国内外绿色建筑评价标准中可再生能源利用与绿建等级评估的对比分析.pdf

国内外绿色建筑评价标准中可再生能源利用与绿建等级评估的对比分析 以天津市某办公建筑项目实践为例 李宝鑫 1 于迎雨 2 1天津市建筑设计院 天津市 300074 2 鑫卉东建筑设计咨询有限公司 天津 市 300381 摘要 可再生能源利用是各国绿色建筑标准中的重要内容 本文选取美国 LEED 新加坡 Green Mark 和天津市绿色建筑评价标准中的公共建筑可再生能源利用要 求相关内容进行对比分析 通过分析比较得出各标准相关内容的异同点 为国内 公共建筑中可再生能源利用提出建议 并以天津市某办公楼为例进行了案例分析 关键词 绿色建筑 可再生能源利用 绿色建筑评价标准 Comparison and Analysis of Renewable Energy Utilization Requirements in Green Building Evaluation Standards Case study of one office building project in Tianjin LI Bao xin1 YU Ying yu2 1Tianjin Architecture Design Institute Tianjin 300074 2XinHuiDong Architecture Design Consultancy Pte Ltd Tianjin 300381 Abstract Renewable energy utilization requirements exist in LEED Green Mark and China Green Building Evaluation Standard as essential part for green building evaluation This paper studies and analyzes the similarities and differences of the relevant requirements on renewable energy utilization in these standards Finally the suggestion of renewable energy utilization in green non residential building is proposed and one office building project in Tianjin is studied as study case Keywords Green Building Renewable Energy Utilization Green Building Evaluation Standard 前言 绿色建筑作为最大限度节约资源 保护环境和降低污染的与自然和谐共生的建筑 可再 生能源的利用是绿色设计的一个重要方面 国内外绿色建筑评价体系均有对可再生能源利用 率的要求 同时根据不同的绿色建筑评估等级规定了不同的可再生能源利用策略 目前的绿色建筑设计中可再生能源利用存在几个方面的问题 缺少完整详细的可再生能 源利用方案分析过程 往往是在现有设计方案基础上验证可再生能源利用率是否达标 在现 有设计方案基础上叠加可再生能源利用方式 以满足绿色建筑评价标准的要求 可再生能源 利用系统的初投资较常规系统高 上述问题可能会降低可再生能源系统的技术适用性和经济 合理性 同时盲目堆砌技术违反绿色建筑设计的理念 本文主要关注国内外绿色建筑评估体系对可再生能源利用的规定 不同可再生能源系统 的技术特点等方面进行可再生能源利用方式的研究 首先分析了美国 LEED 标准 新加坡 Green Mark 标准 天津市绿色建筑标准对公共建筑可再生能源利用的相关要求 然后对相 关内容进行了对比分析与研究 对我国绿色建筑中可再生能源利用进行思考 并结合天津市 某办公楼项目进行了案例分析 1 LEED 评价标准中可再生能源利用 美国 LEED Leadership in Energy and Environment Design 标准是美国绿建协会 U S Green Building Council 提出的以商业运作为主要运行模式的国际化的认证体系 包含街坊 LEED for Neighborhood Development 和建筑 LEED for New Construction Core and Shell Development Schools etc 两个层面的标准 1 2 LEED 标准鼓励和认可的可再生能源利用 分为两种形式 场地内可再生能源和异地绿色能源 鼓励采用项目现场可再生能源的自给来 减少应用化石能源带来的环境与经济负担 其评价是基于场地内可再生能源提供的量占建筑 能耗费用的比例 不同评分对应的可再生能源比例要求如图 1 所示 异地绿色能源在于鼓励 建筑应用电网资源和可再生能源技术 通过至少为期 2 年的可再生能源合同来从异地可再生 能源产生的电力来满足建筑 35 的电耗 图 1 LEED NC 标准中不同评分对应的可再生能源比例要求 2 Green Mark 评价标准中的可再生能源利用 Green Mark 标准是由新加坡建设局制定并主导实施的 实践比较成功并在亚洲国家具 有较高影响力的一套评价标准 该标准鼓励可再生能源在建筑中的应用 评分根据建筑的预 测能源效率指标和可再生能源替代电耗的比例来进行 表 1 最高得分为 20 分 3 表 1 新加坡 Green Mark 标准中可再生能源比例与评分 预测建筑能效指标 可再生能源替代建筑总电耗每 1 的比例 包括租户用电 刨除租户用电 30kWh m y 5 分 3 分 30kWh m y 3 分 1 5 分 3 绿色建筑评估体系对可再生能源利用的规定 目前 我国绿色建筑申报中最常使用的绿色建筑评估体系主要有我国 绿色建筑评价标 准 GB T 50378 2006 在此标准基础上衍生出许多地方绿色建筑评价标准 其中 天津市 绿色建筑评价标准 以下简称天津市绿建标准 是结合天津市的地域特点和发展情况而制 定的 天津地区的所有绿色建筑项目均应依此标准进行评价 天津市绿建标准中规定太阳能 地热能等可再生能源的使用量占建筑总能耗的比例大于 5 太阳能等可再生能源产生的热 水量满足建筑生活热水消耗量的 25 或可再生能源提供采暖 制冷 满足建筑热 冷 0 2 4 6 8 10 12 14 1234567 可再生能源比例 评分 负荷的 10 或者地热供暖满足建筑热负荷的 20 得分 20 分 并设有优选项鼓励太阳能 地热能等可再生能源的使用量占建筑总能耗的比例大于 10 对应的评分如图 2 所示 4 图 2 公共建筑中优选项的可再生能源利用要求 4 LEED Green Mark 与天津市绿建标准中的可再生能源利用内容对比 LEED 标准 Green Mark 标准 天津市绿建标准在公共建筑可再生能源利用方面都具有 相关的要求 综合比较各标准中相关内容 其相同点主要体现在 各标准都将建筑可再生能源的利用作为评价建筑绿色与否的重要内容 鼓励建筑 对场地内可再生能源的开发与利用 对应条款的评分都是基于可再生能源占建筑能耗的比例 以此鼓励可再生能源尽 可能多的采用 其不同点为 LEED 标准除了鼓励采用场地内可再生能源外还对异地绿色能源的应用进行鼓励 对智能电网 可再生能源发电等技术的应用具有促进作用 并对合同能源的发展具 有积极意义 关于可再生能源比例的计算 LEED 标准基于建筑的能源账单 Green Mark 标准基 于可再生能源发电量占建筑总电耗的比例 天津市绿建标准基于太阳能 地热能等 可再生能源转为一次能源后占转为一次能源后建筑总能耗的比例 50 60 70 20 24 28 40 45 50 2 3 4 0 20 40 60 80 100 258 可再生能源所占负荷的比例 评分 太阳能热水系统 地源热泵系统 地热水采暖系统 光伏发电系统 LEED 标准中对可再生能源的界定与天津市绿建标准不同 其中 LEED 标准认为地 源热泵等利用浅层地热能的形式不为可再生能源利用 对于天津市绿建标准中三星级绿色建筑的评定可再生能源利用具有必要性 而 LEED Green Mark 标准的较高等级评定对可再生能源利用的要求相对较低 对于 根据天津市绿建标准申报三星级设计标识的公共建筑而言 在所有优选项 12 条 参评的条件下 至少需要满足 9 条 得分不低于 14 分 设计标识阶段优选项达标 分析如表 2 所示 对于一般公共建筑项目而言 透水地面面积比通常会成为制约因 素 空气质量监控系统一般不具备实时报警功能 外遮阳以固定式外遮阳为主 利 用旧建筑不具有普遍性 所以在不利用可再生能源的条件下 优选项得分无法满足 要求 公共建筑的项数也不满足要求 因此 对于绿色建筑目标为三星级的建筑项 目 可再生能源利用是必不可少的 表 2 三星级绿色建筑的优选项达标分析 公共建筑 设计标识 措施措施 分分 值值 得分得分 5 1 13 合理选用废弃场地 2 0 5 1 14 充分利用尚可使用的旧建筑 5 1 15 室外透水地面面积比不小于 40 6 3 5 2 16 围护结构的热工性能指标优于现行标准中有关规定的要 求 10 10 5 2 17 各类房间或场所的照明功率密度值不高于目标值 5 5 5 2 18 合理采用分布式热电冷联供技术 1 0 5 2 19 可再生能源的使用量占建筑总能耗的比例大于 10 8 0 5 3 14 办公楼 商场类建筑非传统水源利用率不低于 40 旅 馆类建筑不低于 25 15 15 5 4 12 采用资源消耗和环境影响小的建筑结构体系 6 0 5 4 14 采用耐久性优良的建筑材料 主体结构采用防腐性能好 的材料 4 4 5 5 13 采用可调节外遮阳 8 4 5 5 14 设置室内空气质量监控系统 6 4 5 5 15 改善室内或地下空间的自然采光效果 6 6 修正加权后得分 13 2 5 绿色建筑的可再生能源利用建议及案例分析 5 1 项目概况 本文以天津市某办公楼为例进行分析 该建筑面积为 20000 绿色建筑目标为三星级 图 3 场地位于浅层地热能较适宜区 并具有地源热泵埋管区域 天津市太阳能资源属 较丰富的二类地区 总辐射接近 6000MJ m2 可利用天数近 200 天 并且建筑屋顶遮挡较少 图 4 图 3 天津市某三星级办公楼方案示意图 图 4 建筑屋顶的太阳辐射模拟分析 5 2 可再生能源利用方案的确定思路 根据项目功能及定位 进行绿色建筑预评估 确定可再生能源利用要求 因地制宜 合 理利用项目所在地的资源条件 同时注重技术适用性和经济合理性 以较低的成本投入实现 可再生能源的利用 最终满足绿色建筑评价要求 图 5 图 5 可再生能源利用方案确定思路 5 3 可再生能源利用方式的技术与经济适用性比较 可再生能源的利用方式主要包括太阳能热水系统 地源热泵系统 地热水供暖系统和太 阳能光伏发电系统 太阳能热水系统是通过设置太阳能集热器 水箱等设备将太阳能转换成 生活热水的热能 地源热泵系统利用浅层地热能进行供冷供热 充分利用了土壤的跨季节蓄 热 地热水供暖系统以地热水及其尾水梯级利用作为供暖热源 太阳能光伏发电系统将太阳 辐射能转换为电能 经过可再生能源利用方式比较 表 3 本项目可再生能源利用形式为 太阳能空调系统耦合地源热泵系统 其中生活热水作为空调系统的一个用户末端对太阳能进 行利用 最总建筑可再生能源利用比例约为 30 远大于天津市绿建标准中要求的 10 为项目达到三星级提供有利条件 表 3 本项目适宜的可再生能源利用方式比较 系统名 称 优势 不足 适宜建筑 制约使用的因素 经济性 太阳能 生活热 水系统 系统简单 技 术成熟 易于 管理 太阳能资源不 稳定 需要配备 辅助热源 有热水供 应需求的 公共建筑 屋顶或立面的可安 装面积 1500 3000 元 吨热水 地源热 泵系统 既可供冷也 可供热 系统效率高 系统经济性 好 系统初投资较 高 需要具备埋管 区域 使用受场 地限值 有供冷供 热需求的 公共建筑 项目所在区域可利 用 的 浅 层 地 能 资 源 可埋管面积 280 元 m 建 筑面积 太阳能 光伏发 电系统 发电可直接 用于自身的 耗电 系统初投资较 高 回收投资期较 长 公共建筑 屋顶或立面的可安 装面积 系统的经 济性 8 12元 Wp 装机容 量 6 结论与展望 项目功能及定位 绿色建筑 预评估 可再生能源利用要求 可再生能源利用方案比选确定可再生能源利用方案 资源条件分析 多因素评价 负荷分析 LEED Green Mark 标准中关于可再生能源利用的相关内容对国家绿色建筑标准的相关 内容具有启示作用 应完善天津市绿建标准中对异地绿色能源的要求 以此促进合同能源 智能电网等技术的应用 同时在设计过程中应关注以下方面 在规划和方案设计阶段 将可再生能源利用考虑在内 不同的项目有一定的差异性 应 结合项目的定位和功能 通过可再生能源利用方案比较 从技术可行性 经济合理性和