《绿色建筑评价标准》——节材与材料资源利用
1、绿色建材与绿色建筑面对当今世界资源短缺和环境恶化的巨大挑战,绿色建筑已成为建筑领域可持续发展的必然趋势。建筑材料作为建筑的载体,是建筑的物质基础和基本元素。国际上1988年第一届国际材料科学研究会提出了Greenmaterials;1990年日本科学家山本良一提出Eco-materials;1992年联合国在巴西里约热内卢召开了“环境与发展世界首脑会议”,通过《21世纪议程》,在这样的大背景下提出了绿色建筑材料。近年来,国内外学者围绕环保、循环再生等角度对绿色建筑材料给出了诸多不同的定义。笔者认为,绿色建筑材料的内涵不同于单一性的新型功能建筑材料,是在满足建材行业基本质量标准的前提下,在原料采集、生产制造、材料使用、废弃再生的全寿命周期过程中减少对地球资源、能源的消耗,降低环境的负荷,有利于建筑使用者身心健康,满足建筑绿色发展需求的建筑材料,主要体现在低消耗、低能耗、低排放、无污染、多功能、可循环利用六大方面,其内涵与绿色建筑的理念是一致的。作为绿色建筑评价指标体系的重要一环,“节材与材料资源利用”在《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014版(以下简称“《标准》”)的修编过程中,通过调研国内外相关评价指标体系的研究现状,总结旧版标准的实践经验,并结合我国建材产业的发展方向,进行了针对性的调整、细化、扩展工作,最终形成了现有框架体系和评价内容,以期更好地指导绿色建筑的规模化健康发展。2、基础性研究工作为了更有针对性地开展修编工作,编写组首先开展了一系列的基础性研究工作,包括国内外指标体系相关内容的调研分析、各地方标准的执行情况,以及2006版标准在实践中的主要问题总结等。2.1国外指标体系发展现状调研分析修编工作启动后,笔者搜集了美国LEED、日本CASBEE、德国DGNB、英国BREEAM等绿色建筑标准体系中和“节材与材料资源利用”相关的最新内容。经过对比分析后发现:(1)国外标准在某些关注点可供我国借鉴,包括:更高的建材环保性能;原有结构、构件的再利用;建材碳排放值;建筑构件在全寿命周期易清洁和更换等。(2)我国现有标准体系中节材与材料资源利用考虑的范畴较广,内容较国外相关指标体系更为丰富多样,且有自身的特色。2.2国标在各省市执行情况调研分析近些年,全国各省市陆续编制了地方的绿色建筑评价标准,笔者选取了天津、江苏、浙江、广东、北京、湖北、广西、福建、重庆、河北、陕西、湖南、山东、香港、深圳、长沙市、太原市17个省/市的标准进行了汇总、分析,发现各省市标准在节材与材料资源利用部分的编写情况如下:(1)对国标条文基本都予以采纳保留,改动较小,少数调整主要集中在条文属性的调整和评价指标的明确。(2)各地方标准结合当地经济社会实际,对国标进行的适应性调整重点反映在新增条文中,经分析主要集中在预拌砂浆、建材禁限目录、地方推广建材、住宅全装修、构件标准化、施工节材等方面。2.3旧版《标准》实践中的主要问题调研分析2006版《绿色建筑评价标准》中“节材与材料资源利用”主要是鼓励项目在建设过程中尽量减少建筑材料的总用量,提高本地化材料的使用比例,降低水泥等高耗能高排放建筑材料的比重,尽量多地使用可循环材料、可再利用材料以及符合国家政策、技术要求并已成熟应用的以废弃物为原料生产的建筑材料。实施7年以来,通过大量项目的实践和评审工作总结,发现以下五大问题:(1)对于结构节材的鼓励不足。在绿色建筑的策划、设计和实施中,结构设计相比建筑、暖通、给排水、电气等其他专业,发挥的作用较小。(2)缺少与产业发展方向的衔接,如评价条文中缺少对近几年钢筋产业调整对高强钢筋使用的控制性要求。(3)缺少对新型产业热点的关注和鼓励,如预制构件、整体卫浴、新型建材等。(4)旧版标准中部分条文参评率低,没有发挥实际作用,如可再利用材料等。(5)部分条文的评价方法有待调整及细化,如土建装修一体化等。3、整体框架及重点条文解读3.1整体框架编写组在对国内外绿建体系相关内容调研和旧版标准实践问题总结的基础上,遵循《标准》修编整体框架要求(分为控制项、评分项、加分项),研究提出了修订版“节材与材料资源利用”指标体系框架结构。控制项列有建材禁限目录、高强钢筋强制要求以及造型要素简约三条,相比2006版标准删除了建材有害物质含量相关条款(相关内容移至第八章室内环境质量),保留了建筑造型要素简约,无大量装饰性构件的要求,增加了建材禁限目录要求,同时结合目前钢筋产业调整和标准编制的强制性要求,将混凝土结构粱、柱纵向受力钢筋的强制使用也列入了控制项中。评分项围绕“节材设计”和“材料选用”两方面展开,节材设计涉及6条评价条文,材料选用涉及8条评价条文。加分项提出了对资源消耗少、环境影响小的结构体系的选取、建筑碳排放计算分析两方面内容。 图2“节材与材料利用”指标体系框架结构整个框架结构通过评价条文的不同赋分,表征各评价指标对“节材与材料资源利用”的不同贡献程度,评价指标突出导向性,体现了创新点,同时根据修编整体框架安排,将2006版标准中与施工节材相关的条文移入与施工管理章节。 图3“节材与材料利用”评分项要点在总分100分的评分项中,节材设计的6个条文共40分,材料选用的8个条文共60分,具体评价要点及分值情况如图3所示。2014版标准在节材与材料资源利用方面的修订重点包括以下六大方面:突出结构设计的节材效益,新增条文(形体规则性、结构优化设计)基于产业发展背景,新增高强钢筋、预制构件、整体厨卫浴等内容强化整体概念,将可循环材料和可再利用材料合并统计使用比例原有条文适应性调整及细化,如土建装修一体化设计施工相关条文整体移至施工章节合理设置加分项(结构体系、碳排放)3.2重点条文解读除了移至室内环境章节和施工管理章节的条文之外,本次标准修编主要围绕新增内容和细化条文两方面展开,表1以2006版标准中公建章节为例,简要说明各条文的变化情况。“表1 2006版标准各条文的变动情况在此处被略去,详细内容请查阅建设科技杂志2015年第4期!下文按照新增条文和细化条文两大类选取一些重点条文进行详细解读。3.2.1 新增条文解读(1)7.2.1条:择优选用建筑形体绿色建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响,优先选用规则的形体。现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2010将建筑形体的规则性划分为:规则、不规则、特别不规则、严重不规则四大类。为实现相同的抗震设防目标,形体不规则的建筑,要比形体规则的建筑耗费更多的结构材料。不规则程度越高,对结构材料的消耗量越多,性能要求越高,不利于节材。本条第1款对应抗震概念设计中建筑形体规则性分级的“不规则”,得3分;第二款对应抗震概念设计中的建筑形体规则,得9分;对形体特别不规则的建筑和严重不规则的建筑,本条不得分。对于超高层建筑和以风荷载为主控荷载的高层建筑,应在风洞实验结果和风荷载计算的基础上,考虑建筑形体的选用。(2)7.2.2条:对地基基础、结构体系、结构构件进行优化设计,达到节材效果。在设计过程中对地基基础、结构体系、结构构件进行优化,能够有效地节约材料用量。本条对地基基础的优化主要查看地基基础方案的论证报告中措施和效果的合理性;对结构体系的优化重点查看结构布置沿建筑高度是否采取了变截面或变壁厚或变材料强度等措施;对结构构件的优化重点查看结构优化文件中构件的应力比或柱轴压比、层间位移角等是否合理;有关结构优化专项评审会议纪要也可作为证明文件。(3)7.2.5条:采用工业化生产的预制构件。本条的预制构件是指在工厂或现场采用工业化方式生产制造的各种结构构件和非结构构件,如预制梁、预制柱、预制墙板、预制楼面板、预制阳台板、预制楼梯、雨棚、栏杆等。本条根据预制构件用量比例进行评分,公式分母中的建筑地上部分重量仅针对建筑地上主体的土建部分,不包含设备系统等。最低得分要求为用量比例不低于15%,公式如下:RPC=[各类预制构件重量之和/建筑地上部分重量×100%(4)7.2.6条:采用整体化定型设计的厨房、卫浴间。本条鼓励采用系列化、多档次的整体化定型设计的厨房、卫浴间。整体化定型设计的厨房是指按人体工程学、炊事操作工序、模数协调及管线组合原则,采用整体设计方法而建成的标准化、多样化完成炊事、餐饮、起居等多种功能的活动空间。整体化定型设计的卫浴间是指在有限的空间内实现洗面、沐浴、如厕等多种功能的独立卫生单元。对于卫浴间,天花板、墙面、地面以及各类卫浴器具均进行了整体集成并可一次性安装到位时,可视为满足整体化定型设计要求。对于厨房,在考虑建筑功能及使用对象的前提下,对各类炊具设备进行整体集成,并对天花板、墙面、地面等进行模数化设计或设计集成,可视为满足整体化定型设计要求。3.2.2 细化条文解读(1)7.2.3条:土建工程与装修工程一体化设计。首先将2006版标准中一体化施工相关内容移至第九章施工管理,同时将评价对象细分为住宅建筑和公共建筑两大类,分别提出了得分要求,并细化了分值。住宅建筑根据土建与装修一体化设计的户数比例进行得分判定,公共建筑根据公共部位和所有部位土建装修一体化设计情况进行得分判定,公共部位包括楼梯、电梯、卫生间、大厅、中庭、货运通道、车库等部位。(2)7.2.10条:合理采用高强建筑结构材料。本条沿用自2006版标准一般项第4.4.5、5.4.5条,并作了细化,同时与2014版标准控制项第7.1.2条相呼应。对于钢筋混凝土结构,根据400MPa级及以上受力普通钢筋的使用比例,或混凝土竖向承重结构采用C50以上高强混凝土的比例判定得分;对于钢结构建筑,根据Q345及以上高强钢材用量比例判定得分;对于混合结构,对其混凝土结构部分和钢结构部分,分别按本条第1款和第2款进行评价,得分取两项得分的平均值。(3)7.2.12条:采用可再利用材料和可再循环材料。本条由2006版标准一般项第4.4.7、5.4.7条、优选项第4.4.11、5.4.12条整合得到。建筑材料的循环利用是建筑节材与材料资源利用的重要内容,从本质而言可循环材料和可再利用材料都隶属于建材的循环利用,本条的设置可从整体考量建材的循环利用对于节材与材料资源利用的贡献。在得分设置方面,本条将评价对象细分为住宅建筑和公共建筑两大类,分别提出了两档得分要求,更易操作,同时便于度量不同的项目的建材循环利用程度。4、结语如果说绿色建筑是凝固的美妙音乐,那绿色建材就是构成这一美妙音乐的重要音符。本次标准修编确立了绿色建筑中节材与材料资源利用的整体架构和具体评价内容,可用于支撑我国绿色建筑的建设及评价工作。但是由于数据基础、产业发展、评价体系衔接等问题,导致我国目前在绿色建筑的设计节材和材料选用方面仍然有大量的工作亟需开展。我们应当借助绿色建筑规模化发展的契机,加强节材与材料资源利用的科技研发和应用实践,努力实现绿色建筑中建材用量的减少和材料资源利用效率的提升,从而为推进绿色建筑更快、更好的发展做出相应的贡献。