苏州同里新能源小镇绿色建筑技术体系

韩 超， 黄 河， 冯蒙霜， 霍沫霖， 李 怀， 奚巍民,

(1. 国网(苏州)城市能源研究院， 江苏 苏州 215000； 2. 国网江苏省电力工程咨询有限公司， 江苏 南京 210011； 3. 国网江苏省电力有限公司， 江苏 南京 210024； 4. 国网能源研究院有限公司， 北京 102209； 5. 中国建筑科学研究院有限公司， 北京 100013)

为适应世界能源转型新形势，促进城市发展方式转型升级，国家能源局、江苏省人民政府和国际可再生能源署(International Renewable Energy Agency，IRENA)于2015，2016，2018年在苏州市联合举办了三届“国际能源变革论坛”。同里新能源小镇是论坛永久会址所在地，以构建“能源供给清洁化、能源输配智能化、能源消费高效化、生活方式低碳化和新能源发展产业化”的可持续发展小镇为目标[1]。与同里类似，国家计划到2020年培育1000个各具特色、富有活力的特色小镇，这些特色小镇虽然自然禀赋和产业布局各不相同，但都须具备“绿色生态、美丽宜居”的特征[2]。特色小镇建设是一个涉及经济、社会、环境的复杂系统，包含了建筑规划、交通规划和能源规划等多个领域。由于我国建筑能源消费量占能源消费总量的20.6%[3]，因此特色小镇决策规划时提高以“节能、节地、节水、节材和环境保护”为主要特征的绿色建筑的应用率成为必备条件之一，绿色建筑新技术的应用也成为关键参考指标。

国内外对绿色建筑技术和标准体系开展了深入的研究，其中发达国家起步较早，已制定了完善的评价标准，如美国的LEED和德国的DGNB等[4]。我国自“十五”以来也积极立项与绿色建筑相关的国家科技支撑计划项目[5]，住建部在“十三五”建筑节能与绿色建筑发展规划中进一步提出要开展超低能耗建筑、近零能耗建筑的建设示范[6]。国内学者对绿色建筑也开展了卓有成效的研究和实践，李新宇等[7]结合长沙星沙市民文化中心，对夏热冬冷地区二星绿色建筑采用的技术体系进行了分析。许小燕[8]将低碳建筑技术分为绿化系统、能源供给、围护结构、建筑设备及运营管理五大类，并对选取原则进行归纳。文献[9]系统介绍了天津生态城在绿色建筑的标准规范制定、设计方法、绿色施工等方面的实践。王立华[10]研究了夏热冬冷地区被动式建筑技术，为解决南方冬季采暖问题以及降低建筑空调能耗开展了探索。徐亚军[11]构建了办公楼绿色建筑技术标准体系，提出了具体的评价指标及方案。赵士怀[12]以厦门地区首个被动式超低能耗示范建筑为例，分析了我国被动式超低能耗技术体系对夏热冬暖地区的技术适应性。魏燕丽等[13]以江苏省典型超低能耗绿色办公建筑为例，研究了适宜夏热冬冷地区绿色办公建筑的超低能耗技术。田露等[14]以雄安市民服务中心为典型案例，提出高质量绿色建筑的发展应融合被动式建筑、装配式建筑、海绵城市等理念。综上可知，目前文献多侧重于单一绿色建筑技术或单一类型绿色建筑的研究，对特色小镇框架下的绿色建筑技术体系研究还比较少，实践中的应用也不足。

本文以同里新能源小镇为研究对象，基于同里地区能源和资源现状，在调研国内绿色星级建筑典型案例的基础上，对既有绿色建筑技术进行统计分析，然后结合小镇规划定位、绿色建筑发展目标(二星、三星及近零能耗)和示范创新性要求，归纳总结适用于同里新能源小镇的绿色建筑技术体系，最后针对绿色建筑建设和技术体系落实提出保障措施和政策需求。

1 同里新能源小镇规划和资源概况

1.1 规划概况

苏州同里新能源小镇位于江苏省苏州市吴江经济技术开发区核心区内，北接苏州主城区，东临上海，南连浙江，西濒太湖(图1，其中箭头标识处即为同里新能源小镇)。小镇占地296.85 ha，包含五个功能区：国际能源变革论坛永久会址、新能源产业示范区、商业办公区、居住社区和学校(图2)，规划总建筑面积450万m2，预计居住人口2万人，工作人口1万人。目前小镇处于规划阶段。

图1 同里新能源小镇地理位置

图2 同里新能源小镇功能分区

1.2 绿色建筑发展目标

为确保同里新能源小镇建成后持续发挥能源变革创新引领的效果，小镇内规划建设了一批世界级能源创新项目，包括大规模绿色建筑群、“三合一”电子公路和多功能绿色充换电站等。其中绿色建筑项目在规划阶段初步确定了70%创建绿色建筑二星、30%创建绿色建筑三星(其中20%为近零能耗建筑)的目标[15](表1)。

表1 各地块星级建筑面积与小镇总建筑面积比值 %

小镇各功能区的绿色建筑建设要求如下：

(1)永久会址区域：永久会址是新能源小镇的核心区，包括酒店、会议中心和会展中心，集中了湿地资源，是第一批规划实施的地块。永久会址作为对外展示、交流的窗口，建筑应充分利用各类新能源，拟全部按照近零能耗建筑建设。

(2)居住社区：由于毗邻永久会址，享有优美的湿地景色，适宜营造安静、健康的生活环境。绿色建筑星级方面，增加三星级建筑的面积，并选择部分区域建设为近零能耗建筑。

(3)新能源产业示范区：该区域建筑多为办公建筑，三星级建筑比例稍高，建设适当比例近零能耗建筑作为该区域亮点。

(4)商业办公区：主要功能是商业办公、商业住宅和配套建筑等。该区域对增量成本敏感，为吸引更多的客户入住，需要对成本进行限制，因此以二星级建筑为主。

(5)学校：以学校为代表的公共建筑打造成三星级建筑和近零能耗建筑，不仅具有宣传示范作用，也对学生的节能教育有潜移默化的影响。

1.3 小镇自然资源禀赋和外部资源供应

同里新能源小镇所在的苏州市属于亚热带湿润季风气候，温暖潮湿多雨，年平均气温17.1 ℃，年平均降水量1262 mm[16]。小镇前期选址时，注意避开了滑坡、洪涝地区等地质危险地段；区域内无危险化学品、易燃易爆危险源的威胁，无电磁辐射、含氡土壤的危害。

(1)太阳能资源：苏州市是太阳能资源三类地区，全年太阳总辐射强度为4605.55 MJ/m2[17]。苏州市光伏产业具备较好的应用基础，2017年光伏发电装机容量达63.87万kW[18]。同里新能源小镇太阳能利用可以采用太阳能光热和太阳能光电形式，太阳能光电包括屋顶光伏发电系统、光伏建筑一体化系统和结合路灯建设太阳能照明系统等。

(2)风能资源：苏州市风能密度约50～80 W/m2，属于风能可利用区[19]。考虑小规模、小范围的风力发电形式，如结合路灯建设风光互补发电装置。

(3)浅表地热资源：同里区域地下水位较高，且有一定的地下水流速，不会存在热堆积问题，更易于地源热泵系统能效的提升。

(4)工业余热废热资源：新能源小镇毗邻同里古镇，该地区以旅游产业为主，附近多为非建设用地，因此暂不考虑工业余热废热的利用可能。

(5)电力供应：锦屏―苏南±800 kV特高压直流输电工程落点在小镇附近的同里换流站，可送入充足清洁电力。小镇区域内配电网建设完备。

(6)燃气供应：苏州市本地无天然气能源，目前气源来自“西气东输”和“川气东送”。

2 同里新能源小镇绿色建筑技术体系构建思路和技术清单

2.1 绿色建筑技术体系构建思路

为了保证绿色建筑技术体系的合理性、全面性和先进性，同里新能源小镇按照图3所示思路构建绿色建筑技术体系。

图3 同里新能源小镇绿色建筑技术体系构建思路

(1)鉴于同里新能源小镇的发展定位，小镇内未规划工业建筑，五大功能区全部为民用建筑，因此按照GB 50352-2019《民用建筑设计统一标准》的规定，将区域内建筑分为居住建筑和公共建筑进行阐述。

(2)小镇绿色建筑技术体系与《绿色建筑评价标准》在评价指标设定和符合性判定的原则上是一致的，是对评价标准的进一步细化应用。

(3)绿色建筑技术体系必须与小镇的功能定位、总体发展目标一致，与区域资源现状相适应。小镇在前期已经开展了规划指标(占地、区域功能划分等)和生态指标(节能率、节水和减排指标等)的研究[15]，基于研究成果明确了绿色建筑的发展目标，然后从国内已取得绿色建筑星级标识的项目中梳理广泛采用、易于实现且成本可控的技术，结合小镇不同地块和不同星级建筑要求形成居住建筑和公共建筑的绿色建筑技术体系。

(4)小镇2018年启动规划研究工作，由于2019年住建部发布了新版GB/T 50378-2019《绿色建筑评价标准》，考虑到执行标准和体系框架的延续性，同里绿色建筑关键技术筛选同时以该标准为依据，绿色建筑技术体系在2019版基础上完成，即围绕安全耐久、生活便利、健康舒适、环境宜居、资源节约五类指标和提高创新项建立。

(5)2019版《绿色建筑评价标准》中的每类指标包含控制项和评分项，由于控制项为必须满足的要求，这里仅针对评分项的技术进行选择。又因为小镇内绿色建筑均达到二星级及以上，文中也不再对一星级项目做出规定。

(6)绿色建筑的不同星级评价可由不同技术或指标的组合来实现，具体组合方式取决于项目的规划设计条件、业主方的关注重点、设计方的技术认知和特定技术或者设备的接受程度等。按照2019版《绿色建筑评价标准》的要求，当各类技术的总得分分别达到70，85分且满足围护结构、节水器具等特殊要求时，即达到二星级、三星级绿色建筑的判定要求。

2.2 绿色建筑技术适用性清单

叶祖达等[20]深入调研了国内55个取得绿色建筑标识的项目，分析了评价指标和绿色技术应用的基本情况。文献[21]收集整理了涵盖严寒、寒冷、夏热冬暖和夏热冬冷四个气候区50个超低能耗或近零能耗建筑项目的先进技术和应用效果。中国城市科学研究会在2012―2017年通过《中国绿色建筑》系列报告[5]分析总结了85个国内绿色建筑示范项目或绿色生态城区中绿色建筑的建设成果。将上述研究中的绿色建筑先进技术按照安全耐久、生活便利和健康舒适等指标进行归并整理，筛选获得可应用于同里新能源小镇的绿色建筑技术清单(表2)。由于我国对住宅建筑和公共建筑日照、通风、噪声源控制等制定了国标规范，因此清单中列入了室内噪声控制、自然采光优化设计、自然通风和热岛效应控制等技术。

表2 同里新能源小镇适用的绿色建筑技术清单

续表2

3 小镇绿色建筑技术体系

同里绿色建筑技术体系中的技术分成推荐项和可选项两种，推荐项是指市场发展成熟、使用难度小和增量成本低的技术；可选项是指为满足二星级或三星级绿色建筑要求，根据地块条件、项目预算和建筑功能等自行选择的备选技术。

3.1 居住建筑绿色建筑技术体系

3.1.1 二星级居住建筑技术体系

表3给出了同里新能源小镇二星级和三星级居住建筑的技术体系，以该表为例说明各项技术和措施的选择过程。居住建筑主要为建筑使用者营造健康舒适的居住环境，不承担过多的公共服务功能，技术上更多关注使用者的感受。

表3 绿色建筑(居住建筑)技术体系

(1)安全耐久分项：居住建筑使用功能明确，建筑外观、层高和户型等设计元素相对统一，此分项下的建筑适变性措施的应用场景不多，因此这项技术并未纳入居住建筑二星级技术体系，在居住建筑三星级技术体系中也仅作为可选项出现。

(2)生活便利分项：住宅及周边场地是老年人的主要活动场所，增加适老化设计更能体现小镇对使用者的关怀，因此在三星级居住建筑体系中，适老化设计作为推荐项。另外，同里新能源小镇以新能源高效利用为特色，建筑与能源网络、与小镇内使用者的智慧互联是必不可少的要素，因此着重提出了能耗监测、智能建筑等技术的使用。

(3)健康舒适分项：环境舒适和健康对于使用者尤其重要，此分项从室内空气质量、水质、声光环境三部分对绿色建筑进行约束，涉及技术措施较多，且覆盖从建设设计到机电系统各个方面。部分技术考虑到应用后会提高增量成本， 因此列入可选项，如噪声控制技术、外遮阳设置和PM2.5控制技术等。

(4)环境宜居分项：此分项强调场地与建筑的和谐互融。技术措施在建筑前期规划和设计阶段即可落实，技术难度较低，实施后在进行星级评定时较易拿分，因此在二星级居住建筑技术体系中不设置可选项。

(5)资源节约分项：此分项包含了节地、节能、节水和节材等内容。以增量成本为考虑因素，区分了不同星级建筑的推荐项和可选项。根据《江苏省“十三五”建筑节能和绿色建筑发展规划》(苏建科〔2017〕33号)要求，“十三五”期间江苏省城镇新建居住建筑全面应用太阳能热水系统，开展太阳能发电系统并网试点，因此相关技术在二星级中作为推荐项。

(6)提高与创新分项：此分项是2019版《绿色建筑评价标准》中的新增项，除了鼓励技术创新，同时对绿色建筑的运行提出了一定要求。

3.1.2 三星级居住建筑技术体系

表3中三星级建筑技术体系包含的内容比二星级更加丰富。一方面三星级建筑所使用的技术数量整体增多，使用率显著提高；另一方面，随着评分门槛的提高，部分二星级建筑中的可选项改列为三星级的推荐项。如遮阳技术，二星级建筑只设置“外遮阳设施”，三星级建筑则进一步考虑遮阳设施的可控调节；二星级建筑中“独立调节舒适性空调末端”作为了可选项，在三星级建筑中则放在了推荐项中；物业管理方面也从“物业具有管理体系认证”这一单项，增加了“运营管理制度完善”，包括节能、节水操作规程和实施能源管理等。此外，由于小镇规划区域内有湿地资源，考虑到项目定位和景观设计要求，增加了“湿地水环境保护技术”。同时，三星级建筑中“提高与创新”项也增加了更多推荐措施，如提升了“结构体系、构件工业化建造”的推荐程度，增加了“超低能耗建筑技术”“碳排放计算”内容。

在前期技术梳理和调研时，常规居住建筑中有部分技术使用率较低，但是由于同里新能源小镇在能源变革上的定位，可以适度提高其使用率。

(1)排风热回收技术：排风热回收技术在三星级居住建筑技术体系“资源节约”项中被归为高效暖通空调系统技术。尤其在超低能耗和近零能耗居住建筑中热回收技术是降低建筑能耗需求的重要措施，因此在小镇内加以充分使用。

(2)地热利用：同里可以利用浅表层地热资源，减少对传统能源的依赖，突显新能源利用的特色。中国建筑科学研究院[21]对50个超低能耗建筑项目进行调研后也指出地源热泵是近零能耗建筑能源系统优选方案之一。

(3)高效能冷水机组：高效能冷水机组的使用在三星级居住建筑技术体系中被归为高效暖通空调系统技术，冷水机组能耗在常规系统能耗中占比较大，采用高效能冷水机组可以有效降低空调系统整体能耗水平。

由于小镇内建设有高比例近零能耗建筑，在满足三星级建筑技术要求之外，近零能耗建筑的建造需要更关注以下技术：

(1)对围护结构的性能要求较高，应采用高性能门窗，围护结构应进行保温设计，尤其是对热桥部位；

(2)针对同里的气候特点，气密性和节点保温要特别注意防潮，可采用独立除湿技术；

(3)居住建筑安装新风热泵回收一体机，新风和排风进行热交换，减少新风热负荷；

(4)使用通风机/新风机提升空气质量；

(5)布置建筑能耗监测系统，近零能耗居住建筑应安装计量装置，接入建筑能耗监测平台；

(6)充分利用多种可再生能源，采用多能互补方式为建筑供能。

3.2 公共建筑绿色建筑技术体系

同里新能源小镇的公共建筑包括办公建筑、商业建筑和商住建筑，各类建筑群规划区域相对独立，表4展示了公共建筑技术体系的内容。

表4 绿色建筑(公共建筑)技术体系

(1)安全耐久分项：与居住建筑相比，商业建筑、会展中心、会议中心等公共建筑承载了更多建筑功能，建筑内空间、外观和柔性结构等更容易实施适变性措施，故此分项下的这一措施被纳入公共建筑二星级和三星级技术体系作为可选项出现。

(2)生活便利分项：公共建筑人流集中，在服务范围上更侧重覆盖全年龄段，优先满足视觉设计条件，这项技术措施实施难度低，易得分，因此作为推荐项出现。另外，生活便利分项对建筑智能化、信息化提出了要求，三星级建筑的推荐项技术数量更多，可在公共建筑中广泛应用建筑能耗监测系统，此处作为推荐项。

(3)健康舒适分项：超低能耗和近零能耗建筑注重采用自然采光和自然通风以减少建筑能耗需求，而公共建筑由于功能复杂，自然采光优化设计在调研时发现既有建筑达标率较低，因此分别将自然通风和采光列入推荐项和可选项。

(4)环境宜居分项：公共建筑功能多、人流量大，整体能耗水平较居住建筑高，尤其商业建筑群容积率较大，因此增加了“热岛效应综合控制技术”。此外，玻璃幕墙在公共建筑中使用率较高，为了避免出现光污染，在分项中也加入了“光污染控制技术”。

(5)资源节约分项：同里新能源小镇公共建筑中可大范围使用可再生能源利用技术，在重要的公共建筑如会议中心、会展中心等可使用太阳能光伏一体化技术和热泵技术等。与居住建筑相同，公共建筑同样增加了“湿地水环境保护技术”。

(6)提高与创新分项：由于公共建筑对社会开放，体系中更加注重本地建筑特色，因此将建筑风貌设计作为推荐项。

4 绿色建筑技术体系的保障措施

为确保同里新能源小镇绿色建筑技术体系有效落地，促进绿色建筑健康发展，必须建立完善的规划、管理和实施保障机制。

(1)建立绿色建筑的统筹管理和咨询机构

依托政府主管部门，成立同里新能源小镇绿色建筑统筹管理机构，全面负责绿色建筑的方案审查、实施和验收，具体工作包括：项目立项、确定绿色建筑的开发时序；统筹各地块规划；确定各区域和地块的绿色建筑指标；优选绿色建筑建设队伍等。为推动绿色建筑的广泛应用，可以充分发挥建筑行业专家学者优势，成立绿色建筑应用专家委员会，通过专业咨询形成绿色建筑技术体系的实施细则。

(2)明确绿色建筑参建各方主体责任

建设单位应根据同里绿色建筑技术体系和星级水平，提出适宜的建筑功能和使用目标；设计单位应结合建筑场地和气候特点，合理制定绿色建筑的技术路线；施工单位严格开展绿色施工，结合绿色建筑评价标准和近零能耗建筑要求，制定有效的管理制度和措施。施工图审查机构和建设工程质量监督机构按照绿色建筑标准，对建设过程实施监管。

(3)严格落实国家和地方绿色建筑政策

有效执行各级建设主管部门规定的绿色土地转让制度、绿色施工许可制度、建筑绿色信息公示制度和绿色建筑评价标识制度等。将同里新能源小镇绿色建筑工作任务纳入国土、规划、建设等行政部门的年度考核指标，对绿色建筑的推进成效考核评价。

(4)建立绿色建筑申报和激励机制

设立同里新能源小镇绿色建筑项目申报绿色通道。小镇建成后绿色建筑比例将达到100%，并且包含20%建筑面积的近零能耗建筑，届时小镇绿色建筑群在江苏省乃至全国均具有显著的示范效果。为此，应建立绿色建筑星级达标和近零能耗建筑激励政策，根据项目建成后的运行能耗水平予以资金奖励。

(5)推动典型示范项目建设

通过同里新能源小镇近零能耗建筑的示范，争取在未来五年内带动苏州市和江苏省内近零能耗建筑、超低能耗建筑大幅增长，提升建筑节能水平；通过多种可再生能源利用示范，以多种可再生能源利用为出发点，发挥可再生能源在建筑节能上的优势；通过智慧运维管理示范，体现大数据、人工智能在建筑及特色小镇智慧管理方面的突出贡献。

5 结 语

本文以同里新能源小镇不同地块、不同类型的建筑群为研究对象，从小镇发展定位出发，以绿色生态发展理念为基础，总结制订了小镇绿色建筑技术体系。文中通过调研同里资源和能源现状，综合国内外绿色建筑发展经验和国内同等定位生态规划区建设成果，筛选出适用于同里新能源小镇的关键技术，形成居住建筑和公共建筑绿色二星级和三星级技术体系。为确保绿色建筑技术体系落地，从监督管理、责任落实、激励支撑和项目推动等角度，提出保障措施及政策需求。

同里新能源小镇建设完成后，将形成国内夏热冬冷地区面积最大的近零能耗建筑示范区，涉及居住、办公和商业等多种建筑形式。为实现该目标，各方应建立绿色发展长效机制，利用“国际能源变革论坛”永久会址的示范优势，通过采用更高的技术标准、更适宜的技术措施、更合理的能源规划，打造“绿色生态、美丽宜居”的特色小镇。