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绿色建筑|基于WELL建筑评价体系的室内健康环境关键技术

时间:2020-03-06 23:14:54   作者:GBWindows   来源:行业网站   阅读:212  
内容摘要:作者刘慧慧,陈启新,陆正刚,张高锋,黄云,朱一铭摘要国内对室内健康环境需求日益强烈,绿色建筑正在围绕健康性能寻求发展和突破。介绍美国WELL建筑标准评价体系的发展现状和内容,根据WELL建筑标准1.0版的7个健康建筑概念,梳理与中国绿色建筑评价标准内容的共通点,从空气、水、光和舒......

作者

刘慧慧,陈启新,陆正刚,张高锋,黄云,朱一铭

摘要

国内对室内健康环境需求日益强烈,绿色建筑正在围绕健康性能寻求发展和突破。介绍美国WELL建筑标准评价体系的发展现状和内容,根据WELL建筑标准1.0版的7个健康建筑概念,梳理与中国绿色建筑评价标准内容的共通点,从空气、水、光和舒适等4个方面探讨营造室内健康环境的关键性技术,并提出设计建议。这些可给中国绿色建筑向健康建筑方向的发展提供参考。

关键词

WELL建筑标准;中国绿色建筑评价标准;健康建筑;室内健康环境

健康建筑已成为绿色建筑发展新方向,绿色建筑被提升到与人息息相关的高度,更加关注生活、工作空间的健康。虽然T/ASC02─2016《健康建筑评价标准》早在2017年1月6日就已实施,但由于是学会标准,因此尚未在全国范围内普及使用。GB/T50378─2014《绿色建筑评价标准》正在启动修订工作,将从民众视角设计新的评价指标体系,凸显健康、宜居,满足民众的获得感和幸福感,扩展绿色建筑内涵(耐久、服务、健康、宜居、老龄化等)。由于借鉴了国际健康建筑评价内容,新增舒适健康和环境宜居指标内容,再加上强有力的政策推动,因此相信新版《绿色建筑评价标准》会越来越受青睐,绿色建筑会更贴近民众的生活,更加真实地反映民众的健康需求。

PART1

WELL 建筑发展现状

绿色建筑评价体系国际上有很多版本,中国也已经由推广进入强制执行阶段。随着人们对健康生活的要求越来越高,绿色建筑也在逐步围绕健康性能寻求发展和突破,既与健康建筑性能有重复和交叉,又各有侧重点。各种绿色建筑评价体系中也有相关健康性能的评价,如德国可持续性建筑委员会体系中的热舒适性、室内空气品质、声环境、视觉、用户控制、室外环境,英国建筑研究院环境评估方法体系中的视觉舒适性、室内空气品质、热舒适性、水质、声学性能、私用空间,日本建筑环境效率综合评价体系中的声环境、光环境、热环境、室内空气品质、心理和心情、低负荷材料,但都没有形成关于健康建筑评价和认定的一套标准系统。

美国WELL建筑标准是以人为本、关注建筑环境中人的健康和福祉的建筑评价标准,旨在推动健康建筑事业的发展。2014年10月,国际WELL建筑研究院(IWBI),一家公益型研究机构,正式发布WELL建筑标准1.0版本。这是第一部完善的健康建筑标准。IWBI作为该标准的研究和制定方,旨在研发、制定和完善、维护WELL建筑标准并宣传推广健康建筑的理念。2014年5月,IWBI联合美国绿色建筑认证协会(GBCI),为WELL建筑项目提供技术认证工作。GBCI是能源与环境设计先锋(LEED)认证、全球绿色建筑项目和LEED专业证书项目的管理机构,是全球范围内公认的第三方绿色建筑项目认证的权威机构。双方共同推进WELL认证项目的发展。2015年3月,IWBI与GBCI正式将WELL建筑标准引进中国。这个健康建筑标准对中国健康建筑的研究和发展有着重要的借鉴作用 [1] 。

截至2019年7月底,全球共有3242个WELL建筑注册项目,其中WELL认证项目194个(铂金级19个、金级106个、银级68个、认证级1个)。WELL认证项目全球分布情况如图1所示。

绿色建筑|基于WELL建筑评价体系的室内健康环境关键技术

图 1 WELL认证项目全球分布情况

在WELL建筑标准1.0版阶段,亚洲成为WELL建筑注册项目的全球领先市场。至今,亚洲共有490个项目(面积逾1380万m2)获WELL建筑注册,而中国是亚洲也是全球WELL建筑注册项目面积最大的市场。截至2019年7月底,中国WELL建筑认证项目共39个,其中铂金级2个、金级27个、银级10个。中国WELL建筑认证项目等级及地区分布见表1。

表 1 中国WELL认证项目等级及地区分布

绿色建筑|基于WELL建筑评价体系的室内健康环境关键技术

表1中的项目也都获得了中国绿色建筑认证,从中以看出,WELL建筑认证项目在上海和广东发展较迅速。另外,外资企业更加注重WELL建筑认证项目的打造。从单一的绿色建筑评价系统向多认证体系过渡,对中国绿色建筑项目而言,无疑是一大创新亮点,而且对中国健康建筑体系的开发和建立有着借鉴意义。

PART2

WELL 建筑标准

不同于其他健康建筑评价体系,WELL建筑标准1.0版(2017年第2季度修订版)的最大特色是整合了科学与医学的研究成果,参考有关环境健康、行为因素、健康结果和人口统计风险因素的现有文献,对人体的心血管系统、消化系统、内分泌系统、免疫系统、皮肤系统、肌肉系统、神经系统、生殖系统、呼吸系统、骨骼系统和泌尿系统共11个身体系统进行深入研究,将人们日常行为活动与身体健康的表现,如作息规律、康复力、活力、生长发育、寿命、压力、睡眠、体型、精力和注意力等联系起来 [2] ,关注建筑使用者的生理和心理健康,用设计引导生活,设计出对人体健康最有利的建筑。

WELL建筑标准有2个版本。WELL建筑标准1.0版从2014年沿用至今,分成7个健康概念,分别为空气、水、营养、光、健身、舒适和精神,共105项条款。为了加快推动全球WELL建筑市场的发展,IWBI于2019年5月31日,推出WELL建筑标准2.0版本,在保持WELL建筑标准全面性、科学证据可验证性的前提下,既坚持项目性能必须经过验证的原则,又给予项目更多的支持——支持项目落实对项目及其人群至关重要的干预措施。WELL建筑标准2.0版在WELL建筑标准1.0版基础上进行扩展,由10个概念组成,包括空气、水、营养、光、运动、热舒适、声、材料、精神和社区,112个条款的每个条款旨在解决住户健康、舒适或知识的特定方面问题。WELL建筑标准2.0版颁布不久,目前处在新老标准交替阶段,健康建筑项目可选择对自己有利的版本进行评价。

WELL建筑标准2.0版每项条款下由1~5项不等的“部分”(part)组成。这些“部分”按照内容与性质不同可以分为“表现”(performance)、“设计”(design)和“规章”(protocols)3类 [3] 。根据条款统计,“设计”比重最多,占总数近60%,“规章”占30%,“表现”占10%。这说明WELL建筑标准2.0版更注重设计,针对不同手段与做法给出设计要求。当设计手段有限时,需要通过现场检测建筑的表现。虽然“表现”占比少,但是最重要的是需要检测项目中的空气质量、水质、光环境、热环境、声环境各类参数,所以WELL建筑标准2.0版最大亮点在于是一个基于现场性能表现的标准。它以结果为导向,用其独特的方式进行架构,通过前期协议和后期项目性能验证使建筑真正符合健康要求。

当项目提交资料满足相关条款要求后,由WELL建筑标准评估师对项目的空气、水、噪声、照明和温度等指标进行现场检测,对保证空气质量,有效控制污染物、泄漏物、汽车尾气排放,以及生育、遗传等进行现场审计。通过第三方权威机构验证和现场审计,保证项目真正达到WELL建筑标准的目标要求。

另外,有些项目存在的局限性,使得“表现”不能在设计之初就得到充分保证,因此必须从项目的使用、运营和维护角度做出“规章”等相应规定,或者由专业人士根据经验提供专项解决方案。

PART3

WELL 认证价值

WELL建筑标准提供了一个改善健康与福祉效应的综合模式,使员工的工作效率、投入程度和流失率都获得改善。世邦魏理仕(CBRE)美国洛杉矶全球总部“工作场所360研究”2014年数据显示,WELL认证对建筑中员工的身心健康、工作效率均有明显的改善。WELL认证计划是促进中国建筑更好、更健康发展的强有力途径,能给住户和终端消费者带来明显的、可量化的益处。

WELL建筑标准在提升人体健康与福祉方面带来了文化变革,包括从提倡有机食品到降低化学成分及杀虫剂的用量,再到不断增加身体活动量、加强运动、提升健康福祉等条款。WELL认证有助于提升租户驻留率、提高出租速度、获得更高租金,让物业提升价值,在市场上与其他物业拉开距离。

PART4

WELL 建筑标准关键性技术

根据WELL建筑标准1.0版的7个健康概念,以绿色建筑和舒适、健康性能提升为目标,从与建筑使用者切身相关的室内外环境、空气品质、水质、设施、建材等方面入手,采用多种健康建筑技术,着眼于让使用者成为健康建筑的受益群体,将使用者的直观感受和健康效应作为关键性的技术指标。

对健康建筑涉及的空气、水、营养、光、健身、舒适和精神进行技术梳理和汇总。按照WELL建筑标准1.0版的7个健康概念,将健康建筑技术体系分为空气环境系统、水环境系统、营养环境系统、健身环境系统、舒适环境系统和精神环境系统,如图2所示。

绿色建筑|基于WELL建筑评价体系的室内健康环境关键技术

图 2 7个健康概念的健康建筑技术体系

我国已经强制执行GB/T50378─2014,更多关注点在“四节一环保”(节能、节地、节水、节材和环境保护),而WELL建筑标准1.0版更多关注建筑内部环境的健康,营养、健身、精神则更多考虑规章的健全。因此,本文针对室内健康环境重点探GB/T50378─2014与WELL建筑标准1.0版中相互交叉的空气、水、光和舒适部分。

4.1

空气环境系统

通过降低或最大限度减少室内空气污染源,要求提供最优室内空气质量来保障建筑住户的健康,以此推动清洁空气计划。对室内污染物、换气次数、空气过滤、通风方式等进行约束,并从材料源头进行严格限定,避免室内空气污染。可以采用高效除霾新风系统:通过3道以上高效过滤(欧盟H13级)向室内送入洁净度极高的新鲜空气,并维持室内微正压,阻止室外污染空气侵入;PM 0.3 的去除效率高达99.97%;与智能空气监控设备进行联动,智能启停;滤网容尘量高、截面积大,可以极大降低后续维护成本 [4] 。

建材方面可以选用环保、可回收的装修建材:墙体选用高孔隙率硅藻泥和天然无机薄陶板,吸附能力强;家具、隔墙选用原始形态麦秆加工成的麦秸刨花板;地面采用森林管理委员会(FSC)认证的环保木材以及吸尘、吸声性能强的天然亚麻地毯。对装修材料中的甲醛进行控制,对涂料、胶黏剂、壁纸、人造板及其制品、地板、门、家具、纺织品、皮革、聚氯乙烯卷材地板等,通过控制源头、规范施工、合格验收等环节,进行层层把关。

空气质量监测方面,将监测发布系统和建筑内空气质量调控设备组成自动控制系统,监测PM10、PM2.5、CO2、甲醛、挥发性有机化合物(VOC)等参数,实现对室内环境的智能化监控,在维持建筑室内健康舒适环境的同时,减少不必要的能源消耗。

4.2

水环境系统

通过实施适当的过滤技术和定期检测来促进安全、清洁用水,使建筑住户能够获得各种优质用水。高品质、健康、安全用水和高效、无害排水与健康建筑追求的健康环境、健康性能息息相关。通过控制水质、深化给排水系统设计、进行水质监测等措施保障用水健康。

可采用建筑内配备直饮水系统,对饮用水中的有机物、无机物、微生物及悬浮物颗粒物等指标进行约束,并鼓励采用活性炭、反渗透(RO)系统对建筑中的饮用水进行过滤,通过分散或者集中饮用水处理系统,为人们提供心理满意、质量合格的直接水系统,并确保水的安全和口感。

可以采用非传统水源,使用雨水回用系统。屋面雨水经雨水立管、小区室外雨水管网汇集至雨水收集池,经处理的回用水可作为绿化、道路、广场及地下车库冲洗用水,其余部分排放至市政雨水管。非传统水源的水质必须满足GB/T18921─2002《城市污水再生利用景观环境用水水质》的要求。

4.3

光环境系统

光部分提供了照明方面的指南,旨在尽量减少对身体昼夜节律系统的干扰、提高工作效率、帮助住户获得良好的睡眠质量,并根据需要提供相应的视敏度。

室内光环境设计不能简单理解成一个能够独立解决的问题,因为其关联室内热环境,并且与热环境的解决方法有共通之处,或者有时需要协同一体解决。解决室内光环境的舒适性问题,既要考虑到建筑辐射对建筑室内产生的负面影响(增加制冷负荷和过量光通量产生的眩光),又要考虑优势效应(増加采暖和光通量能够降低采暖能耗和采光人工机械照明能耗)。

在光环境设计中,自然采光也即被动式采光作为最直接和不可或缺的光源型采光是最主要的措施之一。从空间进深、窗墙比、室内灯具设计、工位布置等方面提出要求,保证室内自然采光及人工照明的舒适性。

4.4

舒适环境系统

WELL建筑标准针对舒适确立了一些指标,旨在营造无干扰、高效且舒适的室内环境,主要满足声学舒适性和热舒适性要求。

(1)声环境。声环境控制主要考虑前期在平剖面设计、构造设计、材料的选择上采取措施来建立良好的室内声环境系统,如:建筑的总体布局需要依照建筑周围和内部噪声源情况结合建筑功能等方面的要求进行设计;建筑的构造设计必须考虑对空气声和固体声的隔绝;尽量选择噪声水平低的设备,使其符合建设项目的声环境标准,设备安装时要考虑隔振隔声措施等。

(2)热湿环境。热湿环境影响因素主要来自环境物理因素中的空气湿度、湿度、流动(风速)和平均热辐射。为了更好地衡量其范围、综合客观指标和主观感受,绿色建筑标准提出几个指标对热舒适性进行研究和指导:作用温度、有效温度、热应力指标和预测平均热感觉指标。遮阳技术是一种调控途径,夏热冬冷地区夏季日晒十分严重,因此首先要阻挡强烈的太阳直射辐射,其次还要阻挡天空的漫反射辐射,尤其是在气候潮湿的地区。以往固定式遮阳或简单的活动式遮阳设施并不能有效满足遮阳要求,而采用外遮阳系统既能大幅提升隔热性,又能满足健康建筑室内环境质量体系的要求。

PART5

结 语

国内对室内健康环境的需求日益强烈。GB/T50378─2014和WELL建筑标准中都对室内环境有所阐述。本文针对国内外2种建筑标准评价体系中的交叉部分——空气、水、光和舒适的室内健康环境设计提出建议,希望在强制执行GB/T50378─2014的基础上,能够重点加强对室内健康环境的营造,从而在保障使用者健康的基础上实现“四节一环保”。

参考文献

[1]邱晓辉,陈洁群.WELL建筑标准的解读与剖析[J].建筑与文化,2018(4):200-202.

[2]刘博宇,张强.连接建筑与健康的桥梁──美国WELL建筑标准简介[J].动感(生态城市与绿色建筑),2016(2):14-19.

[3]刘博宇.WELL建筑标准在现代办公空间设计中的应用[J].绿色建筑.2017,9(1):6-11.

[4]陈自强,秦末末.基于WELL标准的健康建筑[J].绿色建筑,2016,8(2):60-61.

作者简介

刘慧慧,工程师,现供职于中节能绿建环保科技有限公司,研究方向为绿色建筑。

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