绿色建筑评价标准中关于城市微气候的讨论
2020-05-05王茹吕晓芳
王茹 吕晓芳
1 西安建筑科技大学土木工程学院
2 西安建筑科技大学信息与控制工程学院
0 引言
目前，各国都倡导绿色建筑的建设，这样可以节约资源，提高能源效率，同时减少 CO2排放，实现可持续发展的目标[1]。为了减少对环境的影响并提高建筑物的可持续性，需要一个客观的评估标准。英国BREEAM 作为第一个绿色建筑评估标准，为 LEED 和HK-BEAM 提供参考。
城市微气候是指近地气候与周围气候之间的差异现象，由城市下垫面的结构特征决定[2]。由微气候引起的最典型的热效应是城市热岛效应，城市温度高于郊区温度的现象称为城市热岛效应[3]。建筑物和微气候之间是相互影响的，建筑物会影响外部的微气候[4-5]。例如，建筑物的 CO2排放将增加室外温度并影响城市的微气候。同时，微气候改变风速并产生热岛效应，从而影响建筑物的能耗。因此，城市微气候研究是城市绿色建筑不可分割的一部分。
2 各国绿色建筑评价标准比较
本文主要选择 BREEAM，LEED-NC 和 GBA，用于研究它们对城市微气候和建筑物的影响。
2.1 BREEAM 英国新建筑
BREEAM（建筑研究机构环境评估）方法是世界上第一个绿色建筑评估方法。BREEAM 对不同类型的建筑有不同的标准。BREEAM 英国新建筑分为十大类：管理（人），健康和福利（Hea），能源（Ene），运输（Tra），水（Wat），材料（垫），废物（Wst），土地使用和生态学（LE），污染（Pol）和创新（Inn）。每个部分的权重不同，总分为100 分，根据分数分为六个等级。表 1 列出了BREEAM UK New Construction 的指标中用于评估建筑物对城市微气候的影响的评估内容。
表格1 BREEAM UK New Construction关于城市微气候的评价标准
Ene01-08（07 除外）是建筑物对 CO2排放的直接影响，CO2的排放浓度将直接影响城市微气候。Ene01的方法主要使用三个指标来评分，包括建筑物供暖和制冷的能源需求，二氧化碳的总排放量以及建筑物的主要能耗。Mat04 绝缘物质是间接影响城市微气候的指标。使用良好的绝缘材料意味着可以减少热量损失，从而影响建筑物的能源需求并减少温室气体排放。LE04 增强场地生态学包含增强的物种多样性和植物物种的增加，可以改善植物多样性可以直接缓解城市微气候。建筑物产生的污染物也是城市微气候的一部分，指标 Pol 02 通过评估建筑物中是否使用低排放源来减少氮氧化物排放。
2.2 LEED-NC
LEED（能源与环境设计领导力）是评估绿色建筑的工具。LEED-NC 标准主要适用于新建筑的评估。目的是在设计阶段减少环境对用户的负面影响，并提供规范，完整的绿色建筑概念。该标准分为七类：可持续场所（SS），水效率（WE），能源与大气（EA），材料与资源（MR），室内环境质量（EQ）和创新与设计过程（ID）。总分为69 分，分为四个等级。LEED-NC 中城市微气候和建筑关系的指标见表2。
表2 LEED-NC 的关于城市微气候的评价标准
在这些指标中，有些建筑物对城市微气候有直接影响。例如，指示器 SS7 减少了热岛，以最小化对微气候的影响。EA1 优化能源性能和EA5 测量和验证的目的是提高能源性能水平，以减少能源使用对环境的影响。EA2 可再生能源和EA4 臭氧保护通过改变建筑物中使用的能源类型来减少污染物排放。评价标准EA6绿色能量和SS4.4 停车容量可以间接减少CO2排放。
2.3 GBA
GBA 中国是贯彻国家技术经济政策，节约资源，保护环境，规范绿色建筑评价，促进可持续发展的标准。绿色建筑评价指标体系包括节约土地和室外环境，节能和能源利用，节水和水资源利用，材料节约和材料资源利用，室内环境质量，施工管理和运营7 种指标管理。每个部分的权重不同，总分为100，分为三个等级。表3 列出了GBA 中国评估建筑物对城市微气候影响的指标。
表3 中国GBA 的关于城市微气候的评价标准
从表 3 可以看出，指标 4.2.2,4.2.7 和 4.2.15 都通过改善室外环境（增加绿色植被面积和减少热岛强度）减轻城市微气候对建筑物的影响。共有 6 个指标（5.2.3-5.2.8）是通过减少建筑物的能耗对城市微气候的间接影响。指标5.2.16 鼓励建筑物改变其能源使用类型，并建议使用可再生能源来减少环境污染。
3 BREEAM，LEED-NC 和 GBA 区别讨论
首先，通过每个标准中针对城市微气候的评估的比重，可以得出图1。从图1 中可以看出，关于城市微气候，BREEAM 和 GBA 中国标准的比例几乎相同。LEED-NC 具有最大比例的指标，用于评估建筑物对城市微气候的影响。对于这三个标准，影响微气候的评估指标都至少占各自规范的五分之一，这表明绿色建筑与城市微气候之间是相互联系的。
图1 不同标准中城市微气候所占标准的比例
其次，在每个标准中，节能和能源利用占建筑物对微气候的影响的很大一部分。在 BREEAM，LEED-NC 和 GBA 中，建筑物在微气候影响能中的比例分别为65%，84%和75%。这是因为能源的使用直接影响 CO2等温室气体的排放，CO2会间接影响城市微气候。BREEAM 和LEEDS-NC 都有停车容量指标，它们鼓励使用私家车以外的车辆，以减少与建筑操作相关的交通污染排放并改善微气候。LEEDS-NC 和GBA还有直接改善热岛效应的额外指标，鼓励设计师在设计阶段考虑城市微气候问题。GBA 鼓励绿色建筑实现节能，同时增加户外环境的绿地面积，这是由于植被和绿地可以改善城市微气候造成的热岛效应。
最后，应考虑以下几点来评估建筑物对城市微气候的影响。先在标准创新项目中可以增加绿色屋顶，绿色墙壁等增加绿色区域的额外得分指数。然后，还应鼓励建筑物使用高反照率材料，这可以减少周围和城市表面吸收的太阳辐射量，并降低表面温度。接着，在选择建筑物位置时也应避免峡谷效应。峡谷效应会影响室外环境通风，因此不利于城市微气候。
4 结论
城市微气候可能会影响建筑能源的需求，因此，在评估绿色建筑时，还需要考虑城市微气候。本文分析了BREEAM，LEED-NC 和GBA 城市微气候的相关指标，得出以下结论：
在这三个标准中，建筑物对微气候的影响都有相关的评价标准。在LEED-NC 中，评估建筑物微气候的指标百分比占其总指标的最大百分比相比于其它两个。在每个标准中，能源的管理和使用是评估建筑物对微气候影响的最重要部分，因为建筑物的能耗通常伴随着污染物和温室气体的产生，这会影响室外环境。标准包括直接影响微气候的指标，如 LEED-NC 的 SS 7（热岛效应）和 GBA 4.2.7（采取措施降低热岛强度），用于评估减少热岛的强度。还有一些间接因素，例如改变建筑材料和使用可再生能源以减少碳排放。
但是，要实现可持续发展，必须加强城市规划，选择合理的城市结构，增加绿地面积，改善城市微气候。可以在指示器下适当地添加更具体的内容，例如绿色屋顶，绿色墙壁，高反射率材料的使用等，以减轻热岛效应。然后，鼓励设计师从设计阶段从建筑的角度改善城市微气候，尽可能降低热岛强度，间接降低建筑物的能耗水平。最后，通风也是减轻热岛效应的重要原因，并且在这三个标准中没有明确要求室外通风。简而言之，在进行任何评估时，需要根据当地的文化和条件灵活地进行改变。
