关于广东省公共建筑绿色建造设计策划指引研究

王华林江志学李发

摘要：2021年3月住建部编制了《绿色建造技术导则（试行）》以下简称《导则》，针对新建民用建筑、工业建筑及其相关附属设施的绿色策划、绿色设计、绿色施工、绿色交付制定了一般规定和细则。《导则》内容还缺少详细操作指引，为弥补可实操的绿色建造指引，进一步促进广东省绿色建造的发展。

关键词：公共建筑；绿色建造设计；策划指引

引言：广东省建筑设计研究院有限公司与广州大学、中建八局集团有限公司共同合作研究广东省公共建筑绿色建造的发展现状，以把握绿色建造的首要环节“策划阶段”为目标研究，力争以绿色建造策划指引带动绿色设计、绿色施工、绿色交付等项目全生命周期各个阶段，并为民用建筑、工业建筑提供参考，全面推进广东省的公共建筑设施绿色可持续发展。其中，广东省建筑设计研究院有限公司负责广东省公共建筑绿色建造策划指引研究的统筹，分工负责设计策划指引的研究工作。

1.《导则》对绿色设计策划的要求

《导则》从目标定位、集成化设计、综合性能最优、绿色建材使用、全过程及全专业一体化协同设计五方面对绿色设计策划作了总体要求：

1.1 应根据绿色建造目标，结合项目定位，在综合技术经济可行性分析基础上，确定绿色设计目标与实施路径，明确主要绿色设计指标和技术措施。

1.2 应推进建筑、结构、机电设备、装饰装修等专业的系统化集成设计。

1.3 应以保障性能综合最优为目标，对场地、建筑空间、 室内环境、建筑设备进行全面统筹。

1.4 应明确绿色建材选用依据、总体技术性能指标，确定绿色建材的使用率。

1.5 应综合考虑生产、施工的便易性，提出全过程、全专业、各参与方之间的一体化协同设计要求。

2.绿色设计策划指引研究目标

研究团队旨在结合广东省公共建筑特点，围绕住建部《导则》绿色设计策划部分五点要求内容进行研究，把要求深化、细化，使设计人员在设计时有详细、具体的指引指导公共建筑绿色设计。在策划指引中绿色建造将绿色发展理念融入工程策划、设计、施工、交付的建造全过程，充分体现绿色化、工业化、信息化、集约化和产业化的总体特征，推进绿色建造的可持续健康发展，此文重点阐述设计策划上的研究目标及取得的成果。

3.设计策划指引主要研究内容

在项目策划、设计初期，根据项目定位及其绿色建造目标，在综合技术经济可行性分析基础上，确定绿色设计目标与实施路径，明确主要绿色设计指标和技术措施，统筹建筑、结构、机电设备、装饰装修、景观园林等各专业设计，贯彻绿色建造理念，形成绿色建造设计方案，并落实到设计图中。研究基于BIM、大数据、云计算等技术的设计协同，整体提升设计策划信息化水平。

4.设计策划指引研究成果

创新性地开展绿色建造对公共建筑业高质量健康发展重要性及必要性分析，开展标准、制度及现状的研究。建设、设计、施工、教学及科研单位共同参与，编制一套标准化、制度化、科学化的广东省公共建筑绿色建造策划指引，指导建筑产业向绿色健康可持续化发展。 

4.1设计策划指引成果

从项目策划阶段介入绿色建造咨询，从安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居以及提高与创新六大方面统筹各专业设计，涉及提升建筑适变性、控制室内主要空气污染物的浓度、智能化服务系统、降低建筑能耗、选用绿色建材、生活垃圾分类收集等措施，形成绿色建造设计方案，为绿色施工、绿色交付奠定基础。

设计控制充分利用建筑既有条件，降低各系统的运行能耗，采用能量和耗材回收技术，最大限度的利用可再生能源，实现建筑的低碳运行。具体实现以下设计策划指引成果：

（1）根据绿色建造目标，结合项目定位，在综合技术经济可行性分析基础上，确定绿色设计目标与实施路径，明确主要绿色设计指标和技术措施。

（2）推进建筑、结构、机电设备、装饰装修等专业的系统化集成设计。

（3）以保障性能综合最优为目标，对场地、建筑空间、 室内环境、建筑设备进行全面统筹。

（4）明确绿色建材选用依据、总体技术性能指标，确定绿色建材的使用率。

综合考虑生产、施工的便易性，提出全过程、全专业、各参与方之间的一体化协同设计要求。

4.2系统化集成设计策划

4.2.1各专业系统化集成设计

提倡建筑、结构、机电、装修、景观全专业一体化协同设计，保证设计深度满足施工需要，减少施工过程设计变更。

4.2.1.1建筑集成化设计策划

（1）建筑设计应符合建筑、结构、设备与管线、内装修等集成设计原则，各专业之间应协同设计。在建筑、结构、机电设备、室内装修一体化设计的同时，通过专业性设计协同实现集成技术应用，如建筑结构系统与建筑内装系统集成技术设计、建筑内装系统与设备及管线的集成技术设计、设备及管线与建筑结构系统分离的集成技术设计等专业性设计协同。

（2）建筑专业协同各专业设计的主要内容：

建筑体型简洁规整，平面布置经济合理，结构受力符合规范，竖向构件上下连续，门窗洞口成列布置；公共管井集中布置，水平管线减少交叉，同层排水优先采用整体卫浴接口配合热能系统一体设计；分户计量集中布置暖通设备精确定位辐射供暖协调垫层，分集水器便于维护，排风系统合理经济；暗装设备不应联通，插座灯具精确定位，电气元件预留条件，管线敷设套管保护，锚固区域不应埋线；厨卫墙、顶、地面管线分离快拆快装，部品部件工业生产，全模块化干法施工易于维护绿色环保。

4.2.1.2结构集成化设计策划

（1）结构集成化设计策划主要以结构布置及构件为基础，以围护、内装和设备管线设计及部件为支撑，并综合考虑与建筑户型、外立面、结构体系、围护系统、设备管线、构件防护、内装等方面的协同与集成，旨在实现结构系统与外围护系统、设备管线系统和内装系统的集成化设计策划。

（2）结构集成化设计策划的主要内容：

建立与结构系统相匹配的设计方法，提出与结构体系相适宜的性能目标与技术要求，结构计算模型应与结构整体、部件与其连接的实际受力特征相符合。在确定部件及其连接做法后，应通过研究形成相应结构设计方法，包括：结构目标性能要求、结构整体分析方法、结构分析模型、部件及连接的承载力计算方法、构造要求等，且按此方法设计的结构整体性能不应低于国家现行标准对结构性能的基本要求。

在满足建筑功能要求的基础上，将标准化结构布置及构件设计的理念贯穿于前期设计、施工建造的全过程中，尽量选择标准化定型、参数化设计的构件类型，扩大标准化结构构件的使用规模，逐步实现其通用性和互换性，以此促进建筑业减少手工作业、降低生产成本、减少垃圾排放，实现保护环境、节约资源的目的。

促进结构专业与其他专业的集成化协同设计，结构区间及构件设计遵循少规格、多组合的设计原则，在实现基本功能空间满足要求的基础上，形成多样化的结构集成化设计系列，并带动其他专业相关部品部件的标准化和系列化设计，推进全专业标准化和多样化协同设计的发展。

采用绿色环保的建筑结构材料及技术体系，以节约材料、降低污染为导向开展结构集成化设计应用，鼓励采用高强度结构材料、高耐久性工业材料、预制装配化建造方式，在满足建筑结构安全性的前提下尽量降低结构设计及施工对环境的影响、减少建造材料的浪费。

4.2.1.3机电集成化设计策划

（1）机电管线集成化设计应遵循节能、节材，减少建筑垃圾，降低现场施工难度，有利于实现工厂化生产的原则进行。

（2）装配式建筑机电管线设计应与建筑设计同步进行，预制构件加工时应进行各类管线预留及预埋设计，不应在预制构建现场安装完成后凿剔沟、槽及开设孔、洞。预埋预留套管或孔洞应符合结构设计模数网格，确保与预制墙、板连接的牢固可靠。

（3）原则上所有机电管线应与结构体分离，公共管线系统宜设在公共空间；优先利用公共管井、吊顶、架空地面等做法实现管线与结构的分离。

（4）机电管线安装应尽可能利用BIM技术，采用模块化施工工艺，提高管线安装质量。

（5）机电管线安装应充分运用成品支吊架和抗震支架等装配化支架体系构造，现场宜有可调节功能，并预留足够的安装检修空间。

（6）机电管线在设计阶段宜将机电管线设计与装修设计相结合，实现机电、装修一体化，尽可能利用装修及建筑外立面效果实现机电管线的隐蔽。

（7）机电管线应利用 BIM 进行管线综合设计，集成化布置管线，减少平面管线交叉，优化竖向管井管线布置，合理使用安装空间。

（8）机电管线应优先选用安全可靠、便于连接与拆卸的管道材料与连接配件，管道接口应采用标准化产品。

（9）防雷接地装置应优先利用结构的金属构件，当不能满足防雷等级时再增加辅助的连接措施。

（10）当采用整体式橱柜及卫浴设施时，机电管线应进行集成设计，管线应采用安全可靠、施工便捷的连接方式，并应预留管线检修的措施。

（11）当机电管线必须穿越结构预制构建时，应进行机电管线综合设计，穿越处不应设置管道接口，并将荷载参数提供给结构专业复核。

4.2.1.4装饰集成化设计策划

（1）建筑集成化设计需建筑、结构、机电、装修、景观等多个专业的共同参加，进行综合设计和协调，在设计前期应利用BIM技术、能源模拟软件等，在设计阶段提前掌握建筑的全周期能耗，以实现高效、精准的设计和优化。

（2）在建筑设计阶段，各专业在保证结构的安全性和可靠性的前提下，平衡建筑的功能需求、使用环境、能源消耗、材料选择、施工工艺等。应综合考虑建筑的整体性能和可持续性，减少能源消耗和环境污染，降低建筑的运营成本，提高使用效率和舒适度。

4.2.2工程全寿命周期系统化集成设计

（1）应统筹策划、设计、施工、交付等建造全过程，实现工程全寿命期系统化集成设计。

（2）建筑集成化设计需建筑、结构、机电、装修、景观等多个专业的紧密配合，进行综合设计和协调（包括立面、结构、功能、热、声学、材料、能源使用、室内环境品质等），在设计前期应利用BIM技术、能源模拟软件等，在设计初期提前掌握建筑的全周期能耗及使用状况，告知设计师各种设备的参数以及建筑的朝向、布局、门窗开启形式对建筑所带来的影响等，以实现高效、精准的设计和优化。

（3）在建筑设计阶段，各专业在保证结构的安全性和可靠性的前提下，平衡建筑的功能需求、使用环境、能源消耗、材料选择、施工工艺等。应综合考虑建筑的整体性能和可持续性，减少能源消耗和环境污染。

（4）在建筑设计阶段，各专业应充分考虑项目所在地的气候环境，灵活运用被动式方法、主动式方法、用户控制/自动控制等措施，降低建筑的运营成本，提高使用效率和舒适度。

（5）统筹考虑工程全寿命期的耐久性、可持续性，鼓励设计单位采用高强、高性能、高耐久性和可循环材料以及先进适用技术体系等开展工程设计。

（6）应在项目前期进行设计与施工协同，根据工程实际情况及施工能力优化设计方案，提高施工机械化、工业化、信息化水平。

（7）应进行多层级交底，明确绿色设计重点内容、绿色建材产品使用要求。

（8）应结合加工、运输、安装方案和施工工艺要求，对工程重点、难点部位和复杂节点等进行深化设计。

（9）在满足设计要求的前提下，应充分考虑施工临时设施与永久性设施的结合利用，实现永临结合。

（10）部品部件生产应与设计、物流、现场施工进行有效协同与联动。

4.3性能综合最优设计策划

应以保障性能综合最优为目标，对场地、建筑空间、室内环境、建筑设备进行全面统筹。

4.3.1场地设计策划

（1）场地设计应有效利用地域自然条件，尊重城市肌理和地域风貌，实现建筑布局、交通组织、场地环境、场地设施和管网的合理设计。

（2）应体现海绵城市建设理念，采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施对施工期间及建筑竣工后的场地雨水进行有效统筹控制，溢流排放应与城市雨水排放系统衔接。

（3）场地设计应执行有关国家法律、法规、技术规范及规划部门当地要求和指标。根据建设项目的使用要求，结合用地的地形特点和施工技术条件，充分考虑建筑物、构筑物、道路等相互之间的标高关系，利用地形，减少开土石方量经济、合理地确定建筑物、道路等的竖向位置。

4.3.2建筑设计策划

（1）应将建筑作为整体系统从全生命周期来加以考虑和优化，使得各种建筑技术更能适应当地的气候、地理、社会条件。

（2）应综合考虑安全耐久、节能减排、易于建造等因素，择优选择建筑形体和结构体系。选择适宜的结构体系，减少建筑形体不规则性。

（3）应优先采用管线分离、一体化装修技术，对建筑围护结构和内外装饰装修构造节点进行精细设计。

（4）宜采用标准化构件和部件，使用集成化模块化建筑部品，提高工程品质，降低运行维护成本。根据“模数统一、模块协同”原则，推进功能模块和部品构件标准化，减少异型和非标准部品构件。对改建扩建工程，鼓励充分利用原结构及满足要求的原机电设备。

（5）建筑设计应优化建筑物的集约空间，在达到同样的可利用空间的条件下，使建筑材料耗量最小。

4.3.3机电系统设计策划

（1）应根据建筑的构造特点、功能分布、使用群体、管理模式、外部环境、能源条件和政策、环保要求等对机电系统的方案在投资、运行费用、污染物排放、运行能耗量、建设周期等方面进行综合论证，制定合理适用的机电系统方案。

（2）机电系统设计应根据项目实际情况制定合理适用的节能减排技术，减少项目运行能耗，减少排放，符合国家双碳政策要求。

（3）绿色建造机电系统设计应充分应用模块化、集成化技术，减少施工现场安装技术要求，提高施工效率。

（4）从项目建设全寿命期考虑，与其它各专业协同设计，整体把控。

4.3.4资源节约与能源利用策划

（1）应按照“被动式技术优先、主动式技术优化”的原则，优化功能空间布局，充分发掘场地空间、建筑本体与设备在节约资源方面的潜力。

（2）应根据建筑规模、用途、能源条件以及国家和地区节能环保政策对冷热源方案进行综合论证，合理利用浅层地能、太阳能、风能等可再生能源以及余热资源。

（3）选择合适的朝向、建筑形式、围护结构以及适当数目、合适类型、位置的门窗，使得建筑耗能最小化，自然采光潜力最大化。

（4）在保证室内空气品质、热舒适、照明质量以及噪声控制的同时，利用太阳能等可持续的建筑技术以及高效的空调系统来满足建筑冷热需求。

4.3.5建筑绿色性能策划

（1）应强化设计方案技术论证，严格控制设计变更。设计变更不应降低工程绿色性能，重大变更应组织专家对其是否影响工程绿色性能进行论证。

（2）宜应用 BIM 技术对建筑绿色节能进行性能模拟

宜将BIM技术与绿色性能模拟技术结合，利用BIM模型的信息优势与技术支撑，辅助开展绿色建造效果评估。具体包括，借助BIM模型具有的建筑概况、结构、材料、设施设备等属性信息，开展日照、采光、通风、能耗、噪音等性能模拟；将依托BIM模型展开的性能模拟结果信息与BIM模型信息统一整合管理，辅助绿色建造数字化评估及交付。

应依托BIM正向设计路线，拓展建筑绿色节能性能模拟的应用范围，为绿色建造数字化提供有效支撑。项目前期宜统筹BIM模型深度、构件信息、应用流程及绿色建造目标；设计阶段宜借助BIM信息模型，通过性能模拟、遗传算法寻优等应用手段提升绿色性能水平，并实时反馈调整模型信息。施工、交付阶段宜借助BIM信息模型以及现场实时监测数据，对标项目绿色施工、交付要求，实现施工、交付阶段的数字化信息调控。

宜通过工程大数据基础，依托BIM技术在规划、设计、施工、运维的全生命周期解决方案或软件平台，制定绿色建造的数字化平台应用策划。具体包括，打通现有性能模拟软件与BIM平台接口，将绿色性能模拟与平台轻量化手段结合，实现模拟结果与数据平台流转；在项目运维阶段，按照项目运营维护要求，实现绿色数据的平台监测。

4.3.6建筑垃圾减量化设计策划

（1）管理的建造模式，减少施工现场建筑垃圾的产生。设计应推进BIM技术运用，在设计模型中检查“错漏碰缺”等问题，避免施工不必要的返工拆改。

（2）设计应统筹考虑工程全寿命期的耐久性、可持续性，优先使用高耐久性、可循环性材料。鼓励使用模数化、标准化构件。构件之间的连接应考虑可拆性和易拆性，对改建扩建工程，应考虑利用原结构及机电设备。

（3）设计前期应结合项目地块的地形地貌，合理确定场地标高，利用信息化模型对地形现状进行土方平衡计算，减少渣土外运。

（4）设计前期应与使用方对接完善各方面使用需求，合理布局使用功能，优先考虑使用方的舒适度，避免因缺少长远规划或总体规划而导致的拆改。

4.4绿色建材选用策划

4.4.1绿色建材选用依据

建筑材料的选用应符合下列规定：

（1）应符合国家和地方相关标准规范环保要求；

（2）宜优先选用获得绿色建材评价认证标识的建筑材料和产品；

（3）宜优先采用高强、高性能材料；

（4）应优先就地取材，宜选择地方性建筑材料和当地推广使用的建筑材料。

4.4.2绿色建材总体技术性能指标

（1）绿色产品评价指标体系包括基本要求和评价指标要求两部分。基本要求宜包括应满足的节能环保法律法规、工艺技术、管理体系及相关产品标准等方面的要求；评价指标宜包括资源属性指标、能源属性指标、环境属性指标和品质属性指标等四类一级指标，在一级指标下设置可量化、可检测、可验证的二级指标。不同类别产品的一级指标可依据产品特点、对环境和人体健康影响程度、现有标准实施情况等因素选取，具体绿色产品评价标准的内容框架见《绿色产品评价 通则》GB/T 33761附录A。

（2）生产企业应满足的绿色要求包括但不限于：产品生产企业的污染物排放状况，应要求符合相关环境保护法律法规，达到国家或地方污染物排放标准的要求，近二年无重大安全事故和重大环境污染事件；生产企业的污染物总量控制，应要求达到国家和地方污染物排放总量控制指标；生产企业的管理，应要求按照 GB / T 24001 和 GB / T 19001 分别建立并运行环境管理体系和质量管理体系；产品质量水平，应要求满足相关产品标准要求。

4.4.3绿色建材的使用率策划

（1）根据《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2019，绿色建材应用比例应根据下式计算比例，并按下表确定得分。

P＝[(S1＋S2＋S3＋S4)/100]×100％

式中：P——绿色建材应用比例；

      S1——主体结构材料指标实际得分值；

      S2——围护墙和内隔墙指标实际得分值；

      S3——装修指标实际得分值；

      S4——其他指标实际得分值。

（2）根据《促进绿色建材促进绿色建材生产和应用行动方案》：到 2018 年，绿色建材生产比重明显提升，发展质量明显改善。绿色建材在行业主营业务收入中占比提高到20%，品种质量较好满足绿色建筑需要，与2015年相比，建材工业单位增加值能耗下降8% ，氮氧化物和粉尘排放总量削减8 %：绿色建材应用占比稳步提高。新建建筑中绿色建材应用比例达到30 %，绿色建筑应用比例达到50 % ，试点示范工程应用比例达到70 %，既有建筑改造应用比例提高到80％。

4.4.4各类建材及设备的设计使用年限

根据建筑行业国家标准《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004的3.0.10规定：外墙外保温工程的使用年限不应少于25年。

4.5一体化协同管理平台策划

应综合考虑生产、施工的便易性，提出全过程、全专业、各参与方之间的一体化协同设计要求。一体化协同的流程管理、数据管理、组织管理应使用协同管理平台进行实施。 

（1）完成一体化协同管理实施工作，应准备实施工作所需要的IT环境。IT环境包括必要的BIM软件、绿色建筑性能分析软件和满足相关软件运行要求的硬件、现场信息采集相关硬件以及网络环境、平台环境等。

（2）在准备阶段应统一BIM软件、绿色建筑性能分析软件，定义统一数据交换接口，使各BIM实施角色BIM数据与信息格式一致，保障BIM数据在各参与方顺利交换。

（3）BIM实施数据应进行统一存储管理，宜具备满足存储和安全要求的数据存储环境。

（4）IT环境中各类硬件宜根据BIM策划要求，逐步配备和完善。

（5）为达到BIM综合管控目标，宜部署BIM协同工作平台并做好平台维护工作。BIM协同工作平台应发挥BIM信息在质量、进度、成本、安全方面的管理价值。

（6）BIM协同工作平台应满足BIM模型的数据动态加载浏览，BIM模型信息的提取、存储、共享和使用要求。

（7）BIM实施组织应基于平台开展项目BIM实施工作。

（8）BIM在运维阶段宜根据民用运输机场运维要求，部署BIM运维管理平台。BIM运维管理平台应可接收、继承建设阶段的BIM交付数据。

（9）IT环境应满足数据安全的物理环境、网络环境和通讯环境要求。

（10）应建立数据管理安全制度，对管理人员或移动终端操作人员执行的日常管理操作建立操作规程。设计协同管理平台的硬件配置及网络架构应满足项目实施细则所约定的各项工作要求，并应保障各参与方能够远程访问。

（11）协同管理平台软件功能应满足以下要求：应满足多设备多终端的BIM模型创建、编辑、浏览；应兼容不同格式的建筑信息模型；应具备完善的权限管理管理体系；应满足设计流程及版本、质量管理需求；应实现与其他系统数据接口集成；

应建立安全通道访问机制；宜支持模型数据提取、复核和应用；宜支持模型合规性检查。

5.社会效益

研究成果可科学、规范、全面的指引公共建筑绿色建造设计策划的编制，助力绿色建造技术实施与应用，民用建筑、工业建筑及其相关附属设施可借鉴参考。

参考文献

[1]《住房和城乡建设部办公厅关于印发绿色建造技术导则（试行）的通知》

[2]绿色建筑评价标准GB50378-2014