张智栋 胡玥 沈埃迪 / ZHANG Zhidong, HU Yue, Edward SHEN
绿色建筑目标实现核心的用户行为分析
——以城设绿色办公室为例
张智栋 胡玥 沈埃迪 / ZHANG Zhidong, HU Yue, Edward SHEN
近年来,绿色建筑在我国得到了蓬勃发展,其理念被广泛地认知。但是绿色建筑能否真正达到设计目标,从而实现经济效益和环境效益,受到人们的质疑。人们对绿色建筑的认知往往停留在绿色设计、绿色施工方面,而忽略了运营管理的重要性。本文以城设绿色办公室为例,在低成本装修的前提下,通过对新办公室进行绿色办公设计,并应用分项计量系统收集能耗运行数据和观察员工的行为模式,分阶段探索实现绿色办公目标的重要因素,提出用户行为模式是实现绿色办公目标的关键。
绿色办公空间 运营管理 建筑能耗 用户行为 绿色教育
自从绿色建筑理念被引入中国,在国家政策的引导下,绿色建筑得到了快速发展,获得绿色建筑评价标识的项目数量逐年快速增长。美国绿色建筑委员会(U.S. Green Building Council,简称USGBC)发布的《2016年世界绿色建筑趋势智能市场报告》指出,预计2018年中国绿色产业会实现占有率从5%到28%的增长。截至2015年4月,国内的绿色建筑总量(含中国绿色建筑评价标准和美国LEED标准)已经是2008年的154倍。人们的环境保护意识在逐渐增强,但并不代表绿色建筑理念得到了广泛认可。截至2015年6月,在全国评出的3194项绿色建筑评价标识中,仅有185项是运营标识。同样,中国现在有近2000个项目进行了LEED注册或已经获得了认证,但其中获得“既有建筑:运营与维护(LEED Operation and Maintenance)”认证的项目不到50个(朱碧雯,2016)。这在一定程度上反映了现阶段我国绿色建筑的发展过于注重形式,而忽略了将绿色建筑理念运用到建筑的运营管理中。在我国发展绿色建筑更多受到短期回报,而非长期可持续发展目标的驱动。在租金和出租率等方面,获得绿色建筑认证的建筑通常有更高的出租率并且实现租金溢价。Wan等人(2015)的研究指出建筑的租金贬值率不仅仅受建筑年限的影响,获得绿色建筑认证等级的不同也会对其产生巨大影响,尤其是办公建筑,获得绿色建筑认证可以在一定程度上降低其租金贬值率。大量节能技术的使用往往使得绿色建筑的建设成本较高,虽然其后期运营管理中成本会降低,优势也将逐渐体现,但大部分开发商并不参与后期的物业管理,使其在承担建设成本的同时,却享受不到建筑节能的长期效益。
再者,获得我国绿色建筑认证或者美国LEED认证的建筑,其能耗方面不一定有绝对优势。有研究对比了中国获得绿色建筑认证和美国获得LEED认证的办公建筑项目的能耗,发现建筑实测能耗与其认证等级没有绝对的关系(Lin et al.,2016;Newsham et al.,2009)。在我国,有些获得绿色建筑三星级设计标识认证或运营标识认证的建筑,其能耗并不低于获得二星级标识认证的建筑,这与美国获得LEED认证项目的情况相似(图1),该结果与建筑类型、项目所在地区、建筑运营策略和人的使用行为等因素有关。本文将着重研究建筑运营策略和用户行为模式这两个因素。
在公共建筑的全生命周期成本(Life Cycle Cost,简称LCC)分析中(图2),运行与管理费用约占全生命周期成本的85%,而建设费用仅为15%(程大章 等,2013)。这说明合理运营在建筑整个生命周期具有重要影响。程大章(2017)提出,绿色建筑的建设目标要依靠建筑物的运营管理的保障,在运营过程中得到体现。我国的绿色建筑运营管理的推广和实施不仅受开发商对早期增量成本的谨慎态度和地方经济水平的影响,而且自身运营管理水平也存在诸多不足。许多在设计阶段获得高星级评价的项目,往往在运营管理阶段因能力不足和缺乏对建筑运行数据的有效统计,而难以实现预期的绿色目标,造成建设成本和人力成本的严重浪费。因此,运营管理是实现绿色建筑目标的重要保障。
图1 我国绿色办公建筑与美国LEED办公建筑分级比较(来源:Lin et al.,2016;Newsham et al.,2009)
图2 建筑物全生命周期成本中各项费用的比例(来源:程大章 等,2013)
刘睿(2013)在《绿色建筑管理》一书中指出:绿色建筑运营管理是在传统物业服务的基础上进行提升,在给排水、燃气、电力、电信、安保、绿化等的管理以及日常维护工作中,坚持“以人为本”和可持续发展的理念,从建筑全生命周期出发,通过有效应用适宜的高新技术,实现节地、节能、节水、节材和保护环境。程大章(2013)从管理角度给出了提高我国绿色建筑运营管理水平的4点建议:(1)明确管理者的责任地位;(2)认定建筑运行的增量成本;(3)建设者必须以面向成本的设计(Design for Cost,简称DFC)实行绿色建筑的建设;(4)用好智能控制和信息管理系统,以真实的数据不断完善绿色建筑的运营。而“人”作为绿色建筑运营的主体,是实现绿色建筑运营的关键。
在宏观层面,运营管理主体主要有物业管理企业、业主和政府(刘戈 等,2016)。其中物业管理企业作为运营管理的执行者,是最重要的主体,但是由于绿色建筑运营成本远高于传统物业管理成本,且绿色建筑运营管理特征体系尚未构建,难以解决传统物业管理模式不适应绿色建筑运营管理的现实问题(黄莉 等,2015)。在目前的绿色建筑市场,绿色建筑并没有受到大多数物业管理企业的积极响应,反而成为其负担。业主作为绿色建筑的使用者也是受益者,其行为方式会对绿色建筑的经济效益和环境效益产生最直接的影响。因此,建筑使用者的积极参与和配合能够有效地协助物业管理企业实现绿色建筑的目标。同时,政府作为宏观管理者与政策的推行者,在严格管理物业管理企业资质及从业人员专业资格的同时,需要通过推行激励政策提高物业管理企业的积极性。而目前我国对绿色建筑的激励及扶持政策仅停留在绿色建筑的开发层面,并不能有效地推动其运营管理的发展。
由于绿色建筑运营的高成本,绿色建筑运营管理标准体系的不成熟,针对运营管理发展需求的科学技术及管理方法的不完善,我国的绿色建筑正处于由绿色设计向绿色施工及运营发展的阶段。许多学者对物业管理的模式及技术创新进行了研究,例如:设置绿色建筑咨询机构,对工程项目进行评价与认证(张金玉,2009);建立智能物业管理体系,实现设计、施工、物业管理阶段的信息交换和共享(张建平 等,2008);利用BIM技术为运营管理阶段提供实时数据,反映建筑现状,包括对可再生能源的应用等(孙薇莉,2015);有效的运营管理的实施,可以真正实现建筑在能源消耗、用水效率和成本效率方面的绿色目标(卢琳彬,2015)。
Goering(2009)认为获得LEED认证的建筑可以节约大约20%~35%的能源成本。近年来,有研究指出与传统建筑相比,具有绿色建筑特征的低能耗办公建筑可以节省55%以上的能源成本(Lau et al.,2009)。但是在我国绿色建筑发展的现阶段,由于高成本的管理体系及技术很难得到广泛运用,导致绿色建筑缺乏有效的运营,难以达到预期目标。Newsham等(2009)的研究显示,有28%~35%的获得LEED认证的建筑,其能源消耗高于传统的同类型建筑,并指出实测的建筑能耗并不等同于其获得认证时的设计能耗。Scofield(2013)对纽约办公建筑的能耗及温室气体排放的研究显示,相较于传统办公建筑而言,获得LEED认证的建筑并没有体现出其优势。Abbaszadeh等(2006)发现,绿色建筑在整体热环境、建筑装修、清洁维护、空间感受等方面优于非绿色建筑,而在室内光环境、声环境和办公室布局方面,使用者的满意度并不高于传统建筑。
以下两方面的思考却鲜有研究提及:对于那些仅获得设计标识而没有运营标识的建筑而言,在无法达到绿色运营条件的情况下,如何取得节能减排的效果,进而实现绿色建筑的目标;对于建筑的使用者而言,尤其是那些有成本控制需求的小企业,如写字楼的租户,在没有高科技、智能化管理体系的情况下,如何控制自身的能源消耗,提高室内环境质量并减少成本支出,从而实现经济效益与环境效益双赢。香港城设(综合)建筑师事务所(以下简称“城设”)通过一系列节能改造措施,打造了低成本装修的绿色办公室,本文从运营维护的角度分析其绿色办公空间的实施策略及节能效果。
设计团队结合国内外绿色建筑标准体系,从运营维护的角度制定了绿色办公空间的实施策略:(1)设置电脑、灯具、空调的分项计量系统,研究运营期间各设备的性能表现,为研究绿色运营的成效提供数据支撑;(2)通过观察员工的使用习惯来检验绿色办公的策略是否得到了有效执行。通过上述两种方式查找、解决策略在执行过程中出现的问题,并对其进一步优化,从而真正实现绿色办公的目标。
城设的新办公室位于深圳市福田区上梅林卓越城1期,该建筑获得了“新建建筑:核心与外壳(LEED for Core and Shell)”金级认证,为后期办公室的节能设计奠定了很好的基础。为了控制建筑的装修成本,以及秉承节材的原则,新办公室采用精简的装修风格,且90%的家具和电器是从旧办公室搬迁而来。城设的旧办公室靠近罗湖口岸,是深圳发展最早的商务区,至今已有24年楼龄,其围护结构的保温隔热性能及室内环境均无法达到绿色办公室的要求。由于新办公室与旧办公室在面积、装修成本及用电单价等方面基本相同,因此考虑通过绿色设计使其在节电节能方面发挥优势。设计团队在对现状进行充分调研实测的基础上,对新办公室进行了节能设计:(1)对室内外各时段的自然采光照度进行实测,制定既节能环保又满足标准要求的办公室照明策略;(2)对员工工作面照度进行实测,由于照度值不满足规范要求的300Lux,故将灯具高度降低50cm,保障员工视力健康;(3)对室内噪声进行实测,出于节材及控制成本的考虑,装修时取消了吊顶,使得风机盘管成为主要噪声源,噪声实测值略高于规范要求的45dB,因此需要增加室内吸声材料以缓解噪声(图3~5)。
图3 室内外自然采光照度实测
图4 员工工作面照度测量 图5 室内噪声测量
新办公室的室内设计及运营管理方面参照了国内外各类绿色室内设计的评价标准,从采光优化、眩光控制、节能照明、空气品质、空调末端、能耗监控6个方面进行了探索(表1,图6、7)。
表1 城设深圳办公室绿色办公实施策略
新办公室节能策略实施的第一个月(6月),设计团队并未将整个绿色办公室的设计理念告知员工。结果显示,当月新办公室的电费为18.3元/m2,而同期旧办公室的电费仅为10.5元/m2,即新办公室的单位面积能耗是旧办公室的1.7倍,整个新办公室的能耗并没有达到绿色办公设计的目标。
通过观察员工行为模式并分析分项计量数据发现,由于员工缺乏对整个节能策略的了解及绿色办公意识,使得空调分区控制、防眩光半透窗帘、照明分区和分档控制等措施由于没有得到很好的运用而失去了意义(表2)。
表2 设计目标与员工行为模式的矛盾
与此同时,设计团队在6月开展了无人模式下空调能耗的测试、7月开展了无人模式下电脑能耗的测试。由于公司机房系统正常运行的需要,无人模式下,空调耗电量的达标基准值为44W,电脑耗电量的达标基准值为715W。在6月,只有5天下班后所有空调处于关闭状态,其余25天存在个别空调没有关闭的情况。其中,会议室、打印机房、小办公室最容易被忽略(图8)。而在7月,电脑耗电量的结果显示,当月没有一天是所有电脑处于完全关闭状态的,且在无人模式下其耗电量达到了基准值的2.5倍(图9)。这说明,由于员工没有养成绿色节能的行为习惯,造成了许多不必要的能源浪费,绿色办公设计则因为没有被很好地理解和执行而没能实现节约能耗的目标。
据统计,照明能耗约占办公建筑总能耗的20%~30%(李美霞,2010),空调能耗占建筑总能耗的比例则高达50%~60% (周欣 等,2013)。因此,为了有效地实现绿色办公的目标,公司在8、9月分阶段对绿色办公室实行运营管理。在第一阶段,公司召开全体员工节能培训大会,提高员工的绿色办公意识和基础知识,并告知大家6、7月份的能耗情况;行政部门颁布办公室条例,严格控制无人模式下空调和电脑的能源浪费,促使员工养成良好的使用习惯;同时,董事局提出激励措施,用节约的电费为大家提供水果。在第二阶段,公司采取具体的运营管理措施,由行政部门统一管理,控制空调系统在每天不同时段的启闭、温度和风量;午休时段将空调调至低档,室温控制在26.5℃;行政部门同时负责监督照明的分区和分档控制,避免采光充足时靠窗区域的照明开启(表3)。
图6 新办公室的空间布局
图7 灯具的分区控制
图8 6月无人模式下空调能耗达标天数
图9 7月无人模式下电脑耗电量分析对比
表3 空调行为管理措施汇总
经过培训,员工的绿色办公意识增强,逐渐养成良好的行为节能习惯,在各个部门合理的运营管理和积极配合下,新办公室总能耗8月环比下降11%,9月环比下降10%(图10)。并且由于第二阶段对空调实施了统一控制,9月工作时间内空调耗冷量环比下降29%(图11),比8月节约空调费4468.78元,环比下降34%(表4)。
表4 8、9月各时段空调耗冷量及费用对比
在绿色室内设计运行的初期,办公室的整体能耗并没有达到预期的效果,甚至其单位面积的能耗高于“非绿色”的旧办公室。究其原因,主要是绿色办公设计未能实现智能化管理,许多节能措施需人为操作实现,而设计团队并没有向员工普及绿色建筑理念及措施,员工缺乏绿色办公意识和行为,使得低成本的节能措施失去了意义。在这种情况下,绿色设计并不等同于绿色建筑。
图10 新办公室总能耗降低
图11 9月工作时间内空调耗冷量降低
在节能管理的第一阶段,对员工实施了绿色教育培训,改变员工的行为习惯,提高其绿色办公意识,并采取了相关激励措施。在实施的当月,办公室的总体能耗环比下降了11%,主要体现在电脑的耗电量。这说明绿色教育培训改变了员工的行为模式,从而达到了节约能耗的效果。
在节能管理的第二阶段,行政部门对空调系统采取分时集中控制,并监督照明控制,使得当月办公室的总体能耗环比下降了10%,其中空调的耗冷量较第一阶段降低了29%,集中控制管理的成效相当显著。
经过两个阶段的节能管理措施,新办公室的整体能耗降低了21%。由此可见,员工积极主动的绿色节能行为和公司合理的运营管理相结合,才能使得绿色办公设计达到节约能耗的效果。
综上所述,绿色建筑目标的实现,是一个从绿色设计、绿色施工、绿色室内设计、运营管理,到用户的绿色建筑意识和行为循环发展的过程。在这一过程中,不能单单依靠绿色建筑设计和高科技的运用,人是实现绿色建筑目标的核心。作为建筑师,要明确自身的责任和地位,不仅要关注绿色设计技术的发展,还应关注绿色教育,用设计改变人的行为,引导绿色生活方式。
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OCCUPANT BEHAVIOR IS THE CORE VALUE OF GREEN BUILDING REALIZATION:A CASE STUDY ON THE SRT (S&P) GREEN OFFICE DESIGN
The green building has a rapid development recent years in China, and the concept of green building is better understood than in earlier days.While the actual performance of the green building cannot meet the design goal in most cases which may not realize the economic and environmental benefits eventually. At this junction, people's perception of green building performance tends to be confined to green design and green construction only,with no clearly laid out commitment to post construction operation management. A study was carried out to observe and examine the energy use pattern of a basically fitted out green office design to establish a relationship between energy consumption and the employees' behavior and habit. Then came to the conclusion that the occupants' behavior is the key to whether the objectives of a green building office design can be realized.
Green Building, Operation Management, Energy Consumption, Occupant Behavior, Green Education
张智栋,香港城设(综合)建筑师事务所
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2017-05-15