T/ASC 14—2020《主动式建筑评价标准》介绍*
2021-06-23中国建筑科学研究院有限公司朱荣鑫威卢克斯中国有限公司郭成林臧海燕王红丽
中国建筑科学研究院有限公司 孟 冲 朱荣鑫 威卢克斯(中国)有限公司 郭成林 臧海燕 王红丽
1 主动式建筑
建筑是为了“遮风雨”“避寒暑”而建成的庇护所,是人类适应自然、与自然斗争的结果[1]。20世纪初期以来,人类科学技术取得了突飞猛进的发展,特别是供暖与制冷技术的成熟,使得人们可以主动地控制室内温度和湿度,满足人们的舒适要求,在人与自然斗争中取得了“胜利”。然而,这种背离气候的建筑模式消耗和浪费了大量的能源,带来了巨大的环境变化[2]。为应对这种建筑对自然造成的威胁,建筑领域专家和学者开始反思,被动式建筑、主动式建筑等不同的建筑形式应运而生,从理念走向实践[3]。
主动式建筑(active house)由国际主动式建筑联盟于2002年5月提出,其核心理念是“均衡”,即结合建筑所在位置,从建筑和使用人员角度出发,通过综合设计,营造健康、舒适、可调节的人居环境,达到健康舒适、节约能源与保护环境综合平衡的目的[4]。具体而言,主动式建筑具有如下特点:1) 鼓励利用天然采光、自然通风、绿色健康建材等措施,创造出健康、舒适的室内环境,营造亲近自然的感觉;2) 鼓励结合区位优势,合理采用太阳能、风能、水力、潮汐能等多种可再生能源,以及相关被动式建筑技术,实现建筑的能量平衡;3) 在建筑的全寿命期内,优化建筑的环境荷载,鼓励充分利用当地资源,最大限度降低对环境的负面影响[5]。
从理论上来说,主动式建筑和被动式建筑并非是针锋相对的关系,而是各自秉持不同的理念[6],简单总结如下:1) 主动式建筑更侧重于建筑的舒适、健康、安全,对热舒适、湿度舒适、声学舒适、光舒适、室内新鲜空气等提出较高的要求,更加考虑人的感受;而被动式建筑在舒适性方面,要求遵循相关建筑设计规范的基本规定,没有提出更高的要求。2) 主动式建筑鼓励采用较为丰富的措施达到能量平衡,不受被动式建筑所要求的必须采用相关被动技术的约束,即主动式建筑除了可以采用被动式建筑技术外,还能采用其他多种能源技术。3) 主动式建筑要求优化资源利用、保护环境,例如全寿命期碳排放和节约用水等,而被动式建筑则不具有这方面的要求。
为了推广主动式建筑理念,提升我国建筑的室内环境质量、节能减排性能和环境效益,根据中国建筑学会《关于发布2020年中国建筑学会标准编制计划(第一批)》的要求,由威卢克斯(中国)有限公司、中国建筑学会主动式建筑学术委员会、中国建筑科学研究院有限公司会同有关单位开展《主动式建筑评价标准》(以下简称《标准》)的编制工作。经中国建筑学会组织审查,《标准》于2020年10月11日批准发布,编号为T/ASC 14—2020,并于2020年12月20日起实施。
2 标准编制
2.1 编制过程
2018年6月29日,《标准》编制组成立暨第一次编制工作会议在北京召开。编制期间召开了3次工作会议和多次小范围的专题讨论会,历时2年多编制完成。2019年9月,经过编制组专家的多次讨论,形成了征求意见稿并向社会广泛征求意见,共收到来自31家单位34位不同专业的专家的266条意见。编制组对收集到的意见进行了逐条讨论和思考,并对征求意见稿进行了修改和完善。2020年6月16日,中国建筑学会主动式建筑学术委员会组织召开了《标准》审查会。
《标准》充分吸纳了丹麦主动式建筑理论的核心内容,并结合我国工程实践进行针对性的修改,例如增加了建筑主动性能章节、总体框架采用“控制项+评分项+优选项”等。
2.2 章节编排
如图1所示,《标准》主要技术内容包括:1.总则;2.术语;3.基本规定;4.主动性;5.舒适;6.能源;7.环境。后4章为建筑主动性能评价的4类指标,每类指标又分为控制项、评分项和优选项,共包括17个控制项、9个评分项和19个优选项。以4类评价指标为约束条件,鼓励和促进建筑主动式技术的应用,为使用者创造更加健康、舒适的工作和生活环境。
图1 《标准》章节编排
3 主要内容
3.1 评价技术指标
3.1.1主动性
主动性指标重点对建筑的主动感知和主动调节进行评价,具体设置了3个控制项、2个评分项和6个优选项。
表1给出了建筑需要感知的室内外参数,室内环境参数包括温度、湿度、CO2浓度、PM2.5浓度、VOC浓度、照度、噪声,室外环境参数包括温度、湿度、风速、风向、太阳辐照度、PM2.5浓度、CO2浓度、噪声、降水强度。
表1 感知参数
建筑主动性要求建筑应对表1中所列建筑室内外基本环境参数进行感知,然后将感知的环境数据传送到服务器,通过计算后,主动调节建筑控制系统和室内控制末端,对室内温湿度、照度、CO2浓度、PM2.5浓度等进行调控。
3.1.2舒适
舒适指标重点对建筑主要功能房间的天然采光、热湿环境和空气质量进行评价,具体设置了6个控制项、3个评分项和7个优选项。主动性评价指标主要针对建筑调控室内环境的能力,而舒适评价指标则要求将建筑室内声、光、热等调控到最佳水平。
通过合理的设计,使建筑获得较好的室内舒适性是该标准的目标之一。表2给出了该标准对建筑室内舒适性重点关注的几个指标和具体数值,天然采光为天然采光系数FD和均匀度系数Uc,室内热湿环境为不同类型建筑不同季节的室内作用温度和相对湿度,室内空气质量为CO2浓度和PM2.5年均浓度。室内噪声大多数与建筑周围环境、设备噪声和建筑围护结构隔声性能相关,很难做到实时调控,故在本章控制项对其进行了规定。
表2 舒适性评价指标
3.1.3能源
重点对建筑能耗和建筑产能进行评价,具体设置了5个控制项、2个评分项和2个优选项。
在我国,建筑能耗占全社会总能耗的1/3左右,随着社会的发展,建筑能耗将会进一步增加。在主动式建筑中,建筑能耗也是一个非常重要的指标。在该标准中,对建筑能耗的评价主要基于对建筑的“碳中和”能力的评价。一方面,鼓励采用高效节能设备和系统、被动节能设计和措施等有效控制建筑整体能耗,使其满足现行国家标准GB/T 51161《民用建筑能耗标准》的约束值及以上的要求;另一方面,结合建筑的地理环境和功能需求,鼓励综合利用可再生能源,通过建筑产能与建筑能耗的比值进行评价。在本标准中,建筑产能是指由可再生能源提供建筑部分或全部用能,既包括建筑自身产能,也包括建筑或组团红线内场地的产能。
3.1.4环境
重点对建筑的环境荷载和节约用水进行评价,具体设置了3个控制项、2个评分项和4个优选项。
该指标要求对参评的主动式建筑项目进行全寿命期环境影响分析,并对建筑设计进行优化。在该标准中,环境指标主要对建筑全寿命期碳排放和节约用水进行评价。鼓励主动式建筑采用环境友好的建筑材料和能源方案,通过计算,碳排放指标满足现行国家标准GB/T 51366《建筑碳排放计算标准》约束值及以上的要求。节约用水是主动式建筑考虑的另一个重要因素,主动式建筑提倡通过优化设计、使用节水器具、回收利用雨水等措施节约使用水资源,要求年节水率最低达到20%。
3.2 评价方法与合格标准
3.2.1评价方法
1) 主动式建筑的评价应以单栋建筑、建筑群或建筑中的独立功能区域为评价对象。在评价过程中,如果涉及系统性、整体性的指标,需要基于该单栋建筑所属工程项目的总体进行评价。
2) 主动式建筑的评价分为设计评价和运行评价,设计评价是在施工图审查完成之后进行,运行评价是在通过竣工验收并投入使用1年后进行。
3) 如图2所示,主动式建筑评价流程主要包括5项内容,分别为项目注册和提交申报材料、形式审查、会审评价、公告、颁发证书。
图2 主动式建筑评价流程
3.2.2合格标准
当参评建筑满足以下4个条件时,则可认定为主动式建筑:
1) 进行全装修;
2) 满足所有控制项;
3) 9个二级指标得分为1分及以上;
4) 所有优选项达标率为20%及以上。
当参评建筑有2项及以上二级指标得分在1分以下时,不应评定为主动式建筑;当仅有1项二级指标得分在1分以下时,可由评估人员具体说明理由,由上一级技术委员会作出裁定。
如图3所示,为了便于评价结果的表达,《标准》采用雷达图对9个二级指标进行显示,可以直观反映建筑每项二级指标的性能。
图3 主动式建筑二级性能指标雷达图
4 结语
《标准》在吸纳国外主动式建筑理论核心内容的基础上,以健康舒适、节约资源与保护环境综合平衡为目标,首次建立了适合我国国情的主动式建筑评价指标体系,为我国主动式建筑的实施提供了理论支撑和指导,对于推动我国建筑行业的健康发展具有重要意义。但是,由于现阶段我国主动式建筑刚刚起步,以《标准》带动主动式建筑的发展之路,仍需要多领域相关机构(科研机构、高校、地产商、设计单位、相关产品商等)共同努力推动。