系”課題的設計思想、評估內容、評價方法和主要創新。從環境、能源、水資源、材料與資源、室內環境質量等方面闡述了如何全面地提高奧運建筑的服務質量(Q)并有效地減少環境負荷(L)。

關鍵詞：奧運建筑環境負荷綠色奧運

一、綠色建筑的發展

2l世紀人類共同的主題是可持續發展，對于城市建筑來說亦必須由傳統高消耗型發展模式轉向高效綠色型發展模式，綠色建筑正是實施這一轉變的必由之路，是當今世界建筑發展的必然趨勢。

綠色建筑是指為人類提供一個健康、舒適的工作、居住、活動的空間，同時實現最高效率地利用能源、最低限度地影響環境的建筑物。它是實現“以人為本”、“人——建筑——自然”三者和諧統一的重要途徑，也是我國實施二十一世紀可持續發展戰略的重要組成部分。

綠色建筑遵循可持續發展原則，體現綠色平衡理念，通過科學的整體設計，集成綠化配置、自然通風、自然采光、低能耗圍護結構、太陽能利用、地熱利用、中水利用、綠色建材和智能控制等高新技術，充分展示人文與建筑、環境及科技的和諧統一。

綠色建筑具有選址規劃綠色合理、資源利用高效循環、綜合措施有效節能、建筑環境健康舒適、廢物排放減量無害、建筑功能靈活適宜等六大特點，不僅可滿足人們的生理和心理需求，而且能源和資源的消耗最為經濟合理，對綠色環境的沖擊最小。

20世紀60年代，美籍意大利建筑師保羅·索勒瑞(PaolaSoleri)把生態學(Eco1ogy)和建筑學(Architecture)兩詞合并為“Arology”，提出了著名的“生態建筑”(綠色建筑)的新理念。20世紀70年代，石油危機的爆發，使人們清醒地意識到，以犧牲生態環境為代價的高速文明發展史是難以為繼的。耗用自然資源最多的建筑產業必須改變發展模式，走可持續發展之路。太陽能、地熱、風能、節能圍護結構等各種建筑節能技術應運而生，節能建筑成為建筑發展的先導。

20世紀80年代，節能建筑體系逐漸完善，并在英、法、德、加拿大等發達國家廣為應用。同時，由于建筑物密閉性提高后，室內環境問題逐漸凸現，不少辦公樓存在嚴重的建筑病綜合癥(SBS)，影響樓內工作人員的身心健康和工作效率。以健康為中心的建筑環境研究成為發達國家建筑研究的熱點。

1992年巴西的里約熱內盧“聯合國環境與發展大會”的召開，使“可持續發展”這一重要思想在世界范圍達成共識。綠色建筑漸成體系，并在不少國家實踐推廣，成為世界建筑發展的方向。

30多年來，綠色建筑的由理念到實踐，在發達國家逐步完善，形成了較成體系的設計方法、評估方法，各種新技術、新材料層出不窮。一些發達國家還組織起來，共同探索實現建筑可持續發展的道路，如：加拿大的“綠色建筑挑戰”(GREENBUILDINGCHALLENGE)行動，采用新技術、新材料、新工藝，實行綜合優化設計，使建筑在滿足使用需要的基礎上所消耗的資源、能源最少。日本頒布了《住宅建設計劃法》，提出“重新組織大城市居住空間(環境)”的要求，滿足21世紀人們對居住環境的需求，適應住房需求變化。德國在90年代開始推行適應生態環境的住區政策，以切實貫徹可持續發展的戰略。法國在80年代進行了包括改善居住區環境為主要內容的大規模住區改造工作。瑞典實施了“百萬套住宅計劃”，在住區建設與生態環境協調方面取得了令人矚目的成就。

二、課題研究的背景

綠色建筑和奧運結合的時間不長，但可持續發展思想與奧林匹克精神依然迅速地實現了和諧與統一。1996年美國亞特蘭大奧運會中已開始嘗試使用一些可再生性能源和高效交通措施；2000年澳大利亞悉尼奧運會中，綠色建筑的思想開始在奧運場館及其配套設施的建設中有所體現。悉尼奧運會被認為是目前科技含量最高的一屆夏季奧運會，而最能展現悉尼奧運會高科技含量的便是在世界范圍內受到了廣泛的關注和贊譽的綠色奧運村。這一項目的成功設計、施工與建設，現有綠色建筑技術評價體系(如澳大利亞的綠色建筑評估體系NABERS)亦功不可沒，它是保證建造過程各環節充分體現可持續生態概念的重要措施。該項目的成功，不僅有利地推進了綠色建筑設計思想和設計理念的成熟與發展，而且為澳大利亞在世界范圍內贏得了榮譽和尊重。

北京2008年奧林匹克運動會提出了綠色奧運、科技奧運和人文奧運的口號，如何使奧運建筑與園區建設能夠真正實現“綠色化”的內涵，建成可持續發展的建筑與園區，是能否真正實現北京2008年“綠色奧運”的關鍵。在此背景下，“綠色奧運建筑評估體系研究”課題于2002年10月立項，為科技部“科技奧運十大專項”之一，課題匯集了清華大學、中國建筑科學研究院、北京市建筑設計研究院、中國建筑材料科學研究院、北京市環境保護科學研究院、北京工業大學、全國工商聯住宅產業商會、北京市可持續發展科技促進中心、北京市城建技術開發中心等9家單位近40名專家共同開展工作，歷時14個月。

“綠色奧運建筑評估體系”研究就是力圖通過建立嚴格的、可操作的建設全過程監督管理機制，落實到招標、設計、施工、調試及運行管理的每個環節，來實現奧運建筑的綠色化。其具體研究內容為：根據綠色建筑的概念和奧運建筑的具體要求，制定奧運建筑與園區建設的“綠色化”標準，研究開發針對這一標準的、科學的、可操作的評價方法；研究能支持這一評估體系正常運行，可在奧運建筑從招標到運行管理的全過程中有效發揮作用的機制與政策，從而確保奧運建筑與園區建設的“綠色化”能得到高水平實現，從“綠色”與可持續發展上達到國際先進水平。

三、評估體系內容簡介

1．全程監控、階段評估

針對園區規劃、業主招標、建筑設計至施工、驗收和運行管理的全過程，在各個建設階段通過科學的評估體系、評估手段及與之相適應的管理機制及質量保證體系，以確保奧運園區建設達到綠色和可持續發展的預期目標。按照全過程監控、分階段評估的指導思想，評估過程由4個部分組成：

第一部分：規劃階段

第二部分：設計階段

第三部分：施工階段

第四部分：驗收與運行管理階段

針對上述不同建設階段的特點和要求，分別從環境、能源、水資源、材料與資源、室內環境質量等方面進行評估。只有在前一階段達到綠色建筑的基本要求，才能繼續進行下一階段的設計、施工工作。當按照這一體系在建設過程的各個階段都達到綠色要求時，這個項目就可以認為達到綠色建筑標準。

2．QL評分方法

綠色建筑追求最小的能源、資源與環境代價，而獲取健康舒適高效的建筑環境。這二者有時是彼此矛盾的。為清晰地對這二者的實際狀況給出科學描述，本評估體系采用了Quality(質量)和Load(環境負荷)這兩個指標。這種雙指標方式與目前發達國家標準(如美國LEED)相比，解決了上述矛盾，更準確地刻劃了被評估對象的綠色性。在具體評分時把評估條例分為Q和l兩類：Q(Quality)指建筑環境質量和為使用者提供服務的水平；L(Load)指能源、資源和環境負荷的付出。二者綜合起來即可對建筑物的“綠色”程度進行全面評價。

在考察建筑物的L(Load)品質時，沒有直接采用L而是轉化為LR(LoadReduction，建筑物環境負荷的減少)來評價，也就是說“建筑的環境負荷降低得越多，得分越高”，易于操作。然后，便可利用統一的5級評分制(此時L=5-LR)及與之配合的權重表，分別對不同類型的建筑的Q和LR進行評價。

根據評估項目在不同階段的重要性，分別制定了相應的權重系數。參評建筑實際的Q/LR得分=∑(5分制得分×權重系數)。對于包含多類型建筑的園區，需由建筑各類型建筑的面積比乘以其相應的Q、LR得分情況，才為整個園區的綜合評價結果。

參評建筑的Q/L評估結果可通過如圖2所示的兩維圖表進行科學的描繪。

其中：

A區：很少的資源能源和環境付出和優秀的建筑服務品質，為最佳綠色建筑。

B區、C區：尚屬于綠色建筑，但或資源與環境消耗太大，或建筑品質略低。

D區：高資源、能源消耗，但建筑品質不高。

E區：很多的資源能源和環境付出卻獲得低劣的建筑品質，一定要避免的建筑。

除了提供一張二維Q幾圖表之外，評估軟件還能根據用戶提供的建筑信息，生成一系列直觀圖表，向用戶生動地展示參評建筑在不同層次的條目評估過程中體現出來的性能優劣。

四、主要創新

本課題主要創新如下：

1．從“綠色建筑”理念出發，針對我國具體情況，系統地提出我國綠色建筑的主要內容和重點，這不僅符合國際先進理念，還有突出創新。例如，強調項目論證的必要性，強調總量、規模和容積率控制；強調建筑的全生命周期分析，注重建材的可再生、可回用性：提出多種能源結構和使用方式下的評價方法，注重能源品位，提出能源的優化利用和梯級利用，注重降低能量轉換系統的能耗，提倡熱回收；綜合考慮并評價建筑的直接污染和間接污染；重視水資源的綜合高效利用與保護，強調分質供水與梯級利用、明確節水率與回用率的合理范圍、強度用水安全性；對施工過程進行專門評價，提倡綠色施工和綠色管理；重視驗收和運行管理，強調考核管理體制與激勵機制、考核實際運行效果和實測統計數據。在此基礎上提出全面實施“綠色建筑”的體系和框架。

2．得到一批綠色建筑定量化評價指標體系，包括：通過對近20個實際項目的調研和測算，提出了建材全生命周期評價的4個定量指標，即資源消耗、能源消耗、環境影響、本地化；建立了科學、客觀和全面的建筑能耗定量評價指標體系，提出用建筑物耗熱量、耗冷量指標評價居住建筑節能狀況：提出與參考建筑比較的方法評價辦公建筑節能：直接對體育場館的圍擴結構部分的熱工性能和做法評價節能效果；提出基于能質系數的ECC指標評價不同供熱空調系統及方式：提出TDC指標評價風機水泵等輸配系統能耗；提出熱回收能效比CEP指標評價新風熱回收；提出照明能耗系數并結合燈具、照度、控制等全方位評價人工照明；采用了單位建筑面積污染物排放總量指標體系(C02、可吸入顆粒物、N0x、S0x等)和建筑排熱評價指標體系，評價大氣(直接或間接)污染及溫室效應；

3．提出全過程控制的觀點與相應的評估方法和實施指南。根據我國建設項目實施過程的特點，把評估體系分成四個階段：規劃階段、設計階段、施工階段、驗收與運行管理階段。根據每個階段的特點制定了相應的評估體系。通過對各個階段的控制，保證最終綠色建筑的實施。這完全不同于國外(如美國的LEED體系)僅限于對最終項目的綠色評估。

4．提出用Q(Quality)—L(Load)雙指標體系及權重體系對我國的綠色建筑進行評價。揭示了建筑建設過程在獲取健康舒適的居住空間和占用能源資源、影響環境之間的矛盾，指出綠色建筑的核心是追求此矛盾的協調。

5．開發了一批與評估體系匹配的、可進行定量模擬計算、優化指導設計的軟件。

五、評估案例—某綜合體育訓練館(設計階段)

1．基本情況說明

某綜合體育訓練館，位于北京市某體育訓練局東院東南角。訓練局院的北面、南面、西面為城市道路，東面為城市規劃路。建設場址南向面對人工湖，東側貼臨某居住小區，北面與網球館及體操訓練房相鄰，西側是一小學。

該建筑風格追求現代化、地域化、本土化的契合，整體造型突出體育建筑的氣勢，以大面積的金屬百葉和純凈的實體墻面形成鮮明的對比，同時充分利用陽光，以減少后期運營成本。建筑面積為10968m2，建筑層數2層，建筑高度23．9m，主要結構類型為鋼筋混凝土框架結構。建筑首層為舉重訓練館，二層為籃球訓練館，一層夾層和二層夾層為辦公室等其他功能房間。建筑設計充分考慮無障礙要求。

該建筑北側面臨訓練局體操館一側設有硬質鋪面的廣場，并與建設用地東側城市道路相通：西側設置有4米寬車道，其與建設用地南側城市道路相通，同時在建設用地西北角與訓練局院內原有南北向主路相連。所有人流及車流將由此進入綜合訓練館。綜合訓練館北側設有主入口。東側及西側各設有一處次入口。南側設有三處輔助疏散口。

該建筑采用外墻外保溫做法達到墻體節能要求。鋼筋混凝土屋面保溫采用30mm厚擠塑板保溫材料。外窗窗框為鋁合金斷橋體系，玻璃采用6mm+9mm+6mm中空低輻射玻璃。

該建筑物中舉重和籃球訓練館均采用過渡季可送全新風的雙風機定風量全空氣空調系統，其它功能小房間采用風機盤管加新風系統。空調系統等采用直接數字式(DDC)監控方式，并納入樓宇自動化監控系統，利于節能。

該建筑外玻璃均采用雙層中空玻璃隔絕外部噪聲干擾。通風管道送排風機進、出口設消聲器，滿足室內外環境對噪聲的要求。

該建筑正常照明光源主要采用三基色節能熒光燈，金屬鹵化物燈，所有高效節能氣體放電光源均須配備低諧波高功率因數電子鎮流器。

該建筑的生活給水由建筑物西側院內給水管線引至室內，接至各配水點。生活熱水采用地熱水，由大院集中地熱水供水管網供給，直接接入館內用于淋浴熱水。本工程雨污水分設系統，污水不含污染物，糞便污水經化糞池排入市政管道。屋面雨水經雨水斗匯集后排入院內雨水管道，室外雨水經雨水口收集后接入室外雨水管道。所有衛生器具配件均采用節水型。運動員浴室采用紅外線感應沖洗小便器、紅外線感應龍頭洗臉盆及淋浴器。總供水干管上均設置水表，便于計量用水量。

2．總結

本綜合體育訓練館主要為運動員訓練之用，采用了一定的節能、節水措施，但并無特別突出之處，各評估點得分均在3分左右，表現平平；其綜合評估結果在QL二維圖中處于C區。

六、展望

后續的推廣工作包括：

1．繼續擴大建筑項目試評估工作。通過與北京市相關部門配合，準備今后以綠色奧運建筑評估體系為基礎，對北京市一批在建項目進行評估，并從中總結經驗，不斷完善評估體系。

2．推廣綠色建筑設計相關的輔助軟件工具。

3．拓寬研究，并結合全國各地實際情況，把綠色建筑評估體系從區域性研究向全國推廣，以規范綠色建筑的發展。

參考文獻：

[1]綠色奧運建筑研究課題組著．《綠色奧運建筑評估體系》北京：中國建筑工業出版社，2003．8．

[2]日本可持續建筑協會編．《ComprehensiveAssessmentSystemforBuildingEnvironmentalEffiCiency(CASBEE)》2003．7．

[3]美國綠色建筑委員會(美)編．綠色建筑評估體系(第二版)LEEDTM2．0．北京：中國建筑工業出版社，2002．