海峡两岸绿色建筑海绵指标对比研究

海峡两岸绿色建筑海绵指标对比研究

[摘要]近几年台湾企业赴闽投资量和工程建设量稳步增长,与此同时海绵城市的试点建设工作在大陆地区逐步推广。因海峡两岸标准体系不同,台资工程在绿色建筑评价和海绵城市建设中存在着关键指标无法换算等问题。通过分析、对比海峡两岸绿色建筑评价标准体系中海绵城市的相关要求,在假设年径流总量控制率和综合径流系数相加近似等于1的基础上,可以实现年径流总量控制率和基地保水指标间的等效换算,提出的换算公式可给予台湾企业及设计人员参考。

[关键词]年径流总量控制率;基地保水;指标换算

0引言

福建省是台湾同胞最主要的祖籍地之一,凭借着海峡两岸的地理优势和政策红利,多年来吸引到了众多台湾企业赴闽投资建设。在国家对台交流合作政策意见的指导下,福建省近年来已实施系列先行先试的对台开放政策。台湾建筑企业和相关专业执业人员,可以通过备案方式进入平潭和厦门从事除工程勘察活动以外的建筑活动。为了适应新时代绿色建筑实践及评价工作的需要,并基于促进闽台建筑产业深度融合,福建省开启了《海峡两岸绿色建筑评价标准》研究编制工作,编制过程中发现海绵城市与基地保水的要求虽然指标算法差别较大,但雨水控制理念基本一致,具有换算的可能性。为提高所编制《海峡两岸绿色建筑评价标准》的适用性,本文以海峡两岸共同拥有的绿色建筑评价标准体系为基础,对其中海绵城市相关内容和指标进行深入分析比较,提出主要指标的换算方法。

1海绵条文设置特点分析

2014版的《福建省绿色建筑评价标准》DBJ/T13-118-2014(以下简称福建标准)和2015版的台湾《绿建筑评估手册-基本型》(以下简称台湾标准)均在海绵城市建设方面提出了要求,不过要求的形式和内容上存在着较大的差别。

1.1条文分布。福建标准中海绵城市相关要求分散在“节地与室外环境”(以下简称“节地”)和“节水与水资源利用”(以下简称“节水”)两个版块中,节地版块中体现在以下几个方面:(1)对下凹绿地、透水铺装和立体绿化等海绵设施的设置量要求;(2)合理引导屋面及路面进入海绵设施;(3)场地年径流控制率。在节水版块在非传统水源的利用中对雨水的收集回用提出了要求。由于台湾并无“海绵城市”一词的概念,在台湾标准中与海绵城市相关的要求主要体现在“基地保水指标”和“水资源指标”中。其中,“基地保水指标”对场地开发后的渗透能力提出要求,“水资源指标”对有大耗水的项目提出了雨水收集回用的要求。

1.2分值权重分析。福建标准中海绵相关的条文包括节地版块的4.2.13条、4.2.14条、4.2.15条和节水版块的6.2.10条中,以上四条总分值为33分,分别达到居住建筑设计评价总分值的6.78%和公共建筑设计评价总分值的5.58%,具体权重计算详见福建标准[1]。台湾标准中,绿色建筑评价总分值为74分,在“基地保水指标”和“水资源指标”中海绵城市相关条文的最高得分分别可达到9分和4分,占总分值的17.6%。从权重来看,台湾标准中海绵城市的分值权重远高于福建标准,但条文的具体内容要求相似,研究发现主要原因是海峡两岸绿色建筑评价标准的结构设置上存在着较大差异。福建标准采用的是“四节一环保”的编制理念,全面地对民用建筑的建设提出了相应要求,相比台湾标准的九大指标编制体系,福建标准条文涵盖范围更广,数量更多。因此,即使两岸的绿色建筑评价标准对海绵城市相关指标的措施要求相近,仍在分值权重上有所区别。

2海绵评价指标比较

在海绵城市要求方面,福建和台湾标准的相关条文在总体评价指标的计算方式上存在明显差异,本研究主要对海峡两岸标准中海绵城市总体评价指标进行分析,寻找两者相关性。

2.1总体评价指标比较。在海绵城市总体评价指标的设置上,福建标准的评价方式主要采用年径流总量控制率,即场地内累计全年得到控制的雨量占全年总降雨量的比例[2]。年径流总量控制率是通过统计学方法给出对应的设计降雨量值,工程设计中通过采用渗、滞、蓄、净、滞、排的海绵设施达到相应设计降雨量后,即可认定海绵设计达到对应年径流总量控制率的要求。台湾标准并没有采用一个总体指标进行评价,而是以基地保水指标为主,结合水资源指标中雨水收集回用的部分来评价海绵城市建设效果。基地保水指标考察的是建筑基地滞蓄、渗透雨水的能力[3],基地保水指标λ指基地保水设施24小时的保水量和原始场地保水率的比例(详见公式(1)),基地保水指标基准λc是根据基地建筑密度给出的基准值(详见公式(2))。基地保水指标系统得分RS3根据公式(3)算得。除基地保水要求外,在水资源指标中还对雨水收集回用提出了要求,当项目具有大耗水设计[3]时需按照规定的雨水量设置收集回用系统,对未按要求设置的项目进行扣分。基地保水指标λ=开发后基地保水量Q′原土地保水量Q0=∑ni=1QiA0·f·t(1)式中:λ———基地保水指标;Q′———各项保水设计的保水量总和(m3);Qi———各项保水设计的保水量(m3),包含各类保水设施24小时的保水量(不包含雨水回用量)[2],本研究计算中增加雨水收集回用系统储存量;Q0———原土地保水量(m3),场地未开发状态24小时渗透量;Ao———基地总面积(m2),可理解为建筑红线内面积;f———基地最终入渗率(m/s),可理解为场地下垫面到达田间持水量时的渗透速度;t———降雨延时(s),取86400s(24小时)。基地保水指标基准λc=0.5×(1.0-r)(2)式中:λc———基地保水指标基准;r———法定建蔽率,即建筑密度。RS3=4.0×((λ-λc)/λc)+1.5(3)

2.2年径流总量控制率和基地保水指标的换算。基地保水指标是只依据场地渗透性能进行评价,与其相比年径流总量控制率指标还考虑了蒸发和雨水回用,为便于计算本研究做了以下两点假设:(1)降雨过程中雨水蒸发量仅为总降雨量的很小一部分,故本研究在以下公式推导中不考虑降雨时段内蒸发量;(2)基地保水指标计算中开发后基地保水量Q′不包括雨水收集回用量,本研究用加入雨水回用量后的Q″代替Q′。基于以上假设,基地保水指标系统得分(RS3)可与年径流总量控制率实现换算。开发前后基地的保水量可与雨量径流系数存在公式(4)和公式(5)的关系。Q″=(1-φ基地)×W(4)式中:W———基地范围内24小时降雨总量(m3);φ基地———基地(场地)综合雨量径流系数。Q0=(1-φ绿地)×W(5)式中:φ绿地———绿地雨量径流系数,取0.15。雨量径流系数是在设定时间内降雨产生的径流总量与总雨量之比,在假定降雨时间为一年的情况下,雨量径流系数和年径流总量控制率存在相加等于1的关系,详公式(6)。年径流总量控制率+φ基地=1(6)综合公式(1)~(6)得到年径流总量控制率和基地保水指标系统得分的比例关系,换算过程详公式(7)和公式(8)。RS3=4.0×((λ-λc)/λc)+1.5=4×Q″0.5×(1-r)Q0-2.5=8×(1-φ基地)W(1-r)(1-φ绿地)W-2.5=160×年径流总量控制率17×(1-r)-2.5(7)年径流总量控制率=17×(1-r)(RS3+2.5)160(8)台湾标准出于板块权重考虑设定RS3得分范围为0≤RS3≤9.0,因此在使用公式(8)将RS3转换成年径流总量控制率时应取消RS3的最高分限制。

3结语

福建和台湾的绿色建筑评价标准均对海绵设施提出要求,其核心理念是相同的,但是指标要求和计算方法上差异较大。主要体现在以下两个方面:(1)福建标准条文涵盖范围较广,导致标准中海绵相关条文分值权重远小于台湾标准;(2)福建和台湾标准在海绵城市要求方面分别采用径流控制量比例和基地渗透保水量比例实现。在假设年径流总量控制率和综合径流系数相加近似等于1的前提下,年径流总量控制率和基地保水指标系统得分RS3可实现换算,本研究推导出了通过RS3和建筑密度r计算年径流总量控制率的公式,该公式被应用于即将的《海峡两岸绿色建筑评价标准》中,为台湾设计人员在福建进行工程设计活动时提供了便利。

参考文献

[1]厦门市建筑科学研究院集团股份有限公司.福建省绿色建筑评价标准:DBJ/T13-118-2014[S].福建,2014.

[2]住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建(试行)[S].北京,2014.

[3]绿建筑评估手册-基本型(2015版台湾)[S].台湾,2015.

[4]中国建筑设计院有限公司.建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范:GB50400-2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2017.

作者:蓝王诚 单位:福建省建筑科学研究院有限责任公司