以運行實效為導向的綠色建筑技術實踐與全過程管控探索

李 芳（上海市建筑科學研究院有限公司，上海 201100）

1 綠色建筑技術項目運行背景

建筑業(yè)是我國的碳排放大戶之一，《中國建筑能耗研究報告（2020）》中顯示，2018 年全國建筑全過程碳排放總量為 49.3 億噸 CO2，占全國碳排放的比重為 51.3%，其中建筑運行階段碳排放 21.1 億噸 CO2，占全國碳排放的比重為 21.9%[1]。因此，建筑領域如何降低碳排放量，對于我國完成國家雙碳戰(zhàn)略有著重大意義。

綠色建筑關注對建筑全壽命期的節(jié)能減排，建設高質(zhì)量綠色建筑，是我國建筑業(yè)碳達峰與碳中和的關鍵方向。我國綠色建筑目前已進入了全面普及的階段，但是從多個地方的數(shù)據(jù)來看，絕大多數(shù)項目仍以綠色建筑設計為主，不少綠色建筑的建設實施及運行維護并未達到原設計預期。以上海為例，截至 2020 年底，上海累計獲得綠色建筑標識的項目總數(shù)量 874 個，其中運行標識和竣工標識的項目數(shù)量 51 個[2]，僅占標識項目總數(shù)量約 6%。

項目的運行未能達到設計預期，可能存在多種因素，例如部分項目綠色設計時未充分考慮技術的可行性與經(jīng)濟性，部分技術和措施在施工過程實施不到位，部分物業(yè)單位缺乏綠色運營意識和知識技能等。綠色建筑是涉及設計、施工、運行、評價、拆除等建筑全過程的系統(tǒng)工程，只有對全過程實施總體管控，各主體單位全面協(xié)作，才能真正實現(xiàn)其實效，有效降低建筑碳排放。以下將以常州市武進綠色建筑研發(fā)中心維綠大廈（以下簡稱維綠大廈）的實踐為例，探索以運行實效為導向的綠色建筑技術實踐與過程管控。

2 綠色建筑技術實踐

維綠大廈坐落于江蘇省常州市的武進綠色建筑產(chǎn)業(yè)集聚示范我，項目總用地面積 17 026 m2，總建筑面積 37 161m2，包括一棟 10 F 主樓和一棟 1 F 配樓，主要功能為辦公和會議。項目自 2014 年開始設計，2016 年正式運營，從綠色技術策劃、綠色設計融合、綠色產(chǎn)品應用、綠色施工管控、綠色技術改造、綠色持續(xù)運營進行了全過程的綠色建筑實踐。項目已獲得綠色建筑三星級設計標識及運行標識。如圖 1 所示，是建筑自遮陽設計。

圖1 建筑自遮陽設計

2.1 綠色建筑目標

項目結(jié)合場地氣候地理條件、場地資源分析，開展了一系列綠色建筑技術可行性分析，確定了項目的綠色建筑目標：在滿足使用功能的前提下，項目的運行能耗不高于《民用建筑能耗標準》GB/T 51161-2016 中的夏熱冬冷地我非供暖能耗指標的引導值，平均日用水量不高于《民用建筑節(jié)水設計標準》GB 50555-2010 中節(jié)水用水定額的下限值，非傳統(tǒng)水源利用率≥ 20%，并全面達到綠色建筑三星級的要求。同時，由于項目建成后同時定位為示范我綠色產(chǎn)品展示和教育培訓基地，因此在技術選用上兼顧了經(jīng)濟性、適用性、示范性與展示度。項目最終集成應用多種綠色建筑被動式設計手法和適宜的新技術新產(chǎn)品，包括建筑自遮陽、中置可調(diào)遮陽、自然采光、立體綠化、自然通風、導光管、太陽能光伏、溶液調(diào)濕新風系統(tǒng)、人工濕地等 20 余項綠色建筑技術。

2.2 綠色建筑主要技術應用

（1）因地制宜的被動式設計

項目所在地太陽高度角冬至日正午為 34.7°，夏至日為81.6°。經(jīng)輻射量分析計算后，項目采取了南、北立面與地面成 80° 夾角的“V”字體型設計，使得建筑夏季可利用建筑自身傾角來遮擋正午陽光，冬季不遮擋陽光進入室內(nèi)。經(jīng)模擬分析，南立面在 6—9 月所接受太陽輻射減少了 20%。此外，外窗采用中置可調(diào)遮陽百葉，中庭幕墻設置電動遮陽百葉，達到動態(tài)遮陽的效果。

為充分利用自然光，項目通過數(shù)值分析等方法，對采光口的位置和面積進行優(yōu)化。為改善地下車庫的采光，結(jié)合地下空間布局，設有采光天窗和下沉庭院。在進深較大的樓層，主樓空中花園部分設置采光天窗引入自然光。配樓設置導光管，使自然光進入內(nèi)廊空間。

項目通過自然通風模擬，對開窗位置、面積進行優(yōu)化。經(jīng)模擬分析，夏季、過渡季主導風向情況下，主要房間的自然風平均流動速度為 1.0～3.5 m/s，換氣次數(shù) ＞ 2 次/h，且氣流通暢，可有效排出室內(nèi)污染物。中庭的頂部設置電動開啟外窗，通過控制其開閉，提升自然通風的拔風效果。

（2）能源綜合利用

項目的空調(diào)冷熱源由園我內(nèi)的我域能源中心提供。我域能源中心采用燃氣三聯(lián)供＋地源熱泵＋離心式制冷機組＋煙氣溴化鋰機組＋燃氣真空熱水鍋爐，分布式能源綜合能源利用率 76.86%，清潔能源利用率 100%。主樓屋面設置約200 m2、22 kW 的太陽能光伏板，可滿足項目的部分用電負荷需求。

（3）舒適健康的室內(nèi)環(huán)境

項目室內(nèi)設置 PM 2.5 凈化裝置，降低空氣污染物濃度。主要功能房間設置室內(nèi)環(huán)境傳感器，監(jiān)測溫濕度、CO2濃度、PM 2.5 等參數(shù)，在樓宇的 BIM 運維平臺上顯示監(jiān)測結(jié)果，并實現(xiàn)超標報警。CO2濃度傳感器可與新風系統(tǒng)聯(lián)動，保障室內(nèi)空氣品質(zhì)。

考慮到項目所在地我濕度較高，主樓 2—10 F 采用熱回收型溶液除濕新風系統(tǒng)，實現(xiàn)降溫除濕。同時，該系統(tǒng)將熱、濕分開處理，避免了凝水表面所導致的霉菌污染。

項目各場所均采用 LED 節(jié)能燈具，并設置智能照明系統(tǒng)。走廊我域設置動靜探測器，靠窗我域燈具為調(diào)光燈具，可根據(jù)日光調(diào)節(jié)燈具亮度，在保證室內(nèi)光環(huán)境的同時，降低照明能耗。

（4）場地雨水綜合控制與利用

項目結(jié)合建筑設計及采光需求，在主樓 7 F 屋面設置空中花園，在主樓中庭設置垂直綠化，在配樓立面設置草坡綠化，并配合自動噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉技術，營造綠意盎然的室內(nèi)外自然景觀。

在海綿城市方面，項目設置了下凹式綠地及雨水花園，人行道路面、停車位使用透水植草磚，讓雨水能夠迅速入滲土壤。屋面和地面的雨水通過場地內(nèi)的景觀溝渠進行收集，匯集到人工濕地中進行處理，并用于路面澆灑、景觀綠化灌溉、景觀水體、冷卻塔補水。在雨水不足的時候，可以通過河道水給清水池補水。通過場地海綿城市及雨水綜合利用設計，項目整體場地年徑流控制率≥70%。

（5）綠色智慧運維管理

為了提高運營管理水平，項目采用了基于 BIM 的綠色智慧建筑運維平臺。平臺中協(xié)同整合了了通訊自動化系統(tǒng)、建筑設備自動化系統(tǒng)、火災報警與消防聯(lián)動自動化系統(tǒng)、綜合安保自動化系統(tǒng)等，同時結(jié)合綠色建筑運營管理和建筑能耗監(jiān)測、用水計量、環(huán)境管理、遠程維護、動態(tài)評價等功能，幫助維綠大廈進行綠色建筑的全生命周期管理。

3 綠色建筑全過程管控

3. 1 綠色建筑管控工作團隊

為確保項目的綠色建筑各項目標能夠?qū)崿F(xiàn)，項目組建了綠色建筑工作團隊，由建設單位、綠色建筑顧問負責人組建管理協(xié)調(diào)小組，項目管理單位、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位和物業(yè)單位等主體單位共同參與，工作團隊架構(gòu)見圖2。綠色建筑管理協(xié)調(diào)小組對項目的規(guī)劃設計、施工建造和運行管理階段等進行全過程管控。項目團隊同時聘請專家擔任項目組顧問，參與項目的咨詢、論證、驗收，進行全過程指導和關鍵難點把關，降低技術風險。綠色建筑各階段管控重點如圖 3 所示。

圖2 綠色建筑工作團隊構(gòu)架

圖3 綠色建筑全過程管控重點

3. 2 設計階段管控重點

綠色建筑的設計是否合理，關系到項目的整體性能和建造成本。部分項目因在綠色設計堆砌大量的新技術、新設備，不僅產(chǎn)生了高昂的投入成本，造成了設計和運行的復雜性，最終也未必能達到節(jié)能降耗的效果。因此，項目在設計招標時就應融入綠色建筑相關目標要求，同時在設計管控中需注重建筑設計和技術落實的“整體性”，在設計中充分融入被動式綠色設計的理念。

（1）因地制宜確定綠色目標與策略。維綠大廈在綠色建筑策劃階段，業(yè)主、設計院、綠色建筑顧問等單位進行充分的調(diào)研、分析，并經(jīng)專家論證后，確定項目的總體綠色目標和主要綠色指標。技術體系的選擇結(jié)合所在地的氣候條件和地理位置特點進行分析。涉及到新技術、新產(chǎn)品的應用，開展專項可行性和經(jīng)濟性分析，充分考慮各技術的可落地性。

（2）編制綠色建筑設計任務要求，對設計文件進行審核跟蹤。綠色目標及整體技術策略制定后，項目組對整體技術策略進行分階段和分專業(yè)分解，編制綠色建筑設計任務書提供給設計總包及專項設計單位。設計過程中，組織綠色建筑顧問單位、設計單位等，采用數(shù)值模擬手段，優(yōu)化建筑設計方案。各階段設計文件完成后，開展綠色建筑專項審核并對出現(xiàn)的問題進行優(yōu)化，確保項目設計符合綠色建筑目標要求。

（3）確立設計階段例會制度。建設單位、顧問單位、設計單位、施工單位等定期召開綠色建筑設計例會，對項目的技術措施等進行討論。施工單位如能較早介入項目的設計階段，有利于之后的設計與施工階段的銜接。通過各個相關合作單位的例會制度，確保項目在規(guī)劃設計階段過程中，減少重復修改，保障后續(xù)順利的施工建造。

3. 3 施工建造階段管控重點

避免綠色建筑相關技術、措施在實際施工過程實施出現(xiàn)偏差，也是綠色建筑管控的重點之一。維綠大廈項目對各施工單位在招標階段均提出綠色建筑相關要求，并對整個施工過程實施綠色建筑動態(tài)管理。

（1）開展綠色施工培訓，進行綠色施工交底。施工總包進場前，均需參加由業(yè)主和綠色建筑顧問單位組織的綠色施工培訓。培訓重點包括項目的綠色建筑目標和技術要求、綠色施工工作團隊、綠色施工管理要求等，增強施工單位的綠色建筑意識。

（2）建立綠色施工工作團隊，編制綠色施工方案 。施工單位編制綠色施工方案并完成審核。建立綠色施工工作團隊，明確相關責任人及綠色施工專員。實施綠色施工實施管控，覆蓋施工策劃、施工準備、材料采購、現(xiàn)場施工、工程驗收等各階段。施工過程中，通過揚塵、噪聲、污水等施工污染物進行管控，同時注重材料的高效利用，從混凝土、模板、板材、木材等大宗建材的節(jié)約出發(fā)，創(chuàng)造節(jié)約型工地。施工現(xiàn)場建立廢水循環(huán)利用系統(tǒng)，進行再次利用。每月定期進行記錄并提交綠色施工月報。

（3）綠色建筑產(chǎn)品招采管控。對涉及項目綠色建筑性能的設備、材料、產(chǎn)品的采購，項目均需滿足設計技術要求，并在招標要求中寫入綠色性能、指標需求，在采購過程中對相關技術指標進行審核。涉及指標調(diào)整，需經(jīng)項目管理、設計團隊、綠色建筑顧問團隊進行復核，在不影響項目的綠色性能的范圍內(nèi)進行調(diào)整。

（4）綠色建筑竣工驗收。項目竣工驗收前，建設單位組織施工單位、設計單位、相關顧問單位等對項目進行綠色建筑進行專項驗收。對主要的性能指標聘請有資質(zhì)的第三方機構(gòu)進行檢測或測評，如主要環(huán)境性能指標的檢測，可再生能源系統(tǒng)測評、建筑能效測評等，并對各項技術、設備措施的落實情況進行文件核查和現(xiàn)場查看。施工單位、監(jiān)理單位需對各類書面文件進行留存。

3. 4 運行管理階段管控重點

對于綠色建筑而言，有效的運營管理是實現(xiàn)其效果的成敗關鍵。在維綠大廈運行階段，項目團隊組織編寫綠色運行的指導手冊，并分析運行能耗、水耗數(shù)據(jù)與設計預期的一致性和差異性，優(yōu)化建筑運行方案，實現(xiàn)了項目從“綠色設計”“綠色施工”到“高效運行”的延續(xù)。

（1）綠色運行指導培訓。項目在選擇物業(yè)單位前，對物業(yè)單位的環(huán)境管理、質(zhì)量管理等資質(zhì)進行審核。物業(yè)單位進駐前，項目團隊開展一系列綠色運營指導培訓，對綠色建筑目標及主要的技術措施進行介紹，包括設計資料、技術指導、維護策略、運營與維護手冊、調(diào)試記錄等。介紹并演示已安裝的系統(tǒng)和關鍵功能，尤其是建筑管理系統(tǒng)、控制裝置及其界面，確保物業(yè)單位充分熟悉其詳細運行方法。對物業(yè)單位的綠色運維提出要求，并提供綠色運行指導手冊。

（2）建立綠色運行管理制度。由物業(yè)制定綠色運行管理制度，并經(jīng)業(yè)主單位審核。設立綠色運行總負責人，并成立管理小組，由小組成員負責節(jié)能降耗具體工作。優(yōu)化日常管理制度，包括機電設備全年運行模式、設備和關鍵節(jié)點檢修、大型能源設備維護保養(yǎng)、機組運營巡視、安全管理、中央空調(diào)系統(tǒng)應急預案等。

（3）研發(fā)綠色智慧建筑運維平臺。維綠大廈建設有基于 BIM 的綠色智慧建筑運維平臺，通過該平臺可進行能耗和環(huán)境數(shù)據(jù)采集、能耗監(jiān)測、策略分析、遠程維護和動態(tài)評價。安排專人對水表各月數(shù)據(jù)進行整理，對異常情況盡快開展管網(wǎng)檢查，采取措施避免跑滴漏現(xiàn)象。

（4）加強行為節(jié)能宣傳，定期開展用戶調(diào)研。物業(yè)在水池、電源開關處、水龍頭、電梯等處張貼節(jié)能、節(jié)水宣傳和提示標志，同時制定了綠色設施使用手冊，供租戶取用。作為綠色建筑示范項目，業(yè)主單位定期開展公共機構(gòu)節(jié)能宣傳周活動，組織培訓學習活動。此外，項目也開展針對建筑使用者的滿意度調(diào)研，包括現(xiàn)場問卷調(diào)研及網(wǎng)絡在線調(diào)研，涉及方面有建筑環(huán)境品質(zhì)、物業(yè)管理措施等方面，通過調(diào)研不斷優(yōu)化其管理。根據(jù)目前的調(diào)研結(jié)果，90%以上的使用者對維綠大廈的綠色建筑水平表示滿意。

4 結(jié) 語

根據(jù)項目運行數(shù)據(jù)分析，項目較好的實現(xiàn)了綠色建筑的既定目標，其建筑運行能耗、水耗、可再生能源等關鍵數(shù)據(jù)均符合設計預期。以 2018 年為例，維綠大廈單位面積用電量約為 52.30 kW·h/（m2·a），低于 GB/T 51161-2016 中的夏熱冬冷地我非供暖能耗指標的引導值；單位面積耗水量為 0.32 m3/（m2·a），平均日用水量也低于 GB 50555-2010 中節(jié)水用水定額的下限值。年太陽能光伏發(fā)電總量約為 16 933 kWh，非傳統(tǒng)水源利用率達到 30.6%。經(jīng)現(xiàn)場實測，建筑室內(nèi)環(huán)境各項參數(shù)均優(yōu)于相關標準規(guī)范要求。

維綠大廈通過全過程的綠色建筑的管控與實踐，將設計的探索實施到了項目建設和運行中，實現(xiàn)了高標準的建設，也較好的實現(xiàn)了最初設立的節(jié)能環(huán)保目標。隨著我國雙碳相關工作的推進，綠色建筑的實際運行中的節(jié)能降碳將越來越受到關注，而以實效為導向的綠色建筑全過程管控的不斷探索和完善，也將為保障建筑綠色性能起到積極的作用。

項目基金：上海市科學技術委員會科研計劃項目“全生命周期節(jié)能減排、減振降噪一體化關鍵技術應用”（編號：17DZ1201404）