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关于绿色建筑标准体系构建和性能提升技术研究及应用

关于绿色建筑标准体系构建和性能提升技术研究及应用

打印 0条评论来源:建设科技杂志(id:JSKJzazhi)

摘  要:项目组针对我国绿色建筑发展过程中存在的标准体系不完善、技术碎片化、全过程协同难等关键问题,紧密围绕“顶层设计 - 关键技术 - 工程应用”的技术路线,建立了适合中国国情的绿色建筑性能提升技术体系,建立了具有中国特色的绿色建筑技术标准体系,研发了以性能优化为导向的多维多元、协同共享的系列软件和大数据管理平台。相关研究成果在全国进行了示范应用,支撑了我国绿色建筑实现从无到有、从少到多、从个别城市到全国范围、从单体到城区、城市的规模化和从高速度转向高质量的发展。


关键词:绿色建筑;技术体系;标准体系;软件系统


绿色建筑是在全寿命期内,节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。发展绿色建筑是建设领域落实绿色发展理念的主要途径,是增加人民群众获得感的重要内容。经过 10 余年的发展,我国绿色建筑建设取得了显著成效。但随着绿色建筑工作的推进,以及我国生态文明建设的深入和建筑科技的快速发展,绿色建筑技术措施的落地性差、运行实效低、以人为本不够、标准体系不健全、全过程协同性不足等问题逐渐显现。如何紧密结合我国国情,以问题为导向、从顶层设计出发,建立绿色建筑标准体系,研发适合我国特色和时代特征的技术体系、关键技术及自主可控的系列软件工具,具有重要意义。


一、“以人为本”的绿色建筑性能提升技术


1.1 适应我国不同时期社会发展需求的绿色建筑技术体系


以满足建设“资源节约型、环境友好型社会”两型社会的需求为目标导向,构建了以“节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量”(简称“四节一环保”)的绿色建筑技术体系,形成了我国以“四节一环保”为核心内容的绿色建筑发展理念和基本框架。结合新时代需求,以百姓为视角,以构建新时代绿色建筑供给体系、提升绿色建筑质量层次为目标,建立了“安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居”的五维绿色建筑技术体系,拓展了绿色建筑的内涵,兼顾了城市和乡村、东部和西部的平衡发展需求,适应我国社会主要矛盾的变化。建立的绿色建筑技术体系,被纳入国家标准《绿色建筑评价标准》,引领了我国绿色建筑的全面发展和升级跨越。


1.2 以健康舒适为导向的绿色建筑环境提升技术



基于长期针对绿色建筑的大规模调研与实测,建立了针对不同气候区的建筑运行性能数据库,提出了基于气候适应性的绿色建筑环境设计方法,形成了适宜成本下提升我国典型绿色建筑环境品质和能效的技术体系。研发了基于温湿分控的室内环境保障集成系统,由辐射末端、置换式新风系统、地源热泵系统、智能化水力输配中心、智能化监控中心组成,实现恒温控制,送风含湿量 8±0.5g/kg,垂直温差小于 1.5℃,COP 提升15%,实现了舒适、健康、节能、环保的人居环境营造(见图 1)。


1.3 以运行高效为目标的绿色建筑运行管理系统


以运行高效为目标,研发了基于 BIM 的绿色建筑实效测评技术和动态调适系统,结合 BIM 模型与室内环境监测设备对室内环境质量进行实时监测、评价与反馈;研发了基于云平台的集中式绿色建筑智慧运维管理系统,通过集中式管控为绿色建筑实现宏观到微观的精细管理提供支撑(见图 2)。



二、具有中国特色的绿色建筑技术标准体系


2.1 全过程绿色建筑标准体系


基于我国工程建设管理程序,率先构建了涵盖我国工程建设全过程的绿色建筑标准体系,主编了绿色建筑评价及贯穿设计、验收、运维、检测、改造等过程的重点标准,包括《绿色建筑评价标准》GB/T 50378、《既有建筑绿色改造评价标准》GB/T 51141、《民用建筑绿色设计规范》JGJ/T 229、《绿色建筑运行维护技术规范》JGJ/T 391、《绿色建筑工程验收规范》DB11T/1315、《绿色建筑运营后评估标准》T/CECS 608 等。


2.2 涵盖不同建筑功能的绿色建筑评价标准体系


针对建筑功能多样性、技术适用性、操作可行性及区域规模化发展需求,以主编的国内首部绿色建筑综合评价标准为指引,构建了涵盖办公、商店、饭店、博览等 15 种主要建筑功能及超高层、生态城区、村庄的绿色建筑评价标准体系,涉及国家、地方、团体等不同级配,主编了基于相同评价方法的《绿色商店建筑评价标准》GB/T51100、《绿色办公建筑评价标准》GB/T 50908、《绿色博览建筑评价标准》GB/T 51148 等细化功能的国家标准。


三、多维多元、协同共享绿色建筑系列软件系统


3.1 绿色建筑性能模拟优化软件


以“一模多用”为目标,开发了基于 BIM 理念的绿色建筑性能设计系统 PKPM-GBP,建立了用户模型、分析模型、计算模型的三层架构,实现了在 PKPM-BIM、中望 CAD、浩辰 CAD、Revit、AutoCAD等不同图形平台对接 10 余项不同建筑设计软件模型数据、不同性能模拟分析的专业参数设置与协同、不同计算内核的接口输入输出。该软件的整体建模、计算时间缩短了 70% 以上(见图 3)。



3.2 自主可控的专业化绿色建筑设计软件


基于《绿色建筑评价标准》GB/T 50378 及各省市绿色建筑地方设计和评价标准,开发了专业化的绿色建筑设计软件 PKPM-GBD。该软件可根据项目设计指标快速、自动判定其绿色建筑星级属性,并自动生成详细的《自评估报告书》《审查备案表》《绿色建筑设计专篇》等资料,支撑方案、初设、施工图设计、运维的全生命周期绿色建筑设计评价。同时,该软件融合了 BIM 设计理念,可直接对接绿色建筑性能设计系统PKPM-GBP,通过统一的数据模型自动获取通风、采光、能耗、噪声等的模拟结果并进行对标分析,实现了不同阶段、同一性能模拟结果互通互用(见图 4)。



3.3 多维共享的绿色建筑项目评价系统与大数据管理平台


开发了国内外首个投入运行且应用广泛的绿色建筑全行业链信息化管理综合系统,率先构建了全国绿色建筑项目大数据库,以区域地图 + 统计图表的形式,按照标识类型、建筑类型、星级、气候区、评价机构等分类展现全国以及各省、地市标识项目情况,实现了行业大数据从规划、设计、施工、运营、改造的全生命周期高效汇总处理和应用。


四、推广应用及意义


(1)本项目主编国家、行业等标准 25 部,授权发明专利 7 项、实用新型专利 10 项,获批计算机软件著作权 29 项,出版著作 28 部,发表高水平论文 107 篇。


(2)构建的具有中国特色的绿色建筑技术标准体系,支撑了国家及地方实现“建立健全绿色建筑标准体系”的总体目标,推动了世界上最大规模的绿色建筑实践进程。


(3)主编的首部多目标、多层次绿色建筑综合评价标准成为了我国绿色建筑领域的根本性技术标准,被住房和城乡建设部列为推动城市高质量发展的 10 项重点标准之一,指导全国 27 个省、市、自治区及香港、澳门地区制定了地方评价标准。


(4)研发的绿色建筑全过程软件已成为我国绿色建筑模拟优化、设计、评价的主流软件工具,被 2000多家行业知名设计院、咨询机构使用。


(5)研究成果服务了海南自贸区、雄安新区、杭州亚运会、北京冬奥会等热点及重点区域的绿色建筑建设,实现了绿色建筑全国范围的理念协同、技术协同和管理协同,提高了行业整体发展能力。


(6) 研究成果在中国国家博物馆、北京大兴新机场、雄安市民中心、中信大厦(中国尊)、北京 APEC峰会场馆、国家游泳中心(水立方)、杭州亚运村、北京冬奥组委办公区、上海世博园区等重大工程及阿尔及利亚安纳巴、日本北九州市立大学等海外项目得到应用。


(7)推动全国 32 亿平方米绿色建筑实施,体量和质量均居世界首位,占我国城镇新建民用建筑比例超过40%。(8)每年可减排 CO2 约 8460 万吨、节约用电 80亿度,产生了显著的社会、环境和经济效益。


五、 小结


项目组针对我国绿色建筑不同发展阶段亟需解决的关键问题,以“顶层设计 - 关键技术 - 工程应用”为主线,开展了绿色建筑标准体系构建和性能提升技术研究及应用,形成了三方面的主要技术成果:


(1)构建了适应我国不同时期社会发展需求的绿色建筑技术体系,研发了以健康舒适和运行高效为目标的绿色建筑性能提升技术。


(2)构建了主题突出、层次清晰、协调配套的中国绿色建筑技术标准体系,主编了多部重点标准。


(3)以性能优化为导向的多维多元、协同共享的系列软件和大数据管理平台,创建了绿色建筑软件生态系统。


绿色建筑是我国建筑发展过程中的重要里程碑。本项目研究成果为我国绿色建筑快速、健康发展提供了标准依据和技术保障,推动我国绿色建筑实现从无到有,从少到多么,从个别城市到全国范围,从单体到城区、城市的规模化发展,以及从高速度转向高质量、从跟跑实现领跑的跨越式发展。


(编辑:奚雅青)


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