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英国建筑研究院环境评估法2018版简介与分析

2018-11-02安康叶凌ANKangYELing

生态城市与绿色建筑 2018年1期
关键词:能耗评估性能

安康 叶凌 / AN Kang, YE Ling

1 引言

英国建筑研究院环境评估法(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM)首发于1990年,作为世界上首个绿色建筑评价体系,现已在78个国家认证超过590万栋建筑(截至2017年底),成为当今国际领先的绿色建筑评价体系之一。2018年1月,英国建筑研究院(Building Research Establishment,BRE)公布了其针对非住宅建筑的最新版绿色建筑评价体系——BREEAM UK New Construction 2018 Non-domestic Buildings Technical Manual(以下简称BREEAM 2018)。下文将简要介绍BREEAM 2018,并对其特点进行分析总结。

2 适用范围

BREEAM 2018适用于办公、商业服务、工业、教育、医疗卫生、公共宿舍等多类建筑,基本涵盖了住宅以外的所有建筑类型。与前一版本(BREEAM UK New Construction 2014 Non-domestic Buildings Technical Manual)一样,BREEAM2018将上述适用建筑分为4大类:(1)商业类(commercial),包括办公楼、购物中心、工厂等;(2)非居住性公共服务类(public-non housing),包括学校、医院、监狱、法院等;(3)公共居住类(multi-residential accommodation),包括敬老院、学校宿舍等;(4)其他类(other),包括旅馆、博物馆、图书馆、剧院、室内外运动场等。

除了对建筑类型进行界定外,BREEAM2018还根据建筑服务功能的完善程度进行了分类。(1)仅外壳建筑(Shell only):仅有主体结构、围护结构等基础功能的建筑,类似于我国的毛坯房;(2)外壳与核心建筑(Shell and core):在“仅外壳建筑”的基础上增加了建筑的核心设备系统(core building services),但不含末端,包括供水、供电、暖通空调系统等,类似于我国的清水房;(3)简单建筑(Simple building):在“外壳与核心建筑”基础上已具有基本的建筑功能,例如户式供暖、空调,类似于我国的简装房;(4)完全安装建筑(Fully-fitted):在“简单建筑”的基础上进一步提升,具备较为完善的建筑功能,例如集中空调、全机械通风、可再生能源、自动扶梯或步道、集成控制。

可见,“仅外壳建筑”和“外壳与核心建筑”仅仅完成了基础的设计和施工;“简单建筑”和“完全安装建筑”则具备较为完善的建筑功能。对于服务功能完善程度不同的建筑,在评价时所需评估的条目及分值标准也有所不同。例如在后文介绍的能源章第一条Ene01“减少能源使用和碳排放”,以上4类建筑都需要参评,但本条满分值的规定上:“完全安装建筑”和“外壳与核心建筑”为15分,“简单建筑”和“仅外壳建筑”为9分。

3 评价和评级方法

3.1 评价阶段与认证证书

建筑在进行BREEAM评价时,参评方需选择参评的阶段,包括设计阶段(Design Stage,DS)、竣工阶段(Post-Construction Stage,PCS)和使用阶段(Post-Occupancy Stage,POS),不同阶段参评获得的证书不同。正式开始评价时,根据参评建筑服务功能完善程度所划分的类别,对应到相应的指标权重体系来计算评价得分,并根据分数初步判定参评建筑的BREEAM等级;再根据初步判定的BREEAM等级,检查参评建筑是否满足相应等级的最低得分标准。

根据参评建筑参评阶段的不同,授予的认证证书也各不相同:(1)设计阶段,授予临时性证书,仅证明设计阶段新建筑的性能,不代表该建筑物最终的BREEAM性能;(2)竣工阶段,授予最终的正式证书,展现建筑最终的“实际建造”性能,可在DS评级的基础上评估,也可以在竣工后独立评估;(3)使用阶段,用户入住后可通过调试性能检测系统,了解和管理建筑的实际性能情况,在满足设计愿景的情况下可以授予BREEAM的最佳实践认证。建筑在设计阶段获得临时性证书,或者竣工阶段获得最终的正式证书,仍然可在交付使用12个月后选择参评BREEAM的使用阶段认证,即最佳实践认证。

3.2 评价指标权重

首先,BREEAM 2018沿袭了此前版本的10类指标体系,分别是:管理、健康舒适、能源、交通、水、材料、废弃物、用地和生态、污染、创新。BREEAM 2018根据建筑服务功能完善程度的不同,制定了不同的指标权重。从表1可以看出:随着建筑服务功能的逐渐完善,健康舒适、能源两类指标的权重逐渐增大,而交通、材料、用地和生态3类指标的权重则相对降低;材料、用地和生态两类指标的权重平均值明显高于其他指标,也反映出BREEAM 2018更加看重“减少对环境的影响”,凸显出重视环境的特点。

3.3 评分计算和评级方法

BREEAM 2018将建筑划分为6个等级,分别是:杰出(Outstanding)、卓越(Excellent)、优秀(Very good)、良好(Good)、通过(Pass)、不通过(Unclassified),分值要求分别是达到85分、70分、55分、45分、30分和小于30分。

根据评价等级的不同,BREEAM 2018设置了相应的基本要求(表2)。与我国绿色建筑评价统一设置控制项要求不同,BREEAM 2018对应不同的评价等级,随着等级提升而设置更多的基本要求。除了水章Wat 02“用水计量”、材料章Mat 03“施工过程友好负责”为仅满足相应条文下的第一款评判标准没有分值外,其余基本要求都具有1~6分的分值。

表1 BREEAM不同类别建筑权重

在进行评分时,需由BREEAM评估师根据各章各条的满足情况确定得分;然后用实际得分除以各章满分,算出得分比;再将得分比乘以各章相应权重,算出加权得分;最后将各项加权得分相加,即为最终得分;将最终得分对照BREEAM的评价基准以确定建筑的等级,再对照相应等级的基本要求查看其是否满足。表3为一个新建非住宅完全安装类建筑进行BREEAM评级的部分示例。

其中创新分主要通过两种方式获得:一是达到BREEAM 2018相关条款规定的更高性能,类似于我国绿色建筑评价加分项中的提高部分;二是BREEAM评估员将建筑中设计或使用的创新性建筑技术向英国建筑研究院国际部(BRE Global)申请,并经验证合格。

4 评价指标体系

BREEAM 2018采用两级指标体系,共有10类49条指标(含创新项),详见表4。其中,多数条目均适用于大多数建筑类型,但也有个别特色条目仅适用于少数建筑类型(如节能章Ene07“节能实验室系统”,仅适用于科研建筑;废弃物章Wst04“选择性装修”,仅适用于办公室)。如此,也反映出评价体系对于建筑类型的全覆盖。

下文以暖通专业相关的健康舒适章和能源章为例,详细介绍BREEAM评价指标体系。

4 .1 健康舒适

“健康舒适”章旨在通过合理的设计和技术手段,营造一个健康、安全、舒适的室内外环境,以提升业主的健康、舒适和安全水平。

Hea01“视觉舒适性”:旨在通过建筑采光、人工照明及使用控制,鼓励改善光学性能和视觉舒适性。主要考察4个方面:(1)控制眩光;(2)采光(对采光系数、采光照度等提出要求);(3)视野;(4)内外部照明的水平、分区及控制。此外,对于采光水平的进一步提升还有额外的创新加分。

Hea02“室内空气质量”:旨在鼓励具有良好空气质量的室内环境,保证室内空气质量。具体方法是:去除污染源;对污染源进行稀释和控制;第三方测试和分析;室内空气质量的保持。主要考察4个方面:(1)室内空气质量计划,与建筑方案设计同时提出以指导设计、施工,至少要包括污染物散发源的移除和控制、入住前通风、第三方测试分析、使用中的保持维护;(2)通风,包括新风的引入、通风路径的安排、暖通空调系统中过滤措施的设置、CO2或空气质量传感器的设置、自然通风条件下保证热舒适度和通风率;(3)建造材料的污染物挥发,对内部油漆及涂料、木制品、地板材料、顶板内墙及隔热隔声材料、内部胶黏剂和密封胶等的甲醛、总挥发性有机物、致癌物等含量均有要求;(4)竣工后空气质量检测,主要测量甲醛和总挥发性有机物是否满足相关规范要求。此外,对于建造材料污染物挥发的进一步降低、从源头上减少空气污染还有额外的创新分加分。

表2 BREEAM各等级的基本要求

Hea03“实验室安全防护”:不再属于BREEAM2018中需要评估的问题(BREEAM2018中仅列出本条,无条文说明)。

Hea04“热舒适性”:旨在为建筑提供一个舒适的热环境。主要考察3个方面:(1)热环境模拟,使用符合要求的软件对施工图设计方案进行全动态模拟分析,确保室内温度符合规定,空调建筑还需在建模分析的基础上预测分析PMV(Predicted Mean Vote,预测平均投票数)和PPD(Prsdicted Percentage of Dissatisfied,不满意者的百分数);(2)对未来舒适性的设计,要求考虑在当前气候变化下,未来如何通过被动式措施来最大限度地满足舒适性要求;(3)分区和控制,制定适当的温度控制策略并告知用户,该策略需综合考虑房间功能、开窗可能造成的系统交互效应、用户期望、建筑类型等因素。

Hea05“声学性能”:旨在为用户提供一个良好的声环境。隔声性能、室内噪音级水平、室内声学性能等需满足相关要求;或满足由具备相应资质的声学专家(Suitably Qualified Acoustician,SQA)设定的专门的声学性能指标要求。

Hea06“安全性”:旨在规划和实施有效措施,为建筑物和场地提供安全保障。由具备相应资质的安全专家(Suitably Qualified Security Specialist,SQSS)进行安全需求评估,并有针对性地提出一系列安全控制措施建议并实施。此外,对于使用安全评估方案且效果获得独立第三方评估确认的,还有额外的创新分加分。

Hea07 “安全健康的周边环境”:旨在鼓励在工地和建筑室外空间周围设置安全通道,以增强用户体验。主要考察两个方面:(1)安全出入,不仅对行人和自行车出入有相关要求,而且对于机动车停放、上下客、装卸货等都有要求;(2)安全的室外休闲区。

4 .2 能源

通过建筑节能方案的设计、运用高能效的系统和设备来提升建筑能效、减少碳排放,以及在建筑的使用期内实现能源的有效管理。

Ene01“减少能源使用和碳排放”:旨在降低运行能源需求、一次能源消耗和CO2排放。通过计算能量性能比率(Energy Performance Ratio for New Constructions,EPRNC)即可对应查得本条得分。在具体计算EPRNC时,需要考虑3个指标:建筑物能源需求量、建筑物能源消耗量、建筑物CO2排放量。将这3个指标与相关的国家建筑法规标准(即基准)进行比较,再将每项指标都折算成百分比,与BREEAM模型进行比较,并转换为单项EPRNC,将3个单项EPRNC加权即确定总体能效比EPRNC。

在实际评估时需要以下数据:(1)建筑面积(m2);(2)建筑供暖供冷名义能源需求量(MJ/m2);(3)建筑供暖供冷实际能源需求量(MJ/m2);(4)建筑名义一次能源消耗量(kWh/m2);(5)建筑实际一次能源消耗量(kWh/m2);(6)CO2目标排放率(Target Emission Rate,TER)(kg CO2/m2);(7)建筑CO2排放率(Building Emission Rate,BER)(kg CO2/m2)。将其输入BREEAM Ene01的计算器中,即可确定EPRNC和本条得分。

Ene02“用能计量”:旨在鼓励安装能量分计量器,以便于监测运行能耗。主要考察两个方面:(1)按照终端使用类型分项计量;(2)对用能负荷较高区域和出租区域分项计量。

表3 BREEAM得分和评级示例

表4 BREEAM 2018的评价指标体系

Ene03“室外照明”:旨在通过规范建筑外部的节能灯具来降低能耗,要求不设建筑外部的照明,或室外照明发光效率不低于70lm/W、日间自动关闭、在人员活动区域有人员感应。

Ene04“低碳设计”:旨在通过运用被动式设计和低碳零碳技术,降低对建筑服务系统的依赖,从而降低建筑能耗、减少碳排放。具体考察两个方面:(1)被动式设计,在热环境模拟分析的基础上确定运用被动式设计的可能性,并细化措施、量化效果,其中,特别对在此基础上采用免费供冷技术提出要求并给予鼓励;(2)低碳零碳技术,由能源专家进行低碳零碳技术在建筑应用的可行性分析,确定具体技术,量化运用低碳零碳技术所减少的CO2排放。

Ene05“节能冷藏制冷”:旨在鼓励安装节能的制冷系统,以降低系统运行所产生的温室气体排放和能耗。具体考察两个方面:(1)制冷能耗,制冷系统的设计、安装和调试要符合相关要求;(2)温室气体的间接排放。

Ene06“节能运输系统”:旨在鼓励在建筑物内使用规范节能的运输系统,安装节能电梯、自动扶梯、电动步行道,对其类型、运行状态、能耗等提出具体要求。具体考察两个方面:(1)系统能耗,分析运输需求及使用习惯,计算系统能耗,考虑驱动装置的能量回收再生措施,指定系统的最低能耗量;(2)节能措施,包括电梯的闲时待机、轿厢照明、变频变压变速驱动以及能量回收再生,自动扶梯和人行道的人员感应或负荷感应。

Ene07“节能实验室系统”:旨在最大限度降低实验室区域运行能耗和相关CO2排放。通过实验室系统的合理设计、服务系统的适当选型,最后计算建模验证节能效果。具体考察两个方面:(1)设计规范,确定用户需求及性能标准,正确选型设备,确定最低能耗量;(2)节能措施,通过设计、选型和安装提高实验室系统及设备的能效,通过计算或模拟验证节能效果,确认采取节能措施不会影响性能标准、不会增加未来用户的健康和安全风险。

Ene08“节能设备”:旨在通过鼓励安装节能设备,以确保建筑在实际运行中获得最佳性能和节能效果。本条主要内容是确定给建筑带来不确定能耗负荷(打印机、电脑、洗碗机等产生的能耗)的主要系统和设备,并确定不确定能耗的占比,减少不确定能耗;尽量选用带有认证标识的设备,论证不确定能耗是否有显著降低。另外还对泳池、数据中心等功能性房间提出了具体要求。

5 总结分析

BREEAM是世界上第一个引领建筑可持续评价和认证的标准,旨在将最佳的环境实践纳入建筑规划、设计、施工和运营过程中,提供被市场认可、对环境影响较小的建筑。BREEAM能够成为国际领先的评价体系不仅仅是因为其创立时间早、适用种类齐全,还因其具有以下特点。

(1)主观、客观相结合,量化措施。例如前文提到的Hea05声学性能中,需求由SQA对可能影响室内噪声的因素进行评估,并列出具体需要评估的内容,所需要达到的标准等。将专家的主观评估量化为具体的客观标准,确保标准的可行性。

(2)因地(用)制宜,灵活变通。例如前文提到的Ene07节能实验室系统,只针对具有科研性质的建筑评估,一般建筑评估时可以不考虑此条。此外,在不同国家进行BREEAM评估时,可根据当地具体情况对部分条例作出删改(在向BRE Global申请并同意后),确保标准的适应性和灵活度。

(3)各类指标有衔接协调和互补性,更好地体现了“建筑性能化评价”的概念。例如前文提到的Hea04热舒适性和Ene04低碳设计,在评估Hea04热舒适性时需要进行热量建模,通过被动式设计最大限度地满足舒适性要求;在Ene04低碳设计中,要在热量建模的基础上量化被动式设计的效果。各类指标彼此互补,确保建筑的整体性能。

(4)采用第三方认证,格外重视证据。在评估时除了由BREEAM评估师跟进以外,对于部分条例还引入第三方认证。BREEAM是国际化的评估标准,部分条款可以因地制宜、灵活变通地删改,但证据要确保是过硬的(robust),共包含模拟结果、现场检查等28类证据类型,必需清楚地向第三方证明标准已满足。

当然,BREEAM2018除了上述优点外,还存在不足,例如进行评估时必须有BREEAM评估员全程跟进、在证据方面所需要的材料可能过于繁琐等。但总体来说,瑕不掩瑜,BREEAM2018对于我国的绿色建筑评价标准仍有一定的借鉴意义。

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