以万科中心为例 --- 深圳市建筑科学研究院 卜增文 高工.ppt

,熊云洁徐小伟,中国绿色建筑评价标准和LEED能源策略比较以万科中心为例,杨红,1,时宇,2,田智华,3,3,3,卜增文,4,1深圳职业技术学院2万科企业股份有限公司3深圳市建筑科学研究院有限公司4合肥工业大学摘要：中国绿色建筑评价标准与LEED的体系和架构基本相同，均覆盖室外环境、节水、节能、节材与改善室内环境五个部分。由于国情不同，具体评价方法也不尽相同，即使是能源策略，两个标准的评价结果和方法也存在较大的差异。本文结合万科中心项目中国第一个同时获得美国LEED白金级认证和中国绿色建筑三星级标识的公共建筑，分析两个评价方法在能源策略上的异同。,关键字：绿色建筑,LEED,ESGB能源策略,1,绿色建筑评价标准和LEED的比较,（,绿色建筑评价标准EvaluationStandardforGreenBuilding以下简称ESGB）与美国能源与环境设计先导（LeadershipinEnergy&EnvironmentalDesignBuildingRatingSystem以下简称LEED）的体系和架构基本相同，均覆盖室外环境、节水、节能、节材与改善室内环境五个部分，根据国情不同，ESGB增加了运营管理和优选项，LEED增加了创新与设计。但是两杨红，（1967-），工学博士，副教授通讯地址：518055深圳市南山区西丽深圳职业技术学院机电学院Email：youngh,Te种方法中，节能这部分的权重都是最大的。由此可见，建筑节能是绿色建筑最重要的组成部分，因此，本文结合万科中心具体实例，分析和比较两者之间的差异。,1.1,ESGB和LEED在评价方法上的差异,从条文和实施的结果来看，LEED更侧重于客户操作的方便，条文通俗易懂，评价方法以结果为导向，量化为主，条文简洁，说明和解释比较清晰，避免歧义。最终评价采取的是累计得分法，即在满足前提项（Prereq，ESGB称控制项）后，每一项是1分，累计总得分数，判断绿色建筑的级别。不管是节能的1分还是节水的1分，每1分的价值是相同的。由于中国绿色建筑实践基础和技术路线不同，ESGB的评价方法侧重于在措施和手段上进,图1ESGB（公共建筑）一般项分布,图2,LEED2009各项目分数分布,行引导，如5.2.6条，“建筑总平面设计有利于冬季日照并避开冬季主导风向，夏季利于自然通风”，较少量化的结果要求，积极引导建筑设计采取相应的措施，来实现绿色建筑。ESGB的评价方法是均衡项数法，而非累计得分法。即在节能、节地、节水、节材、室内环境、运营管理和优选项七部分，要同时达到规定的项数才可以评定为该星级的绿色建筑，也2,就是说，不可以将这七部分中的其中一部分做得特别好来弥补另一部分的不足。如，一栋建筑设定的目标是三星级，要求节能需要达标8项，实际达标10项，超过标准规定2项；标准要求节水达标5项，实际达标只有4项，与标准相比差1项；节能达标超过的项数不能抵消节水达标项数的不足，因此，只能降为二星。1.2ESGB和LEED在能源策略上的差异节能和可再生能源利用这一部分，在两个评价方法中权重是最大的，ESGB（公共建筑）一般项共有43项，其中节能与能源利用10项，占总项数的21%；优选项有4项，占总优选项的28.6%，见图1。加上环境策略中的可调节外遮阳措施，共有5项，占总优选项35.7%。LEED2009共100分（不包括创新分10分），其中能源策略35分，权重为35%。与LEED2.2相比，LEED2009能源与大气比例提高了8个百分点，对于场地和室外环境管理也提高了4个百分点。LEED从重视室内环境转变到更重视室外环境，见图2和表1。ESGB权重大小排序为：节能、节材、运营管理、节水、室内环境、节地和室外环境；,LEED权重大小排,表1,LEED2.2、LEED2009与ESGB评分项和分数一览表,序为：节能、节地与室外环境、室内环境、节材、节水。LEED节能的权重最大，注：由于创新分有一定的随机性，表中LEED2.2和LEED2009的权重计算均不包括创3新分。,4,其次是室内、外环境；而ESGB在建筑节能之后，节材和运营管理权重比较高。各评分项的权重大小，体现了两个评价方法在绿色建筑的发展方向上的差异。ESGB除了节能和节材权重较高，其他评分项权重均相差不大；权重最大的节能（23%）和权重最小的节地（14%）差距是1.6倍，而LEED各评分项权重差距较大，能源与大气权重（35%）是节水（10%）权重的3.5倍。中国进入快速城市化进程，建设量非常大，因此建筑材料和材料资源消耗量很大，因此，ESGB中节材的权重仅次于节能，是可以理解的。ESGB的各评分项权重的比例分配，体现了中国的建筑行业的特色和中国哲学中平衡的绿色建筑指导思想。,22.1,ESGB和LEED的能源策略对比分析量化考核与措施手段的差异,5,ESGB和LEED差异最大之处表现在LEED更侧重于结果和量化，ESGB更侧重于措施和手段。从表2可见，ESGB在节能与能源利用这一部分，一般项和优选项共14项，10个一般项中，只有3项是侧重于量化和结果：5.2.7、5.2.8、5.2.13，即只有30%是量化的，,其余项都是侧重于措施和手段。4个优选项，3个可以量化的。总体来看，ESGB有关节能的一般项和优选项共14项中，其中只有7项是可以量化的，占总项数的50%。当然，ESGB的措施中也包含了计算和分析过程，不是完全的经验判断，详细条文见表3。,表2,ESGB节能与能源利用一般项和优选项内容,LEED2009能源和大气这一部分，共有35分，见表4。其中只有现场调试和计量与核准合计5分属于措施和手段，其他部分都是可以量化的措施和结果。能源与大气这一部分可量化的分值占85.7%，远高于ESGB50%的量化比例。这也是中国绿色建筑评价方法和美国绿色建筑评价方法在技术策略上最大的不同。,表3,LEED标准能源与大气分数分布和条文内容,条文,条文名称,条文主要内容,LEED2.2LEED2009分数分数,1.指定有独立调试资质的第三方单位对项目的用能系统进行调试。2.用能系统包括但不限于HVAC系统及其相关控制系统、照明系统、家用热水系统、可再生能源系统。,前提条件1前提条件2前提条件3,建筑能源系统的基本调试运行最低能效基本冷媒管理,得分1,能效优化,3.业主提供项目机电系统要求（OPR），设计单位提供设计说明（BOD），调试方负责审查文件及设计图、进行系统调试，确保运营阶段系统按照设计目标运行。4.将调试要求写入施工文件。5.编制并实施调试计划。6.验证系统的安装性能。7.完成调试报告。通过能耗模拟的方法，按ANSI/ASHRAE/IESNA标准90.1-2007附录G的整幢建筑能源表现标准，使设计的建筑能源消耗低于标准中规定的能耗系统能耗成本预算（基准模型），节能率不小于10%新建建筑的空调系统中不使用CFC的制冷剂；既有建筑的空调系统再利用，需要制订逐步取消CFC的综合计划。通过能耗模拟的方法，按ANSI/ASHRAE/IESNA标准,90.1-2007附录G的整幢建筑能源表现标准，使设计的建筑能源消耗低于标准中规定的能耗系统能耗成本预算（基准模,型），按照节能不同的比例不同来确定得分多少。7,10,19,8,表4,LEED2009建筑能耗与可再生能源量的得分表,9,2.2能耗计算方法区别,LEED中的建筑能耗包括采暖系统能耗、空调系统能耗、通风系统能耗、生活热水能耗、室内照明系统能耗及其他系统能耗等。其他系统能耗通常包含插座、办公设备、电梯和扶梯、厨房炊具和冰箱、洗衣干衣等；医疗和工艺设备，给排水的水泵、停车设备、建筑景观照明、施工设备、风扇、水泵；卫生间排风、停车场通风、厨房通风等系统能耗等等又称为工艺能耗。在建筑能耗分析模型中，默认的工艺能耗占建筑总能耗的不低于25，如该比例小于25，需要提交证明材料。,LEED的建筑能耗计算软件比较成熟，有DOE2、eQUEST、IES、Energyplus等。ESGB中的建筑能耗，根据公共建筑节能设计标准GB50189-2005第1.0.3条，应包括采暖、通风、空气调节和照明的总能耗，但是工艺能耗是不参与节能率计算的，所以按照ESGB方法得到的节能率一般会高于LEED方法得到的节能率。ESGB没有要求提供软件计算公共建筑包括照明等内容的能耗，为实现5.2.6条“建筑设计总能耗低于国家批准或备案的节能标准规定值的80”，需要分别用软件计算出围护结构节能率或能耗值，然后再算出空调系统、照明系统的能耗，再加权计算，获得节能率。也可以通过能效测评的方法计算建筑节能率。,当然，使用eQUEST、IES和Energyplus或DEST等能耗模拟软件计算得到的节能率，在,“,ESGB中也是认可的。LEED的能耗计算需要同时提供能耗值与能耗费用，但最终用能耗费用来评价，这样对于一些非常规的空调技术的评价如冰蓄冷系统就比较合理。3万科中心绿色建筑能源策略的分析3.1万科中心漂浮的地平线万科中心位于深圳市盐田区大梅沙旅游度假区，由美国建筑师汉斯霍莱茵设计。方案漂浮的地平线，一个位于最大化景观园林之上的水平向超高层建筑”，漂浮的水平杆状空间，化解建筑形式和功能使用之间的直接关系，带给首层更多的活力。该项目2009年10月竣工投入使用，如图3。该建筑由四部分相对独立的功能区组成：万科总部、SOHO办公、产权式酒店和经营式酒店，平面功能分布如图4。总建筑面积22层，其中东侧局部二层，西,侧局部六、七层，建,图3万科中心建成后外观,筑高度35m。地下部分按标高划分为三层：局部地下三层，为设备用房；地下二层主要为10,国际会议中心、酒店配套用房、机电用房及部分停车位，建筑东北角为战时六级人防平时车库；地下一层为机电用房、后勤用房以及停车场。地上一层主要是架空，以保证底层绿地的最大化。由一系列散落的交通核、门厅、餐饮吧，商店等构成。各个入口空间独立布置，这种方式同时也实现了各个功能分区组团之间流线的明晰化。由于万科中心几个功能区在地上部分相对独立，功能也不完全相同，装修的时间各不项相同，所以在绿色建筑认证时，将万科总部的这一部分单独进行认证。23.2万科中心ESGB认证达标项目分析按照中国绿色建筑评价标准，万科中心建成并运营一年后，获得三星级认证，万科中心获得三星级的达标项目分布和比例分别见表5和图5。其中万科中心节能的达标项目为表3中的备注栏条文，控制项全达标；一般项达标8项，不达标1项，不参评1项；优选项达标3项，不参评1项。详细见表5。节能的所有项目，除了不参评的项目如表2的5.2.15，5.2.17条，不适合的项目如表2的5.2.14条“选用余热或废热利用等方式提供建筑所需蒸汽或生活热水”，其他项目均达标。可以说，万科中心的建筑节能项目达标情况较好。这也和本项目为按照LEED白金级的目标定位有关。11,图6,万科中心LEED得分分布,图5,万科中心ESGB一般项达标项权重,表5,LEED2.2NC与ESGB（公共建筑）评分项和分数比较,3.3万科中心LEED认证得分情况分析2010年8月，万科中心获得中国首个LEED2.2NC白金认证的项目，LEED2.2NC总得分57分，得分情况如表5，各项得分比例分布如表5和图6。万科中心LEEDNC白金级贡献最大的是能源与大气，得分占总权重的28%，其次是场地与室内环境。万科中心ESGB三星级贡献最大的也是建筑节能，占21%，这一条与LEED一致。其次是节材和运营管理，这两条和LEED不一致；室内环境贡献最小，这一条与LEED差异最大。从万科中心运行数据来看，室内环境好也是这个项目的亮点之一。LEED2.2能源项共17分，万科中心得16分，仅失去购买绿色电力1分，这是难度非常大的技术要求，特别是在深圳的气候条件下。其中按照LEED2.2NC算出的建筑节能率达46.8%，能耗费用节省率达60.5%。详见表6。12,13,3.4万科中心的节能策略,按照公共建筑节能标准和万科中心相关报告，万科中心的建筑节能率为68.4%。按照根据ASHRAE90.1-2004，依据eQUEST计算，万科中心的建筑节能率为46.8%，能源费用节省率为60.5%。,表6万科中心LEEDNC2.2与ESGB（公共建筑）节能率计算结果比较,万科中心的能源策略具体措施如下：3.4.1围护结构,建筑围护结构根据深圳的气候特点，重点强化遮阳，采用活动遮阳系统。,墙主体采用200mm加气混凝土砌块，内外抹20mm水泥砂浆，主体墙传热系数检测,值为K=1.08W/(K)，外墙平均传热系数K=1.26W/(K)。,幕墙玻璃采用双银中空Low-E玻璃，检测结果为：传热系数K=2.0W/(K)，玻璃遮,阳系数SC=0.478，可见光透射比Vt=0.666。玻璃幕墙的气密性等级为3级。,屋顶主体为150mm钢筋混凝土，保温材料采用35mm挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板，屋,面为绿化屋面。屋顶传热系数K=0.67W/(K)，热惰性指标D=3.92。架空楼板主体为150mm钢筋混凝土，底部为1000mm架空层。传热系数,K=2.42W/(K)，热惰性指标D=2.33。,不同立面均采用铝合金可调遮阳板系统。实际运行中，根据朝向和天气情况合理控制各方向的遮阳板开启角度，有效地节约了空调与照明能耗。外遮阳系统的遮阳系数可达0.130.41。,3.4.2照明系统,照明系统的重点是采用节能灯具，结合数字智能照明系统，极大降低照明能耗。办公室、会议室等功能场所采用T5型直管荧光灯，配用电子镇流器，光源具有较好的显色性和适宜的色温。地下车库设有直流照明系统（65套LED灯具），由独立太阳能光伏发电系统供电。采用数字智能照明控制系统，综合运用调光、场景、自动感应、光感日照补偿，定时等多种控制手段，最大限度地节约能源。各功能场所照度和照明功率密度检测结果见下表，各功能房间的照明功率密度检测值至少比建筑照明设计标准GB50034-2004中的目标值低20%以上，有些功能房间甚至低50%。3.4.3空调系统空调系统采用冰蓄冷系统和高效制冷设备，末端采用新风热回收技术。,冰蓄冷系统。根据深圳的气象条件，办公室仅考虑空调供冷。供冷系统采用部分负荷冰蓄冷系统，制冷机采用双工况螺杆主机二台，制冷量分别为159RT（557kW）和120RT（422kW）。冰蓄冷系统的设计蓄冷量1914RTH，约占设计全日总负荷的49。系统最大负荷时制冷机与蓄冰槽联合供冷，部分负荷时优先采用蓄冰槽供冷，利用深圳市的夜间冰蓄冷的优惠电价，降低空调运行费用。,制冰系统采用内融冰系,统；双工况主机与蓄冰装置串联布置，运行稳定，可提供较大温差（8）供冷。主机采用上游布置，制冷机处于高温端，制冷效率高。空调冷水泵根据设在系14,表7万科中心各功能区域照度和功率密度实测值,15,统末端的压差控制器变频控制。乙二醇泵根据蓄冰系统的四种工作模式所需要的不同流量变频控制。,高效制冷设备。螺杆式冷水机组COP为4.68，比公共建筑节能设计标准规定的,螺杆式冷水机组的能效标准高8.8%。,在额定空调工况和制冰工况下能效比分别可达4.68和3.49，空调工况下两台机组的实测值分别为4.58和3.54。采用一次泵变流量系统，冷冻水系统的输送能效比为0.0161，空调风机的单位风量耗功率为0.180.63W/（m3h-1）之间，满足公共建筑节能设计标准GB50189-2005的要求，实测结果满足设计要求。,采用可调节的空调末端设备。末端采用全空气空调系统，架空地板送风方式，空调末端风口具有二次回风及可变风量功能，公共交流空间采用风机盘管系统。每层设置2台空调新风机组，新风机组的风机采用变频控制，风量根据室内CO2浓度进行控制。,项目选用了两台全热回收机组（风量为15000m3/h和12500m3/h，机外余压为450Pa和650Pa，热回收效率为64%/67%和63%/67%，装机功率为27.5kW和25.5kW），对排出的冷量进行回收，采用变频控制，分别根据所负担区域内的新风机组的实际风量进行控制。,ESGB对冷水机组的最低能效要求如下。,表8万科中心空调设备实际能效和标准的对比,空调冷冻水系统输送能效比,0.0241,0.0161,3.5万科中心可再生能源利用万科中心太阳能光伏发电系统包括并网光伏发电系统和独立光伏系统两类，总装机容量为282.06kWp。其中，并网光伏发电系统由两部分组成，主体光伏发电并网系统装机容量为272.7kWp，清洁对比系统装机容量为3.6kWp，主要用于日间办公区域照明、插座供电。地下车库照明采用太阳能独立光伏系统，装机容量为5.76kWp，主要用于地下车库照明。太阳能光伏发电系统由1485块单晶硅太阳能电池，27台德国SMA公司的SMC10000TL（10kW）单相并网逆变器构,成，太阳能板倾角按照每年夏季、春秋季和,图7太阳能光伏地下车库照明系统图,冬季分设为5、25和35可调，光伏阵列在全年的日照时间内无阴影遮挡区，系统综合设计效率为10.96%，其中太阳能电池效率14.1%，逆变器效率98.1%。经过全年实际测试，太阳能光伏发电系统全年总发电量为26.67万kWh，略低于设计值29.78万kWh，占建筑总用电量的比例为15.3%。4结束语从万科中心LEED白金和ESGB的得分和达标项数来看，两个标准评审均有富余分和富裕项。本项目LEED得分57分，超过白金标准5分，超过近10%。ESGB节能一般项达标8项，超过要求1项，超过14%；累计一般项达标是39项，超过18.2%；总体来说，LEED白金的标准与中国