以运行实效为导向的绿色建筑技术实践与全过程管控探索

李 芳（上海市建筑科学研究院有限公司，上海 201100）

1 绿色建筑技术项目运行背景

建筑业是我国的碳排放大户之一，《中国建筑能耗研究报告（2020）》中显示，2018 年全国建筑全过程碳排放总量为 49.3 亿吨 CO2，占全国碳排放的比重为 51.3%，其中建筑运行阶段碳排放 21.1 亿吨 CO2，占全国碳排放的比重为 21.9%[1]。因此，建筑领域如何降低碳排放量，对于我国完成国家双碳战略有着重大意义。

绿色建筑关注对建筑全寿命期的节能减排，建设高质量绿色建筑，是我国建筑业碳达峰与碳中和的关键方向。我国绿色建筑目前已进入了全面普及的阶段，但是从多个地方的数据来看，绝大多数项目仍以绿色建筑设计为主，不少绿色建筑的建设实施及运行维护并未达到原设计预期。以上海为例，截至 2020 年底，上海累计获得绿色建筑标识的项目总数量 874 个，其中运行标识和竣工标识的项目数量 51 个[2]，仅占标识项目总数量约 6%。

项目的运行未能达到设计预期，可能存在多种因素，例如部分项目绿色设计时未充分考虑技术的可行性与经济性，部分技术和措施在施工过程实施不到位，部分物业单位缺乏绿色运营意识和知识技能等。绿色建筑是涉及设计、施工、运行、评价、拆除等建筑全过程的系统工程，只有对全过程实施总体管控，各主体单位全面协作，才能真正实现其实效，有效降低建筑碳排放。以下将以常州市武进绿色建筑研发中心维绿大厦（以下简称维绿大厦）的实践为例，探索以运行实效为导向的绿色建筑技术实践与过程管控。

2 绿色建筑技术实践

维绿大厦坐落于江苏省常州市的武进绿色建筑产业集聚示范我，项目总用地面积 17 026 m2，总建筑面积 37 161m2，包括一栋 10 F 主楼和一栋 1 F 配楼，主要功能为办公和会议。项目自 2014 年开始设计，2016 年正式运营，从绿色技术策划、绿色设计融合、绿色产品应用、绿色施工管控、绿色技术改造、绿色持续运营进行了全过程的绿色建筑实践。项目已获得绿色建筑三星级设计标识及运行标识。如图 1 所示，是建筑自遮阳设计。

图1 建筑自遮阳设计

2.1 绿色建筑目标

项目结合场地气候地理条件、场地资源分析，开展了一系列绿色建筑技术可行性分析，确定了项目的绿色建筑目标：在满足使用功能的前提下，项目的运行能耗不高于《民用建筑能耗标准》GB/T 51161-2016 中的夏热冬冷地我非供暖能耗指标的引导值，平均日用水量不高于《民用建筑节水设计标准》GB 50555-2010 中节水用水定额的下限值，非传统水源利用率≥ 20%，并全面达到绿色建筑三星级的要求。同时，由于项目建成后同时定位为示范我绿色产品展示和教育培训基地，因此在技术选用上兼顾了经济性、适用性、示范性与展示度。项目最终集成应用多种绿色建筑被动式设计手法和适宜的新技术新产品，包括建筑自遮阳、中置可调遮阳、自然采光、立体绿化、自然通风、导光管、太阳能光伏、溶液调湿新风系统、人工湿地等 20 余项绿色建筑技术。

2.2 绿色建筑主要技术应用

（1）因地制宜的被动式设计

项目所在地太阳高度角冬至日正午为 34.7°，夏至日为81.6°。经辐射量分析计算后，项目采取了南、北立面与地面成 80° 夹角的“V”字体型设计，使得建筑夏季可利用建筑自身倾角来遮挡正午阳光，冬季不遮挡阳光进入室内。经模拟分析，南立面在 6—9 月所接受太阳辐射减少了 20%。此外，外窗采用中置可调遮阳百叶，中庭幕墙设置电动遮阳百叶，达到动态遮阳的效果。

为充分利用自然光，项目通过数值分析等方法，对采光口的位置和面积进行优化。为改善地下车库的采光，结合地下空间布局，设有采光天窗和下沉庭院。在进深较大的楼层，主楼空中花园部分设置采光天窗引入自然光。配楼设置导光管，使自然光进入内廊空间。

项目通过自然通风模拟，对开窗位置、面积进行优化。经模拟分析，夏季、过渡季主导风向情况下，主要房间的自然风平均流动速度为 1.0～3.5 m/s，换气次数 ＞ 2 次/h，且气流通畅，可有效排出室内污染物。中庭的顶部设置电动开启外窗，通过控制其开闭，提升自然通风的拔风效果。

（2）能源综合利用

项目的空调冷热源由园我内的我域能源中心提供。我域能源中心采用燃气三联供＋地源热泵＋离心式制冷机组＋烟气溴化锂机组＋燃气真空热水锅炉，分布式能源综合能源利用率 76.86%，清洁能源利用率 100%。主楼屋面设置约200 m2、22 kW 的太阳能光伏板，可满足项目的部分用电负荷需求。

（3）舒适健康的室内环境

项目室内设置 PM 2.5 净化装置，降低空气污染物浓度。主要功能房间设置室内环境传感器，监测温湿度、CO2浓度、PM 2.5 等参数，在楼宇的 BIM 运维平台上显示监测结果，并实现超标报警。CO2浓度传感器可与新风系统联动，保障室内空气品质。

考虑到项目所在地我湿度较高，主楼 2—10 F 采用热回收型溶液除湿新风系统，实现降温除湿。同时，该系统将热、湿分开处理，避免了凝水表面所导致的霉菌污染。

项目各场所均采用 LED 节能灯具，并设置智能照明系统。走廊我域设置动静探测器，靠窗我域灯具为调光灯具，可根据日光调节灯具亮度，在保证室内光环境的同时，降低照明能耗。

（4）场地雨水综合控制与利用

项目结合建筑设计及采光需求，在主楼 7 F 屋面设置空中花园，在主楼中庭设置垂直绿化，在配楼立面设置草坡绿化，并配合自动喷灌、滴灌等节水灌溉技术，营造绿意盎然的室内外自然景观。

在海绵城市方面，项目设置了下凹式绿地及雨水花园，人行道路面、停车位使用透水植草砖，让雨水能够迅速入渗土壤。屋面和地面的雨水通过场地内的景观沟渠进行收集，汇集到人工湿地中进行处理，并用于路面浇洒、景观绿化灌溉、景观水体、冷却塔补水。在雨水不足的时候，可以通过河道水给清水池补水。通过场地海绵城市及雨水综合利用设计，项目整体场地年径流控制率≥70%。

（5）绿色智慧运维管理

为了提高运营管理水平，项目采用了基于 BIM 的绿色智慧建筑运维平台。平台中协同整合了了通讯自动化系统、建筑设备自动化系统、火灾报警与消防联动自动化系统、综合安保自动化系统等，同时结合绿色建筑运营管理和建筑能耗监测、用水计量、环境管理、远程维护、动态评价等功能，帮助维绿大厦进行绿色建筑的全生命周期管理。

3 绿色建筑全过程管控

3. 1 绿色建筑管控工作团队

为确保项目的绿色建筑各项目标能够实现，项目组建了绿色建筑工作团队，由建设单位、绿色建筑顾问负责人组建管理协调小组，项目管理单位、设计单位、施工单位、监理单位和物业单位等主体单位共同参与，工作团队架构见图2。绿色建筑管理协调小组对项目的规划设计、施工建造和运行管理阶段等进行全过程管控。项目团队同时聘请专家担任项目组顾问，参与项目的咨询、论证、验收，进行全过程指导和关键难点把关，降低技术风险。绿色建筑各阶段管控重点如图 3 所示。

图2 绿色建筑工作团队构架

图3 绿色建筑全过程管控重点

3. 2 设计阶段管控重点

绿色建筑的设计是否合理，关系到项目的整体性能和建造成本。部分项目因在绿色设计堆砌大量的新技术、新设备，不仅产生了高昂的投入成本，造成了设计和运行的复杂性，最终也未必能达到节能降耗的效果。因此，项目在设计招标时就应融入绿色建筑相关目标要求，同时在设计管控中需注重建筑设计和技术落实的“整体性”，在设计中充分融入被动式绿色设计的理念。

（1）因地制宜确定绿色目标与策略。维绿大厦在绿色建筑策划阶段，业主、设计院、绿色建筑顾问等单位进行充分的调研、分析，并经专家论证后，确定项目的总体绿色目标和主要绿色指标。技术体系的选择结合所在地的气候条件和地理位置特点进行分析。涉及到新技术、新产品的应用，开展专项可行性和经济性分析，充分考虑各技术的可落地性。

（2）编制绿色建筑设计任务要求，对设计文件进行审核跟踪。绿色目标及整体技术策略制定后，项目组对整体技术策略进行分阶段和分专业分解，编制绿色建筑设计任务书提供给设计总包及专项设计单位。设计过程中，组织绿色建筑顾问单位、设计单位等，采用数值模拟手段，优化建筑设计方案。各阶段设计文件完成后，开展绿色建筑专项审核并对出现的问题进行优化，确保项目设计符合绿色建筑目标要求。

（3）确立设计阶段例会制度。建设单位、顾问单位、设计单位、施工单位等定期召开绿色建筑设计例会，对项目的技术措施等进行讨论。施工单位如能较早介入项目的设计阶段，有利于之后的设计与施工阶段的衔接。通过各个相关合作单位的例会制度，确保项目在规划设计阶段过程中，减少重复修改，保障后续顺利的施工建造。

3. 3 施工建造阶段管控重点

避免绿色建筑相关技术、措施在实际施工过程实施出现偏差，也是绿色建筑管控的重点之一。维绿大厦项目对各施工单位在招标阶段均提出绿色建筑相关要求，并对整个施工过程实施绿色建筑动态管理。

（1）开展绿色施工培训，进行绿色施工交底。施工总包进场前，均需参加由业主和绿色建筑顾问单位组织的绿色施工培训。培训重点包括项目的绿色建筑目标和技术要求、绿色施工工作团队、绿色施工管理要求等，增强施工单位的绿色建筑意识。

（2）建立绿色施工工作团队，编制绿色施工方案 。施工单位编制绿色施工方案并完成审核。建立绿色施工工作团队，明确相关责任人及绿色施工专员。实施绿色施工实施管控，覆盖施工策划、施工准备、材料采购、现场施工、工程验收等各阶段。施工过程中，通过扬尘、噪声、污水等施工污染物进行管控，同时注重材料的高效利用，从混凝土、模板、板材、木材等大宗建材的节约出发，创造节约型工地。施工现场建立废水循环利用系统，进行再次利用。每月定期进行记录并提交绿色施工月报。

（3）绿色建筑产品招采管控。对涉及项目绿色建筑性能的设备、材料、产品的采购，项目均需满足设计技术要求，并在招标要求中写入绿色性能、指标需求，在采购过程中对相关技术指标进行审核。涉及指标调整，需经项目管理、设计团队、绿色建筑顾问团队进行复核，在不影响项目的绿色性能的范围内进行调整。

（4）绿色建筑竣工验收。项目竣工验收前，建设单位组织施工单位、设计单位、相关顾问单位等对项目进行绿色建筑进行专项验收。对主要的性能指标聘请有资质的第三方机构进行检测或测评，如主要环境性能指标的检测，可再生能源系统测评、建筑能效测评等，并对各项技术、设备措施的落实情况进行文件核查和现场查看。施工单位、监理单位需对各类书面文件进行留存。

3. 4 运行管理阶段管控重点

对于绿色建筑而言，有效的运营管理是实现其效果的成败关键。在维绿大厦运行阶段，项目团队组织编写绿色运行的指导手册，并分析运行能耗、水耗数据与设计预期的一致性和差异性，优化建筑运行方案，实现了项目从“绿色设计”“绿色施工”到“高效运行”的延续。

（1）绿色运行指导培训。项目在选择物业单位前，对物业单位的环境管理、质量管理等资质进行审核。物业单位进驻前，项目团队开展一系列绿色运营指导培训，对绿色建筑目标及主要的技术措施进行介绍，包括设计资料、技术指导、维护策略、运营与维护手册、调试记录等。介绍并演示已安装的系统和关键功能，尤其是建筑管理系统、控制装置及其界面，确保物业单位充分熟悉其详细运行方法。对物业单位的绿色运维提出要求，并提供绿色运行指导手册。

（2）建立绿色运行管理制度。由物业制定绿色运行管理制度，并经业主单位审核。设立绿色运行总负责人，并成立管理小组，由小组成员负责节能降耗具体工作。优化日常管理制度，包括机电设备全年运行模式、设备和关键节点检修、大型能源设备维护保养、机组运营巡视、安全管理、中央空调系统应急预案等。

（3）研发绿色智慧建筑运维平台。维绿大厦建设有基于 BIM 的绿色智慧建筑运维平台，通过该平台可进行能耗和环境数据采集、能耗监测、策略分析、远程维护和动态评价。安排专人对水表各月数据进行整理，对异常情况尽快开展管网检查，采取措施避免跑滴漏现象。

（4）加强行为节能宣传，定期开展用户调研。物业在水池、电源开关处、水龙头、电梯等处张贴节能、节水宣传和提示标志，同时制定了绿色设施使用手册，供租户取用。作为绿色建筑示范项目，业主单位定期开展公共机构节能宣传周活动，组织培训学习活动。此外，项目也开展针对建筑使用者的满意度调研，包括现场问卷调研及网络在线调研，涉及方面有建筑环境品质、物业管理措施等方面，通过调研不断优化其管理。根据目前的调研结果，90%以上的使用者对维绿大厦的绿色建筑水平表示满意。

4 结 语

根据项目运行数据分析，项目较好的实现了绿色建筑的既定目标，其建筑运行能耗、水耗、可再生能源等关键数据均符合设计预期。以 2018 年为例，维绿大厦单位面积用电量约为 52.30 kW·h/（m²·a），低于 GB/T 51161-2016 中的夏热冬冷地我非供暖能耗指标的引导值；单位面积耗水量为 0.32 m3/（m²·a），平均日用水量也低于 GB 50555-2010 中节水用水定额的下限值。年太阳能光伏发电总量约为 16 933 kWh，非传统水源利用率达到 30.6%。经现场实测，建筑室内环境各项参数均优于相关标准规范要求。

维绿大厦通过全过程的绿色建筑的管控与实践，将设计的探索实施到了项目建设和运行中，实现了高标准的建设，也较好的实现了最初设立的节能环保目标。随着我国双碳相关工作的推进，绿色建筑的实际运行中的节能降碳将越来越受到关注，而以实效为导向的绿色建筑全过程管控的不断探索和完善，也将为保障建筑绿色性能起到积极的作用。

项目基金：上海市科学技术委员会科研计划项目“全生命周期节能减排、减振降噪一体化关键技术应用”（编号：17DZ1201404）