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基于海绵城市的绿色建筑用水评价系统的构建
时间:2020-10-24 21:42 | 栏目:建筑论文 | 浏览:次
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本篇论文是一篇建筑硕士论文范文，在绿色建筑水评价体系中，各项绿色建筑在水安全方面表现优异，相较于其他方面给与了较高的重视。对面绿色建筑存在的诸多问题，在绿色建筑中有机结合海绵城市建设理念，加强雨洪控制管理在绿色建筑中的应用，不断推进绿色建筑水评价体系的优化完善，同时还要注重结合不同地区的气候条件、经济背景及相关政策才能更好的推进绿色建筑的发展。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
改革开放以来，中国经济迅猛腾飞，我国即将进入人口高峰期和城市化的加速发展时期，而随之带来的是一系列以牺牲自然环境为代价的环境问题，如水资源短缺、空气污染、能源危机等。建筑业在我国经济腾飞的岁月中起着至关重要的作用，但是在其建设过程中的能源消耗却高达全社会总能耗的近四成，其中水的消耗量占比12%、与能源有关的温室气体排放量占比达 30%，而相对与灰色建筑更加环保的绿色建筑而言，在未来必然会成为我国建筑业发展的重要方向。《绿色建筑评价标准》指出：绿色建筑是在建筑的全寿命周期内，尽可能地节约能源、保护环境（节能、节地、节水、节材）、对环境起到保护作用并有效减少污染，使人们在建筑中的工作及生活更加舒适和高效，同时能够更加贴近自然，与之和谐同在。绿色建筑在我国的蓬勃发展，使国内获得绿色建筑标识的建筑群体日益壮大，绿色建筑这个理念也获得了更多人的认可。“十三五”时期，国家进行科技计划改革，设立了国家重点研发计划，启动了“绿色建筑及建筑工业化”重点研发专项，中央财政针对这些项目已经累计投入约 13.5 亿元人民币，自从 2016-2017 年合计启动绿色建筑相关项目共 42 个，约合 10 亿元人民币已从国务院分配拨款，截至 2018年已经启动剩余的 18 个相关项目。绿色建筑评价要求及标准也随着绿色建筑推广力度的增大中进一步增强，虽然我国现行的《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2019)在节约能源及资源、改善生态等方面起到了至关重要的作用，但随着时代的日新月异绿色建筑评价体系也存在诸多不足。当前，我国大多数城市正在面临着严峻的水资源短缺以及其他水相关问题，如果放任其不管，将来我国会面临更为严峻的水资源供应问题。我国的气候变化不确定性决定了我国在未来将会面临：暴雨洪水灾害多发、洪峰洪量出现加大趋势、热岛效应加重等问题，导致每年 6-8 月成为城市内涝多发时期。面对诸多问题，海绵城市理念相应而生，通过综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，可以最大限度地缓解气候变化引发的城市生态环境问题，同时也为严峻的水资源供应问题找到了一些出路。为贯彻落实习近平总书记系列讲话及中央城镇化工作会议精神，在 2014 年住建部明确提出：“雨污分流改造任务应在各地加快展开，有效使城市排水防涝水平
得到提高，大力推行并鼓励采取低影响开发建设模式，加快海绵型城市建设研究的政策措施”。
1.2 主要研究内容及技术路线
我国绿色建筑已经步入高速腾飞的历史阶段，现行的绿色建筑评价标准相较于发达国家的绿色建筑评价标准而言，在雨洪管理方面没有具体明确的得分要求，一些指标要求存在片面问题、量化指标相对较少、各项指标间的层次划分不够清晰等问题。同时，现行的绿色建筑评价标准中缺乏一套有系统的雨洪管理体系，用作绿色建筑水评价标准的支撑，对于场地开发方面也没有具体的规定。由于现行的绿色建筑评价体系存在这些问题，导致我国的绿色建筑在开发建设过程中容易忽视雨洪控制管理方面的建设与使用，从而使得绿色建筑自身没能有效利用这些设施来促进自身的发展，同时也不利于海绵城市的建设。因此本文借鉴国外绿色建筑发展经验，结合我国自身国情，以及海绵城市发展理念并利用层次分析法，对绿色建筑水评价标准进行优化，最后将该评价体系应用于实例。本文主要做了如下研究工作：（1）对现行绿色建筑评价体系进行剖析，对现行的《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019 中，节水与水资源利用部分进行深度剖析中发现，这一部分对于雨洪管理措施的评分细则并不详细，只有对于非传统水源的利用部分有相应的评分细则，缺乏对于其他方面的指标要求。而对于绿色建筑而言，在屋顶绿化、建筑范围内采用透水铺装、对于收集和处理雨水径流、节约用水等方面指标不仅对于绿色建筑自身在节水与水资源利用方面有着推进作用，同时这些指标在海绵城市评价中也占据重要地位。如果将这些指标融入到现行的绿色建筑评价体系中，使优化后的绿色建筑水评价标准能够得到进一步完善，从而推动我国绿色建筑事业的发展。（2）基于海绵城市理论方法、利用层次分析法优化现行绿色建筑指标评价体系，海绵城市和绿色建筑对雨水都有要求，特别是海绵城市，对水安全、水环境、水生态、水资源和水文化等五方面提出了要求。对海绵城市在雨洪管理方面的措施进行总结，适当的融入绿色建筑当中来，将对绿色建筑的发展也大有裨益。绿色建筑对雨水的要求主要体现在室外环境和节水与水资源这两个指标上，显然在面对城市化问题愈演愈烈的今天，现行的评价标准已无法得到满足。根据对海绵城市理论的分析，本文先提出一些针对绿色建筑在雨洪管理措施上的初始指标，再通过层次分析法对指标进行筛选、构建、确定权重，最后确定出一系列指标做为最终指标，来优化绿色建筑水评价体系。（3）运用优化后的绿色建筑水评价体系对国内现有绿色建筑进行评估。本文以海绵城市建设指南为依据，探究海绵城市与绿色建筑之间的相关性和统筹建设。依托海绵城市的理论方法，结合现行的绿色建筑评价特征等内容，通过层次分析法，构建一套以海绵城市为依据的绿色建筑水评价体系。依据优化后的绿色建筑水评价体系，应用于已获星级的绿色建筑，依据该建筑在绿色建筑水评价中所获等级，对绿色建筑的星级进行重新评定，并为现行的《绿色建筑评价标准》提供基础理论研究成果，主要技术路线如图 1-2。
第 2 章 绿色建筑评价体系、海绵城市评价体系剖析
2.1 绿色建筑评价体系在水评价方面的剖析
如今，我国正面临着水资源短缺，水质污染，洪水，城市内涝，地下水位下降等非常严峻的城市水问题挑战[。作为绿色建筑，当城市面临水危机问题时，做出相应的应对机制是非常必要的。在现行的绿色建筑评价标准中，对于不同类型的建筑其评价标准也存在一定差异。纵向来看，在整个绿色建筑评价体系指标中，节水与水资源利用所占权重相对较多，说明我国绿色建筑评价体系还是比较重视节水与水资源利用问题的。 对于绿色建筑关于节能节水的绿色技术应用方面，不同的建筑类型也存在差异。在透水地面设计、节水灌溉、雨水回收技术的应用上，居住建筑和公共建筑存在的差异较为明显。由图 2-1 可知，公共建筑的透水地面设计技术的应用率为 94%，要明显高于居住建筑的应用率，这是由于公共建筑大部分是政府作为业主，对于节能减排的要求力度比较大，所以公共建筑在透水地面上设施应用上要强于居住建筑；而对于节水灌溉技术的应用情况而言，公共建筑为 67%，相较于居住建筑的应用率要低 15%；对于雨水回用系统的应用两类建筑大致相同。可见绿色建筑具有一定的雨洪控制管理能力，且具有很多相关的节能节水设施，说明绿色建筑对海绵城市的发展与建设具有一定的推进作用。 由于不同类型的建筑个体之间存在很大差异，所以对具体的绿色建筑评价指标也存在着不同要求。就现行的《绿色建筑评价标准》中的节水与水资源利用部分而言，总共分为控制项和评分项。控制项分为三部分：1. 绿色建筑应根据自身情况制定相应的水资源利用方案，对各种水资源进行合理规划及利用。2. 绿色建筑的给排水系统应进行合理设置，随时进行监控，保证其使用上的完善及安全。3. 应采用节水器具。由此可见，控制项是相对整体的评价要求，而评分项则是相应的细则要求。根据《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019，将所有指标进行归纳整理，对现行的绿色建筑评价体系分析可知，在节水与水资源利用部分而言，采取了定性与定量相结合的方式对节水与雨水资源利用方面做出了相应的指标要求，这些指标在一定程度上体现了要获得绿色建筑评价标识，绿色建筑在建设过程中需要建设相关的雨洪控制管理措施，也体现了绿色建筑在促进海绵城市建设上中流砥柱的作用。
2.2 绿色建筑评价体系在雨洪控制管理方面的不足
我国现行的《绿色建筑评价标准》共分为节地与室外环境、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、施工管理和运营管理等七大评价指标体系，依建筑类型的不同，节水与水资源利用部分约占绿色建筑评价总分的 25%-20%。其中与海绵城市密切相关的有关雨洪控制利用设施建设的内容在节水与水资源利用部分有所提及。在现行《绿色建筑评价标准》中，节水与水资源利用部分的评价指标包括：减少地表径流及雨水资源及非传统水源的利用等相关指标要求，一定程度上反映了《绿色建筑评价标准》对雨洪管理的重视，但对于加强城市雨洪控制管理和基于区域水环境治理的海绵城市建设仍有不足，主要问题如下：（1）对节水与水资源方面的指标要求存在片面问题，现行的绿色建筑评价体系虽然在节水与水资源利用方面有一定数量的指标要求，但是这些指标要求过于片面，对于整个绿色建筑在雨洪控制管理方面的指标要求只体现了很少一部分，许多可以用于指标评价的措施都没做出相应的指标要求。例如，是否建设承接客水设施是海绵城市中一项十分重要的指标评价要求，虽然很多绿色建筑在建设过程中使用到了这项设施，但是在现行的绿色建筑评价体系中却没有对这项指标进行明确的要求。由于一些指标的缺失，导致了绿色建筑水评价体系存在片面问题。目前的绿色建筑评价指标体系对节水与水资源方面的指标要求主要强调单体建筑，缺乏与区域水环境治理的关联。现有绿色建筑在雨洪管理以及区域水环境治理方面只体现了很少一部分，许多可以用于指标评价的措施，甚至许多绿色建筑已经应用的措施都没有体现在评价指标中。此外，海绵城市建设评价中的一些区域水环境治理的评价指标没有纳入到绿色建筑的节水与水资源利用评价中。（2）量化指标相对较少，现行的《绿色建筑评价标准》是采用定性和半定量相结合的方式，但是由于缺乏相关的实践数据，导致定量指标偏少，就节水与水资源利用的部分评价指标而言，定量条文与定性条文的数量之比约为 5:7。由于定性指标评价尺度难以把握，可能增加打分的主观性、成为“送分项”，失去了肯定和鼓励应用适宜技术的初衷。（3）各项指标间的层次划分不够清晰，现行的《绿色建筑评价标准》没有系统的对指标进行层次上的划分，使得整个评价体系的系统划分不够明确，很难把握其评价尺度。各单项指标对评价结果的贡献是有差异的，这种差异在理论上通过赋予指标权重体现出来。现有评级体系，采用了简单的专家打分法，没有对各单项指标赋予权重，增加了评价结果的主观性。（4）纵、横向拓展能力需要加强，随着时代的发展日新月异，绿色建筑也在迅速发展，在不同阶段都会出现新的节水与水资源方面相关的技术与产品，而现行的绿色建筑评价体系已经无法满足绿色建筑在建设中的所有需求。例如在节水器具与设备的指标要求中，对灌溉技术采用节水灌溉的方式只有三项，但是在海绵城市建设中对于这些雨洪控制管理设施的要求不仅限于此，采用屋顶绿化、下凹式绿地、透水铺装等等都属于节水器具与设备，而这些指标措施在现行的绿色建筑评价体系中均无法得到体现。由于在评价过程中没有考虑到相关应用技术的合理使用性，失去了评价体系的有效性及合理性。
第 3 章 海绵城市背景下基于层次分析法的绿色建筑水评价体系优化设计
3.1 应用方法
3.2 构建绿色建筑水评价体系的基本思路及指标筛选
3.3 基于层次分析法确定指标权重
3.4 绿色建筑水评价指标评价等级划分
第 4 章 案例分析
4.1 北京城市副中心行政办公区 B3B4 项目
4.2 珠海某新能源产业园研发楼
4.3 北京市某发展大厦
4.4 惠东县某养老服务中心
4.5 本章小结
第 5 章 结论与展望
本文研究的主要目的是对我国现行《绿色建筑评价标准》中的水评价体系进行优化，整个过程参考了我国最新的绿色建筑标准规范，以及海绵城市建设相关理念，利用层次分析法同时结合了我国绿色建筑当前的发展形势，最后将该评价体系应用于实例。本文在最大限度上剖析了海绵城市在雨洪控制利用方面的优势，在原《绿色建筑评价标准》的基础上利用问卷调查法确定初始指标，通过指标分类、定量与定性指标相结合、细化指标，将绿色建筑水评价体系进行构建及完善；将构建的绿色建筑水评价体系应用于已获得绿色建筑设计标识的建筑，将现有建筑进行水评价，对所构建的指标体系进行验证。
5.1 结论
（1）目前我国绿色建筑发展已经取得了十分显著的成果，步入了飞速发展的阶段，但是现行的绿色建筑评价体系仍然存在诸多问题，特别是关于雨洪管理方面的问题尤为突出。本研究对现有绿色建筑评价中关于水环境评价的指标和内涵进行了修订，修订基于海绵城市的基本理论和要求，修订后的绿色建筑评价中关于水环境的评价更能体现单体绿色建筑与城市区域绿色可持续发展的融合；（2）结合我国发展国情及海绵城市建设的基本需要，通过专家打分及问卷调查，对整个指标进行分级，共拆解为三层指标：其中原则层指标三个；一级指标层四个，涉及水安全、水环境、水生态、水资源方面；基于一级指标层开发的二级指标层 15个。研究表明：水安全指标的占比最重，达到 0.5607，水环境指标权重为 0.1869、水生态指标权重为 0.1402、水资源指标权重为 0.1121，后三类指标占比相对平均。对二级指标分析后发现：若再开展绿色建筑建设时，还需考虑结合径流污染控制、节水措施及景观建设等多方面因素，从而使绿色建筑的水评价标准能够进一步指导我国绿色建筑在雨洪管理方面的完善。（3）通过对现有绿色建筑的重新评定不难发现，部分现有绿色建筑对雨洪管理没有起到足够的重视，特别表现在对雨水中污染物的消纳能力存在明显不足、在雨洪控制方面缺乏相应的量化标准要求；现有的一些绿色建筑虽然获得星级绿色建筑评价，但由于在雨洪控制方面存在一定欠缺，故应对其所获星级进行重新评价。（4）绿色建筑作为建筑行业中践行低碳环保理念的领头羊，更应将雨洪管理部分充分融入绿色建筑建设当中，为了进一步推动绿色建筑以及海绵城市，乃至绿色城市的发展，在今后绿色建筑的建设过程中应更加注重雨洪控制利用的建设，最终为实现“绿色中国”助力。
5.2 不足
1. 由于现有绿色建筑在雨洪控制利用方面的数据严重不足，故未能寻到更多案例作为数据支撑；2. 由于我国地域广泛，不同区域的气候及地理等特征差异较大，对于不同区域的水评价体系应因地制宜、分类讨论。作为绿色建筑而言，没有城市雨洪管理领域的科技发展和技术支撑，很难做到真正实现绿色建筑对城市绿色化的推进。将雨洪管理通过指标要求融入绿色建筑中，优化绿色建筑评价标准的水评价标准，不仅可以推动海绵城市的实现，最终为实现“绿色中国”助力。
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