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《建筑業“十二五”發展規劃》由住房和城鄉建設部于2011年8月18日正式公布。這是“十二五”開局之際,針對建筑業制定的發展規劃。《規劃》明確至“十二五”期末,努力實現的建筑節能目標:“綠色建筑、綠色施工評價體系基本確立;建筑產品施工過程的單位增加值能耗下降10%。新建工程的工程設計符合國家建筑節能標準要達到100%,新建工程的建筑施工符合國家建筑節能標準要求;全行業對資源節約型社會的貢獻率明顯提高。”推進綠色建筑規模化建設,加速提升綠色建筑規劃設計能力、技術整裝能力、工程實施能力、運營管理能力,提升產業核心競爭力,成為“十二五”期間該規劃的總體目標。國家標準《綠色建筑評價標準》GB50378—2006對綠色建筑的定義是:在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。我國大力推進綠色建筑及綠色施工,那么什么是綠色施工呢?建設部的《綠色施工導則》定義綠色施工為:工程建設中,在保證質量、安全等基本要求的前提下,通過科學管理和技術進步,最大限度地節約資源與減少對環境負面影響的施工活動,實現四節一環保(節能、節地、節水、節材和環境保護)。
2.綠色施工主要控制方面
2.1編制綠色施工規劃大綱綠色建筑技術很多技術需要在施工過程中實現。如果沒有按要求實施,效果將達不到預期。因此,施工管理人員需要在施工開工前按照設計意圖編制綠色施工規劃大綱,在大綱中主要制訂三個方面,包括綠色技術實施關鍵人員點、技術點、時間點。這三個方面并不是相互獨立,而是相互聯系,相輔相承的。其中關鍵人員點是指要查閱圖紙清楚此綠色建筑包含哪些綠色建筑技術,需要哪些專業管理人員,他們要達到何種專業水平層次,以便在施工過程中調整安排管理人員。關鍵技術點是指要設計人員在施工開工之前針對綠色建筑技術組織技術交底,對關鍵技術點要形成書面文件交予施工人員,而施工人員要針對這些關鍵技術點布置專業責任人,落實到位,對人員布置進行改進補充,完善關鍵人員點的布置。在對關鍵技術點的分析布置過程當中,可以得出施工過程影響綠色建筑技術形成的關鍵時間點,其關鍵時間點主要是指綠色建筑技術在實施過程中的工藝時間參數,時間點的控制精確與否將對綠色建筑技術的形成起到至關重要的作用。
2.2編制綠色施工實施規劃綠色施工實施規劃是指根據上述大綱要求,編制具體實施詳案。在此詳案中各個環節實施要落實到人,針對技術特點編制符合自身特點的施工組織規劃,通過規劃工作,重點解決關于使建筑物“綠色化”的技術組織問題,把各方統一到以社會可持續發展為重、以民族長遠使用利益為重的“綠色建筑”目標上來,然后針對施工過程中的“綠色化”問題,研究綠色施工方法,例如:土方工程施工如何有效組織減少對周圍環境影響,樁施工如何減少泥漿及污水排放的方法,混凝土澆筑如何有效養護降低養護用水的方法,鋼筋工程如何下料降低其損耗率,砌筑工程如何添加調和劑降低水泥沙子用量,鋼結構噴砂除銹或門窗、墻面飾面打磨砂紙如何減少粉塵的方法,砂石、粉料運輸如何減少揚塵的方法,焊接等如何減少光污染的方法等。認真分析所選擇各施工工藝的特點,明確檢查點、見證點、停止點等檢查驗收的關鍵部位,尤其是從“綠色”觀念出發所需要檢測的項目。
2.3綠色施工管理要做到綠色施工需要從施工管理、施工工藝技術和施工機械幾方面下手。把信息化技術引入到日常施工管理中,將有效提高工作效率,降低資源耗費。要準確把握時刻動態變化的工作量,調整施工資源的投入。只有采用現代信息化技術,根據動態參數,實施定量、動態的施工管理,以最佳的資源投入產出比完成工程建設,達到高效、低耗、環保的目的,才能稱之為綠色施工。
2.3.1營造綠色施工環境綠色施工環境的建立不但能達到低耗的目的,還能愉悅生產者的心情,使之全身心投入,避免安全事故的發生。我們要合理調配現場“硬化”和現場“綠化”的區域,作好水平方向的場地硬化、綠化等以及豎直方向的圍墻、建筑物主體立面等的綜合“綠化”、立體美化工作,進一步合理選擇材料“綠色化”建筑物實體工程。根據上述大綱及規劃所列內容,合理確定臨時設施的空間布置,例如半成品加工點、材料存放點、現場作業棚及辦公生活設施。其占地面積應按用地指標所需的最低面積設計,同時要求平面布置合理、緊湊,在滿足環境、職業健康與安全文明施工要求的前提下盡量減少廢棄地和死角,臨時設施占地面積有效利用率不低于90%。臨時生活和辦公用房宜采用占地面積小、經濟美觀、對周邊地貌環境影響較小,且適合于施工平面動態調整布置的多層輕鋼活動板房、鋼骨架水泥活動板房等標準化裝配式結構。應分開布置工人生活區與生產區,并設置符合國家規范標準的分隔設施。施工現場圍擋宜使用連續封閉的輕鋼結構預制裝配式活動圍擋,減少建筑垃圾,保護環境。臨時設施布置應充分考慮市政工程管線布置,避免由于占用管線道路而在施工后期搬遷場地造成浪費。
2.3.2節約能源消耗施工節能要通過調整能源使用結構,控制施工能耗,根據情況合理組織施工、積極推廣節能新技術、新工藝的使用。宜使用國家、行業推薦的節能、高效、環保的施工設備和機具,例如選用變頻技術的節能施工設備等。施工機械設備選用功率與負載相匹配的,避免設備額定功率大于使用功率或超負荷使用設備的現象發生;采用節電型機械設備,也可以添加節能型油料添加劑,降低油耗。建立施工機械設備管理制度,開展用電、用油計量,完善設備檔案,及時做好維修保養工作,使機械設備保持低耗、高效的狀態。根據情況在施工現場制定各個區域和施工設備的用電控制指標,定期進行檢查計量、核算、對比分析,發現偏差分析原因及時糾正,通過以上措施提高機械設備利用率,有效降低能耗。安排施工工藝時,應優先考慮能耗較少的施工工藝。在施工組織設計中,要合理安排施工順序、工作面,以減少作業區域的機具數量,相鄰作業區充分利用共有的機具資源,提高各種機械的使用率和滿載率,降低各種設備的單位耗能。
3.結語
建設部與科技部共同承擔的“十五”國家科技重大攻關項目——“綠色建筑關鍵技術研究”,主要圍繞我國發展綠色建筑必須解決的突出問題,瞄準國際前沿,結合我國實際和潛在需求,重點研究我國綠色建筑評價標準和規劃設計指南,開發符合綠色建筑標準的若干項具有自主知識產權的關鍵技術和成套設備,實現建筑技術的跨越式發展。通過系統的技術集成和工程示范,形成我國綠色建筑核心技術的研究開發基地和自主創新體系。“綠色建筑關鍵技術研究”項目從八個方面開展研究:
課題一“綠色建筑的規劃設計導則和評估體系研究”,結合中國的自然資源與環境條件、社會與經濟發展的國情,研究確定綠色建筑的概念,界定綠色建筑的范疇,建立綠色建筑評估體系,制定綠色建筑規劃與設計導則。針對我國社會主義市場經濟管理體制的特點,探討政策控制和市場機制結合,引導和推廣綠色建筑的途徑。
研究內容包括:對世界上各主要國家的綠色建筑評估體系和技術指南進行比較研究;建立綠色建筑評估體系;與地域氣候條件有關的建筑熱工指標研究;綠色建筑評估體系的實踐;完成綠色建筑規劃設計導則及技術指南;針對我國社會主義市場經濟體制,結合我國建設工程管理的特點,探討政策控制和市場機制結合,引導和推廣綠色建筑的途徑;開發綠色建筑評估體系軟件平臺和基礎數據庫;開發用于定量評價建筑環境的模擬軟件,包括建筑熱環境模擬軟件、日照和采光軟件等的進一步研發和完善。
課題二“綠色建筑的結構體系評價方法研究”,主要進行五方面的深入研究:建筑結構體系全生命周期技術經濟分析;建筑結構綠色評價體系研究;提高建筑結構體系綠色性能的技術手段研究;綠色建筑結構選型技術導則研究;鋼結構(含公共建筑與住宅兩類)推廣應用的制約因素和成套關鍵技術的研究。
課題三“綠色建材技術與分析評價方法研究”,圍繞建筑材料在綠色建筑中應用的關鍵技術展開,主要研究工作分為綠色建材及建筑部品評價分析技術建筑廢棄物、再生利用技術和產品的研發、新型環境協調產品的研究開發三部分。課題下設9個子課題,包括:綠色建材技術及分析評價方法的研究、綠色建材分析評價技術的研究、建筑部品分析評價技術的研究、綠色建材及建筑部品基礎數據庫和評價軟件的編制、建筑垃圾再生集料及其配制新混凝土的研究、建筑垃圾循環再生及其應用技術的研究、建筑垃圾再生產品在新型建筑材料中應用研究中、室內濕度調節及抗菌防霉功能建筑材料關鍵技術的研究、產生負離子功能建筑裝飾品關鍵技術的研究、高效凈化空氣材料和技術的研究。
課題四“綠色建筑水的綜合利用關鍵技術研究”,圍繞綠色建筑的水資源可持續利用問題,研究開發水安全綜合性保障技術與兩種專項技術(包括濕地-水體復合生態水質凈化技術和以降低沖廁用水為核心的節水技術與節水器具)。結合工程項目,通過對供排水系統的分析、工程性試驗及跟蹤研究,從水量、水質兩方面提出不同地域生態、不同自然條件、不同水資源狀況的綠色建筑水安全保障的綜合控制策略與技術
課題五“降低建筑能耗的綜合關鍵技術研究”,針對影響建筑能耗的三個關鍵環節——圍護結構、室內環境控制系統和建筑能源供應與轉換系統,以及新建建筑能耗標識制度,瞄準國際前沿,從我國實際和潛在需求出發,聯合科研機構、設計院、設備產品制造商等技術轉化過程主體,集中力量于智能可調節型圍護結構、獨立控制型低能耗環境控制系統、以天然氣為動力的建筑高效熱電冷聯供系統、以及新建住宅建筑單元能耗標識體系等關鍵問題,開展系統研究、瓶頸突破和產品開發,并在清華大學和上海建筑科學研究院綠色建筑集成示范平臺上安裝、調試、測試和評價,形成降低建筑能耗的關鍵技術系統集成,加快技術產品化和產業化,實現跨越式發展。
課題六“綠色建筑室內環境污染控制與改善技術研究”,針對已有建筑和新建建筑存在的室內環境問題,從室內空氣質量、熱環境、聲環境、光環境和室內綜合環境等方面系統開展源分析、源傳播途徑、源作用機理研究,探索不同因素對人體和環境的影響規律,研發室內環境設計預測、檢測評估和控制改善等實用技術體系,為綠色建筑的決策、設計、實施、管理提供有效、可靠的室內環境控制與改善技術手段,提高我國在綠色建筑室內環境領域的研究水平,推進我國綠色建筑的發展。
課題七“綠色建筑綠化配套技術研究”,致力于建立綠色建筑適生植物資源信息庫,資源信息庫中植物種類不少于500種;不同的綠色建筑植物群落的生態效益測試;編制綠色建筑綠化配置技術標準和評價指標體系。
課題八“綠色建筑技術集成與平臺建設”,為綠色建筑的設計、建設、運營與管理提供關鍵技術集成平臺。結合綠色建筑規劃設計導則及評估體系的研究和綠色建筑關鍵技術,遵循可持續發展戰略,建造綠色建筑關鍵技術集成平臺,為綠色建筑關鍵技術提供測試、實驗、技術改進和展示的平臺,并成為綠色建筑關鍵技術的教育和培訓中心。“綠色建筑關鍵技術研究”,針對我國當前形式下急待解決的綠色建筑關鍵技術進行了研究。其中結構體系的評價研究是從可持續發展角度通過對各種不同的結構體系進行分析評價,總結不同的自然資源、地理環境條件及應用對象下最適宜的綠色建筑結構體系。綠色建材技術分析與評價則是在對我國各種建材的生產過程中資源、能源消耗情況和對環境的污染以及使用壽命,維護費用及可再生利用性進行深入調查分析的基礎上,分別針對墻體、門窗、內外裝飾、管材等各類建筑部件做全生命周期分析,總結指導性的選取原則與推薦作法。水的綜合利用研究則是從節水技術、雨水收集利用、污水處理及再生水利用等方面給出建筑節水與綜合利用的全面解決方案和具體技術措施。降低建筑能耗是從提高圍護結構的保溫、隔熱性能和降低環境控制系統能耗兩方面研究系統的節能方案與相關的關鍵技術與產品。建筑室內環境控制與改善則著重改善室內空氣質量和聲、光、熱環境,研究相應的解決途徑與關鍵技術,營造健康、舒適、高效的室內環境。綠色建筑綠化配套技術主要研究與綠色建筑配套的各種綠化形式及其功能和適生植物種類,建筑外環境、建筑體以及室內綠化配置的生態環境效果評價,綠化與建筑有機結合的一體化技術等。在充分利用植物的生態效應和景觀功能的基礎上,提出綠色建筑綠化配套技術和標準,為建設綠色建筑綠化示范區提供指南。
我國傳統的設計模式主要是由建筑、結構、水、暖、電氣專業共同完成設計工作,其中建筑專業為主導,其他專業輔助完成。分成4個階段:①前期策劃階段建立總的目標,對場地及環境進行充分分析,確定建筑意向;②建筑方案設計階段建筑專業為主,其他專業按照本專業的總則進行輔助;③擴初設計階段各專業根據所決定的建筑方案進行初步的專業設計,由建筑專業提出作業圖,其他各專業反提資料;④施工圖設計階段主要是按照施工圖紙的標準完善、細化初步設計圖紙。
2當前綠色建筑設計流程中存在的問題
當前綠色建筑的設計大多數是依據《綠標》設定建筑的綠色建筑認證目標后,由綠色建筑咨詢顧問制定綠色建筑設計方案,指導項目設計團隊完成設計。在目前這種綠色建筑設計流程中,尚存在一些問題,阻礙了綠色建筑技術與建筑的自然融合。現對幾類典型問題進行分析,以便設計人員和相關咨詢人員對綠色建筑設計流程有更加清晰的認識。
2.1綠色建筑設計指導滯后
一些建設者(甲方)對綠色建筑理念缺乏深入了解,等到了施工圖階段才會考慮聘請綠色建筑咨詢工程師,制定綠色建筑技術方案,對設計方案的修改也只能是以“打補丁”的形式出現,不能從根本上解決技術與建筑的沖突,并且也會增加不必要的成本。例如綠色建筑對室內采光、室內外通風、綜合能耗等有定量要求,如在施工圖階段才進行模擬分析,一旦發現不滿足設計要求,則可能需進行較大改動,甚至返工,造成不必要的浪費[3]。同時,綠色建筑設計不僅僅是對建筑本體設計有要求,建筑與周邊環境的關系也同樣是綠色建筑設計的關注內容,部分關注點在項目前期策劃階段就需考慮,如場址的選擇、場地生態的保護、場地內舊建筑的利用、場地內以及周邊的物理環境、建筑周邊的交通、與周邊建筑的設施共享情況、建筑對周邊環境的影響、地下空間的利用等[4-5]。但因為在項目前期無綠色建筑設計指導人員的介入,此部分因素無法進行合理優化。
2.2設計團隊缺乏良好的溝通與協作
很多綠色建筑技術屬于綜合性技術,需要多專業以及相關的技術廠家配合設計。例如場地內非傳統水源的利用,如果要設計合理的雨水收集回用系統,則需要對場地內的雨水收集量和利用量進行用水平衡分析,這就需要景觀專業給排水專業提供景觀用水數據,同時需要雨水設施廠家給予技術支持。但在傳統的建筑設計建造流程中,景觀專業以及設備廠家的介入往往已經到了施工圖設計后期。這對于綠色建筑技術的合理設計造成了一定影響。
2.3設計團隊對綠色建筑理念模糊,職責不明確
現在很多綠色建筑項目中,設計人員對綠色建筑設計理念理解有限,且并未意識到自己在綠色建筑設計中的職責,而是僅僅將綠色建筑咨詢顧問的要求放入設計圖紙中,缺乏主動設計意識。例如,在最初方案設計時,建筑師多是以建筑美學和功能作為設計目標進行設計,提交綠色建筑咨詢顧問審核,如存在不滿足《綠標》條文的情況,則按照綠色建筑咨詢顧問的建議進行方案調整,并未在方案設計之初將自然資源、氣候、地形等環境因素融入建筑設計中,更缺乏對被動技術的利用意識和對潛在適宜技術的估計。
3綠色建筑設計流程優化
針對綠色建筑設計流程中存在的問題,現從綠色建筑顧問的角度,以《綠標》為基礎,對現有的建筑設計流程進行優化,使其符合綠色建筑設計特點。
3.1項目設計團隊
綠色建筑設計團隊人員更加復雜。在原有人員的基礎上,又增加了綠色建筑咨詢顧問、綠色建筑專項技術廠家等。在不同的設計階段有不同的人員參與到設計團隊中,在充分理解綠色建筑目標的基礎上協調一致,確保項目目標的完整實現[6]。
3.2項目設計流程
項目設計流程包括前期策劃階段、方案設計階段、擴初設計階段、施工圖設計階段。設計團隊的成員應在各自相應的時間參加到設計團隊中,綠色建筑咨詢顧問應當在最初向甲方介紹綠色建筑設計理念時,也將綠色建筑設計的工作流程向其進行介紹,協助項目負責人及時組建團隊開展相應的設計工作。依據綠色建筑的設計理念和要求,建立綠色建筑設計流程,并給出各個階段的主要參與者以及各階段形成的綠色建筑設計成果。1)前期策劃階段組建綠色建筑設計團隊—召開綠色建筑啟動會,進行綠色建筑理念宣講———綠色建筑可行性分析研討會(2次以上):分析場地性質、地區氣候資源、周邊交通、服務設施等因素,探究適宜技術、增量成本。參與人員包括:甲方、綠色建筑咨詢顧問、建筑師、規劃師、造價評估師、環境評估工程師。2)方案設計階段綠色建筑方案設計方案研討會(2次以上)—下發各專業綠色建筑方案設計要求—綠色建筑方案設計—審核設計指標(并反復優化)—完成綠色建筑設計方案—報建方案。參與人員包括:甲方、綠色建筑咨詢顧問、建筑師、給排水、暖通、電氣工程師、室內設計、景觀設計、結構設計、模擬分析師、造價評估師。3)擴初設計階段技術深化落實設計研討會(2次以上)—綠色建筑擴初設計—審核設計圖紙—對設計圖紙進行計算機模擬:室外風環境;室內自然采光;室內自然通風;建筑綜合能耗(優化設計)—完成綠色建筑擴初設計。參與人員包括:甲方、綠色建筑咨詢顧問、建筑師、給排水、暖通、電氣工程師、室內設計、景觀設計、結構設計、專項技術廠家、設備供應商、模擬分析師、造價評估師。4)施工圖設計階段綠色建筑設計深化—完成綠色建筑施工圖—審核施工圖,如參數有變化,則再次進行相應的算機模擬—綠色建筑施工圖出圖—校對,審核,會簽。參與人員包括:甲方、總承建商、綠色建筑咨詢顧問、建筑師、給排水、暖通、電氣工程師、室內設計、景觀設計、結構設計、專項技術廠家、模擬分析師、造價評估師。5)施工及驗收階段施工圖交底—綠色施工培訓—施工—調試—竣工驗收。參與人員包括:甲方、總承建商、分包商、綠色建筑咨詢顧問、建筑師、結構設計師、給排水、暖通、電氣工程師、室內設計、景觀設計、監理、調試工程師、設備供應商、專項技術廠家、造價評估師。
3.3綠色建筑設計流程特點
上述綠色建筑設計流程是以《綠標》為基礎,秉承“整體設計方法”的理念,對現有的設計流程進行優化,其將綠色建筑咨詢顧問的工作流程與傳統的建筑設計流程相融合,該設計流程的主要特點如下。
1)綠色建筑咨詢顧問全程指導設計工作
在前期策劃階段,綠色建筑咨詢顧問參與到項目策劃中,并向項目甲方宣傳綠色建筑理念和設計流程,協助甲方在前期組建設計團隊,并召開綠色建筑啟動會,向設計團隊成員宣傳綠色建筑設計理念以及綠色建筑的設計流程,介紹團隊設計人員各自的職責及其介入設計的階段,鼓勵設計人員積極參與到綠色建筑方案的討論中,增強建筑設計師對被動技術的利用意識。
2)定期的會議討論制度保障了設計團隊成員的有效溝通與協作
項目負責人應制定嚴格的例會制度,定期召開設計溝通會及專家研討會,協調各專業的及時溝通。議程要合理,所有人都事先同意,建議一周一次,每次會議要決定下一周的計劃。
3)借助模擬軟件優化設計
每個階段,綠色建筑咨詢顧問都會借助模擬軟件輔助優化設計。方案階段,借助模擬分析軟件開展各設計方案的對比分析,為團隊成員檢驗各種想法,然后整合到一起,不斷地提出意見、反饋、優化方案;擴初設計階段,借助模擬軟件檢驗擴初設計是否達到設計要求;施工圖階段,則借助模擬軟件完成對項目最終設計結果的分析整理。
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