绿色商场建筑与普通商场建筑室内环境质量比较与分析*

文/北京交通大学建筑与艺术学院 肖仲豪 张泽群 何之淼 杜晓辉

0 引言

近年来，绿色建筑成为国内外建筑师研究的重点，我国绿色建筑评价标识项目持续保持强劲的增长态势，截至2017年底，我国获得绿色建筑标识的项目数近5000。但是绿色建筑在实际运营中室内环境质量是否达到设计预期效果及使用者满意度等成为各界关注的重点，也是我国绿色建筑发展中亟待解决和必须要回答的问题。

本文选取国内1栋具有绿色建筑标识的商业建筑与1栋普通商业建筑，分4个季度开展室内环境测试和实际使用者满意度调查，并将客观环境参数与主观满意度有机结合进行综合分析和相关度研究，提取建筑环境中影响使用者环境满意度的相关因素，将绿色建筑与普通建筑进行对比，并分析各因素相互影响，探讨被动绿色设计的实际应用效果。

1 研究方法

1.1 案例介绍

本文选取国内寒冷地区2栋商业建筑作为研究对象，1栋为经美国绿色建筑评价体系(LEED铂金级)认证的绿色建筑，另1栋为普通商业建筑。2栋建筑功能均为教育、餐饮、服务，具体信息如表1所示。

1.2 客观环境测试与评价标准

本文分4个季度对绿色建筑与非绿色建筑的室内物理环境进行现场测试，测试参数如表2所示。现场测试的环境参数包括室内温度、壁面辐射温度、风速、二氧化碳浓度、照度、噪声与空气相对湿度。测试地点为商业建筑中庭周围人员集中活动区域。测试分首层、中间层和顶层同时进行，各层布置多个测试点。普通建筑现场测试日期为2017年5月12日、7月8日、11月4日、12月27日，绿色建筑现场测试日期为2017年5月11日、7月9日、11月6日和12月28日。现场测试时间段为上午10:00～12:00，下午14:00～16:00。

将4个季度绿色建筑与非绿色建筑室内物理环境的测试结果与国家相关标准进行对照，以验证被动绿色建筑技术的实际应用效果。各室内环境质量分项的评判依据如表3所示。

1.3 主观问卷调查

本文对所选2栋建筑室内环境的满意度进行多次调研，共收集392份有效问卷。各季度普通建筑与绿色建筑每次发放调查问卷约50份，以消除季节因素对人的心理影响，且尽量保证调查对象男女比例均衡，覆盖各年龄段。

2 客观物理环境调研数据分析

2.1 热环境

在本次调研中，测得2种建筑各层四季的平均温度基本满足室内平均16～28℃的标准要求，但夏季GB与CB室内平均温度均达28～44℃，超过了国家标准(见图1)。在全年湿度四分位分析中(见图2)，图中黄色区域为国家标准的人体室内最适相对湿度30%～80%，可看出全年中GB中春季、夏季的湿度均在此范围内，秋季湿度也有25%在最适区间；CB则只有在夏季处于这一区间，其余均低于人体最适湿度，所以CB相比GB全年会有更长时间让人感觉干燥难耐。

表1 测试调研的商业建筑基本信息

表2 室内环境质量测试参数、测试方法、时长及所用仪器

表3 室内环境质量评判依据

2.2 光环境

从光环境平均照度分布分析(见图3)可看出，虽然GB与CB的光照情况起伏较大，但都处在适合普通视觉作业(Normal level)的国家标准范围内(国标中将普通视觉作业的空间照明度划分为3级:300～500lx，500～1000lx，1000～3000lx)，但是适合普通视觉作业的高照明度(≥1000lx)中，CB在秋季与冬季均未达标。分析四季照度平均数(见图4)也可看出，CB在秋冬季出现明显光照条件减弱的趋势。通过对比二者全年光照均匀度可发现，GB在春夏秋3季中均匀度都高于CB均匀度0.1～0.5(见图5)，由此可知，在内部光照中GB比CB更加均匀。结合建筑使用材料与内部空间设计，发现由于绿色建筑使用的ETFE半透明膜棚遮阳材料调节了入射的光照，使GB的光照全年更均匀；且因GB室内漫反射材料使用更为复杂，使室内光环境体验更柔和。

图1 2栋建筑不同季节不同时间段室内温度比较

图2 2栋建筑四季湿度四分位分析

图3 2栋建筑四季平均光照强度

图4 2栋建筑四季照度四分位分析

图5 2栋建筑四季光照均匀度

2.3 声环境

对于室内声环境，二者均为商业建筑，噪声源相似，人流量相当。结合全年噪声四分位分析(见图6)可看出，在国家商业室内噪声标准的范围下(70dB)，除秋季略微超出，GB全年基本满足这一规定；而CB则全年均有超出这一范围。同时，对比二者噪声集中区间发现，GB在噪声集中区间的最大值均低于CB噪声集中区间的最小值。因此调研对比二者的建筑形体与材料构造的区别，绿色建筑有巨大的中庭空间，该中庭体量是普通建筑中庭体量的数十倍，更大的内部空间有利于降低声音量级。

2.4 空气品质

在室内空气品质方面，绿色建筑室内的平均二氧化碳浓度全年均低于1000ppm，符合二氧化碳卫生标准，而普通建筑在夏季未达到这一标准；其原因是绿色建筑大面积的屋顶绿化，依靠植物光合作用降低了二氧化碳含量。绿色建筑的室内相对湿度在春季和夏季均在30%～80%RH的标准之间，秋季也十分接近这一区间，但普通建筑仅在夏季满足这一需求，原因是绿色建筑内部采用大面积绿化，植物的蒸腾作用使室内湿度维持在适宜范围，而到了秋冬季，植物枯败，其调节作用效果下降。

3 使用者主观分析

对所选2栋建筑室内环境的满意度分季节进行多次调研，调研内容包括热环境、光环境、声环境、空气质量、通风情况等。问卷采用的刻度标尺为1～5，分别代表了非常不满意～非常满意，如图7所示。

本文对比分析普通建筑与绿色建筑在各方面的满意度，如图8所示，绿色建筑除秋季热环境外的各方面在满意度上均优于普通建筑。除冬季普通建筑的满意度集中在“满意”之外，其他情况下满意度均集中在“很满意”，其中绿色建筑在光环境方面接近甚至达到“非常满意”，四季的评分分别为4.09，3.91，4.06，3.85。在炎热夏季，绿色建筑在热环境方面优势不大，甚至不如普通建筑，二者评分分别为3.45，3.55。同时在冬季人们对室内环境的满意度较其他季节偏低。在寒冷地区，冬季甚至春秋两季，防寒的重要性不容小觑。

在物理环境客观数据分析中，测得的数据表明，在热环境方面绿色建筑稍逊于普通建筑，但人们仍主观判断绿色建筑的热环境优于普通建筑，尽管秋季除外。由此可见，当人们知道某建筑为绿色建筑之后，心理上会提高对此建筑室内环境的容忍度。

本文对此进行“您认为此建筑是否是绿色建筑”和“请您为此建筑的室内环境打分”的交叉分析，如图9所示，除热环境外，认为自己所在建筑是绿色建筑的受调查者对室内环境的评分均略高于认为不是绿色建筑的受调查者。在热环境方面，认为是绿色建筑的受调查者和认为不是绿色建筑的受调查者评分分别为3.36，3.28。从而证明，当人们知道某建筑为绿色建筑之后，心理上会提高对此建筑室内环境的容忍度。

图6 2栋建筑四季噪声四分位分析

图7 问卷刻度标尺

4 结语

笔者基于4个季度对绿色商业建筑与非绿色商业建筑开展室内环境质量与使用者满意度的测试调研，包括热环境、声环境、光环境、空气质量等，积累了近400份使用者主观满意度问卷，将不同季度绿色商业建筑与非绿色商业建筑室内的客观物理环境参数进行对比，并结合主客观测试结果展开综合分析研究，得出以下主要结论。

1)2栋建筑在春、秋、冬3季室内各层基本满足室内16～28℃的标准要求，但在夏季2栋建筑室内温度均高于28℃，无法满足人体舒适性要求。全年在热环境上相比普通建筑，绿色建筑并无明显优势。

2)在春夏季中，2栋建筑光照区间都集中在1000lx上下，符合标准要求。但在秋冬季，绿色建筑的室内光照强度明显高于非绿色建筑，且在500～1000lx的舒适范围内。非绿色建筑在秋冬季出现明显的光照条件减弱趋势，而绿色建筑全年都比较稳定。绿色建筑在3季中照度均匀度都高于普通建筑。

图8 2栋建筑物理环境满意度比较

图9 建筑使用者主观意识与环境满意度关联性分析

3)绿色建筑噪声区间为[60 d B，70 d B]，普通建筑为[65dB，74dB]，且绿色建筑噪声集中强度分布的区间低于普通建筑。

4)绿色建筑室内的平均二氧化碳浓度全年均低于1000ppm，符合二氧化碳卫生标准，而普通建筑在夏季未达到这一标准。

5)除热环境外，商业建筑主观满意度调研结果与客观环境参数测试结果具有较强的相关性，基本符合室内环境参数越好，使用者满意度越高的规律。在热环境方面，认为是绿色建筑的受调查者和认为不是绿色建筑的受调查者评分分别为3.36，3.28。从而证明，当人们知道某建筑是绿色建筑后，心理上会提高对此建筑室内环境的容忍度。