續 晨,陸劍平,徐小偉
(深圳市建筑科學研究院有限公司,廣東 深圳 518049)
2006年頒布并實施的《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2006中明確定義了綠色建筑,即“在全生命周期中,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和降低污染,并能夠為人們提供健康、舒適和高效的且與自然和諧共生的建筑。”隨后,國家綠色建筑評價標識管理辦公室和中國城市科學研究會綠色建筑研究中心分別成立,成為我國綠色建筑的評審機構。經權威數據統計,2008~2012年期間,我國獲得綠色建筑標識的項目數量逐年遞增,分別為10、20、82、241和389個,逐年增長趨勢迅猛,成為我國實現資源節約和環境友好的兩型社會的重要建設載體(圖1)。

圖1 2008~2012年綠色建筑數量統計
目前,我國綠色建筑評價體系的對象大多為居住建筑和公共建筑兩類,其中公共建筑的評價對象主要為辦公和商場類建筑,其評價條文也更多地考慮了這兩類建筑常用的技術。但對于其他如學校、醫院、工廠等類型的公共建筑,由于使用功能的不同,導致其采用的技術不宜完全按照我國現行的綠色公共建筑評價標準進行評判。由此而產生的問題是,我國一些如學校、醫院、工廠類的公共建筑項目,從規劃、設計、施工到最終的運營,都秉承了低碳、節能、環保的設計原則,但由于技術評價標準的適用性問題而難以獲得高等級的綠色建筑認證。目前,國家綠色建筑委員會已充分認識到了這個問題,并已開始著手研究并編制如學校、醫院、廠房等在內的不同建筑類型的綠色建筑評價標準,希望通過這些標準的編制和發布,能夠將不同評價對象所適宜的技術進行分類和細化,從而使新標準具備更強的針對性,指導不同類型的公共建筑的綠色設計、綠色施工和綠色運維。
無錫市某小學位于太湖新城核心區,項目于2010年開工建設、并于2012年9月正式投入使用,學校按照48個班級的規模配套設置。校園由8幢單體建筑組成,包括行政樓、3棟教學樓(A棟、B棟、C棟)、綜合樓、食堂、體育館及門衛室,通過一條折線連廊連接而成。項目總用地面積48652m2,地上總建筑面積26490m2。場地采用低密度開發模式,所有建筑均為3~4層(圖2)。

圖2 小學校區總體布置
項目在立項階段就確立了國家綠色建筑二星級標識的目標,從項目規劃、設計和建造等各階段嚴格按照綠色建筑技術標準開展實施,打造安全、綠色、健康的校園,為師生提供良好的學習生活環境。
該項目于2011年成功獲得國家綠色建筑二星級設計標識的認證,主要采用的綠色技術總結如下。
(1)復層綠化及立體綠化。校園內場地綠地率為37.8%,透水地面的鋪裝面積占44.2%。行政樓采用屋頂綠化,物種選擇為百慕大(地被草類)和海桐(小灌木),屋頂綠化面積為1982m2,占屋頂總面積的74.4%。
(2)地下室自然采光。在行政樓南北兩側綠地中設置采光天窗,總面積為110m2。自然采光天窗設置的位置合理,可為地下室的停車區域提供舒適、柔和的自然采光。
(3)建筑綜合節能。建筑采用圍護結構保溫體系、高效空調系統和節能照明等綜合節能技術,教學樓、綜合樓和行政樓的綜合節能率分別為60.08%、61.61%和65.60%,實現了建筑綜合能耗低于國家限制80%的目標。
(4)空調系統節能。行政樓一層圖書閱覽室及二層報告廳等大空間采用柜式全熱交換機和板翅式全熱回收新風換氣機,室外新風經換氣機與室內排風換熱后降溫降濕,經新風管由散流器直接送至室內各房間。
(5)雨水的收集和利用。項目收集所有建筑的屋面雨水,并在行政樓地下室設置雨水處理機房,經處理達標后的雨水用于室外綠化澆灑、場地沖洗和景觀水系。
(6)建筑與裝修一體化設計。所有建筑均采用了精裝修設計,避免使用過程中重復裝修而導致的材料浪費,并嚴格控制裝修建材空氣污染物的濃度,保障室內良好的空氣品質。
(1)場地交通組織。項目合理規劃場地內的交通流線,機動車輛由項目場地西側直接駛入地下(地下停車場車位共99個)、入口的東西兩側共預留18個地上車位,用于家長接送學生時使用。但所有車輛均不得駛入校園內部,為在校師生營造安全的校園環境,同時降低校園內的尾氣排放。
(2)景觀設計。場地內景觀綠化眾多,結合蜿蜒狹長的連廊,給人以漫游森林的感受,有助于學生在緊張的學習之余放松心情,提高學習效率。
(3)太陽能熱水系統。此項目在食堂屋面鋪設太陽能集熱器,并采用集中式太陽能系統為食堂提供洗滌用水、備餐用水等。
(4)自然采光與遮陽。教學樓和綜合樓南立面采用木質固定外遮陽,各木質遮陽板的水平間距為40cm,可在保證教室獲得充足自然采光的同時,避免太陽直射影響正常教學、起到避免眩光的作用,還能夠可保證學生的活動安全,可謂一舉多得(圖3)。
校園是為在校師生提供學習、工作、住宿與休閑的場所。為提升效率、保證學校內安靜的環境,校園需執行《聲環境質量標準》GB3096-2008中的1類地區聲環境標準,即場地噪聲在晝間不高于55dB(A)、夜間不高于45dB(A)。
該校選址于城市高新區,周邊均為高新產業園或公司研發中心等,道路車流量較低。為確保校園不受外界噪聲的影響,對校園周邊距主要道路中心線分別為20m、30m、40m、50m和60m的位置進行交通噪聲監測,監測結果如表1所示。

圖3 建筑立面木質外遮陽效果實景

表1 校園周邊各監測點噪聲實測結果
根據現場監測結果及周邊建筑群的分布,模擬計算得到校區內人員主要活動區域的環境噪聲晝間最大值為51.7dB(A)、夜間最大值為43.9dB(A),滿足《聲環境質量標準》GB3096-2008的1類聲環境功能區噪聲要求(圖4)。
美國Yudelson Associates研究表明,相較于一般的學校,在重視聲、光、熱等物理環境的綠色校園中,學生的考試成績可提高約20%。因此,學校的選址應盡可能地避讓繁華的商業街區、工業區或繁忙公路和鐵路所經過的地區等,從而為在校師生提供安靜的學習、辦公和住宿條件。建議綠色校園評價體系中增大對校園聲環境的控制力度,將其從現行《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2006中的一般項調整為控制項。
該學校項目地理位置優越,距校園主要人行出入口距離500m內有兩條公交線路經過,途徑無錫市南長區及多個住宅社區,為學生們提供了便捷的公共交通。此外,本項目在學校出入口處設計了臨時機動車位和家長等候區域,解決學生家長接送學生的機動車輛的停放問題;在校園西側設置機動車地下車庫出入口(圖5),南側為校園的主要人行出入口,實現了人車分流,最大程度上保證了校園內的交通安全。
便捷的公共交通體系對學校(尤其是小學)而言至關重要,可為學生們的上下學提供便利,也是學生安全出行的重要保證。因此,建議在“公交站點設置距離項目主要人行出入口的距離不小于500m”的基礎上,將市區內小學主要人行出入口與公交站點間的距離要求提高至不高于400m。同時,小學綠色校園標準可參考美國LEED School 2009評價體系可持續場址(Sustainable Site)章節中第4.1項,增加對校車的設置及其運行線路的要求。此外,為倡導教師的綠色出行,建議在學校內設置專門的自行車存放處,以鼓勵采用以自行車為主的綠色出行方式。

圖4 校區1.5m高度處聲壓級平面分布(左:晝間,右:夜間)

圖5 學校地下停車場入口實景
項目行政樓設置地下空間,主要功能為地下室停車、倉庫、設備房、景觀水處理機房等。合理開發和利用地下空間,可將運行噪聲較高的設備置于地下,降低了對教學工作的影響;此外,也可將節約的土地資源設置為大面積的綠地、開敞式休閑場所等,從而將享受綠色、擁抱健康的權利返還給校園內師生,技術體系的背后彰顯了對人群感受的關懷(圖6)。
我國《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2006中第5.1.11條(一般項)要求,公共建筑要合理開發利用地下空間。但對于我國的小學項目,以低層建筑為主,設置地下室的情況并不常見,至多在行政樓設置一定面積的地下空間(且只有部分小學設置行政樓)。因此,建議在綠色校園評價體系中降低對地下空間面積比例的要求,可將開發利用地下空間的要求由一般項調整為優選項。

圖6 大面積的場地為學生提供開闊的室外活動休閑空間
該項目的3棟教學樓的教室、教師辦公室及綜合樓各間教室,均采用“一拖一”的室內分體柜式空調機,并配置室外機,根據室內人員對溫度的要求進行獨立調節,空調冷凝水由單獨設置的排水系統接至室外排出。
行政樓辦公室、會議室等采用直流變速多聯空調機和新風換氣空調系統,可根據室內人員對溫度和濕度的要求進行獨立調節,實現單獨開啟和調節,有效地控制了系統的能耗。采用板翅式全熱回收新風換氣機,全熱交換效率大于65%、風機單位風量耗功率為0.126W/(m3/h)~0.131W/(m3/h),室外新風經換氣機與室內排風換熱后降溫(或加熱)降濕,經新風管由散流器直接送至室內各房間。
圖書館、報告廳等大空間在空調風系統末端裝有電動對開多葉調節閥,可根據室內人員密度及季節變化調節多葉調節閥的開啟度以控制新風比例,過渡季節時閥門可實現完全開啟,便于在全新風工況下運行。
一般來說,受我國社會經濟技術發展水平限制,現有小學的教學樓大多不設置中央空調系統,以各教室安置分體式空調為主。因此,《綠色建筑評價標準》中所有涉及中央空調的技術均不適用于評價小學項目中的教學樓;而有些學校的行政樓、圖書館等區域設置分體式空調,也有設置常規中央空調系統的情況。因此,小學項目空調系統的選擇和設計,導致綠色建筑評價標準中某些技術條款的不適用,一些項目在節能部分可供選擇的技術條款較少,造成了實現綠色建筑高星級目標的難度增加。
因此,建議考慮在節能章節中對采用各種空調系統的學校項目進行細化,即:采用分體空調系統的建筑與采用中央空調系統的建筑分別采用不同的技術體系進行評價,從而增強評價標準的針對性和可操作性。
該項目自建雨水處理調蓄池,將收集的屋面雨水經處理后用于綠化澆灑、場地道路沖洗和景觀水系用水。運營數據實測統計分析可得,本項目全年綠化澆灑和場地沖洗的實際需水量共7160.1m3,屋面雨水收集量為10342.8m3。其中,本部分的雨水實際使用量為6606m3,全年收集屋面雨水的余量(3736.8m3)作為室外景觀用水,可以避免使用市政飲用水作為景觀用水的來源,還可以在最大程度上使用收集、處理后的優質雨水,提高非傳統水源的利用率。
小學校園可充分利用非傳統水源,降低建筑對市政自來水的消耗。首先,可收集項目的優質生活雜排水(如沐浴、盥洗等水源),經除油、格柵、沉淀、加藥等處理工藝并達到中水水質標準后,回用于衛生間沖廁;此外,雨水資源較充沛的地區收集教室屋面的雨水,處理后用于室外澆灑和場地沖洗,在經濟條件允許的條件下,處理工藝可與人工濕地設計相結合,打造美麗的校園景觀。北方年降雨量小于800mm的區域,建議只進行雨水入滲設計,增大對地下水源的補充。
相對于居住建筑和公共建筑而言,學校的非傳統水源年使用率較高。學校除去寒暑假、節假日等,全年開學天數約190d,且學校建筑在《民用建筑節水設計標準》GB50555-2010中規定的人均用水定額也遠小于同區域內的居住建筑和公共建筑,導致學校建筑的日常生活用水量略低。同時,對于夏熱冬暖地區的校園而言,室外綠化澆灑和場地沖洗則不隨日常教學的暫停而終止。因此,生活用水量降低、雨水的利用量不變、加之可利用中水進行沖廁,使得全年非傳統水源使用率提高,夏熱冬暖地區學校的非傳統水源使用量較易達到40%的要求。因此,可考慮在綠色學校評價體系中適當提高對夏熱冬暖地區學校非傳統水源使用比例的要求。
我國現行《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2006中“資源消耗和環境影響小的建筑結構體系”一項,對于層數較低的小學建筑(一般均在6層以下)而言很難實現。因此,建議在綠色校園技術體系中刪除對此技術的要求;建議將“設計與裝修一體化”技術納入綠色校園評價體系的控制項條文(現行標準中是一般項),同時可對所選用的裝修建材提出條件,以控制有害氣體的釋放,保證師生的身心健康;地面精裝修所選用的地板需具備防滑功能、或進行防滑設計(現行的國家標準中沒有對地板防滑的具體要求),避免摔傷。
室內空間的自然采光:現行《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2006要求公共建筑中主要功能房間(辦公室、會議室等)至少有75%的區域的自然采光系數不低于2%,而綠色校園技術體系應參考《中小學校建筑設計規范》GBJ99-86的相關要求制定,即:教學用房工作面或地面的自然采光系數最低值不應低于2%、窗地面積比不應低于1∶4.5、臨界照度為4000lux(所有區域的自然采光系數均需滿足要求,而非現行綠色建筑評價標準中規定的75%的區域);美術教室宜設北向采光或頂部采光;學校衛生間應采用自然采光;樓梯間應有直接自然采光。較大規模的寄宿制小學需設置學生宿舍,且學生宿舍戶型布局為南北向,則建議滿足日照要求的宿舍數比例不小于50%;對校園安全性的重視:建議弱電系統,尤其是校園安防系統、門禁系統、全校園無死角攝像頭設置等作為控制項技術要求;在運營管理過程中增加軟性要求:要求學校制定綠色技術的相關介紹,對學生進行綠色培訓;編制綠色管理流程等,從而引導學生參與綠色實踐等;一般地,小學項目建成后將立即投入使用,而學校的水耗、電耗等實際運營數據的收集和取證相對辦公建筑、居住建筑而言較為易行。建議要求所有小學綠色校園項目均進行綠色建筑運營標識的認證,以確保設計階段制定的綠色技術措施真正得到落實。
(1)該項目群建筑功能多樣,僅有行政辦公樓可完全套用公建的評價標準;而風雨操場、食堂、教學樓、圖書館等建筑由于其功能導致技術體系各有側重,不完全適用現行的綠色建筑評價體系;
(2)小學內不同的建筑(如教學樓、行政樓、食堂、體育館、圖書館等)由于使用功能不同,導致其選用的技術也有所不同。按照我國現行的綠色建筑評價體系分析,小學建筑實現綠色校園三星級的難度普遍較高。因此,需要編制相應的綠色校園建筑評價體系,使評價技術條款更具可操作性,以滿足日益發展的綠色校園建設需求;
(3)綠色校園應關注其后期的實際運行效果,建議所有小學綠色校園項目進行綠色建筑運營標識認證,以確保設計階段制定的綠色技術措施真正得到落實。
[1]朱新玲,黎 鵬.武漢城市圈可持續發展能力綜合評價[J].中南民族大學學報:自然科學版,2010(2):125~128.