綠色商場建筑與普通商場建筑室內環境質量比較與分析*

文/北京交通大學建筑與藝術學院 肖仲豪 張澤群 何之淼 杜曉輝

0 引言

近年來，綠色建筑成為國內外建筑師研究的重點，我國綠色建筑評價標識項目持續保持強勁的增長態勢，截至2017年底，我國獲得綠色建筑標識的項目數近5000。但是綠色建筑在實際運營中室內環境質量是否達到設計預期效果及使用者滿意度等成為各界關注的重點，也是我國綠色建筑發展中亟待解決和必須要回答的問題。

本文選取國內1棟具有綠色建筑標識的商業建筑與1棟普通商業建筑，分4個季度開展室內環境測試和實際使用者滿意度調查，并將客觀環境參數與主觀滿意度有機結合進行綜合分析和相關度研究，提取建筑環境中影響使用者環境滿意度的相關因素，將綠色建筑與普通建筑進行對比，并分析各因素相互影響，探討被動綠色設計的實際應用效果。

1 研究方法

1.1 案例介紹

本文選取國內寒冷地區2棟商業建筑作為研究對象，1棟為經美國綠色建筑評價體系(LEED鉑金級)認證的綠色建筑，另1棟為普通商業建筑。2棟建筑功能均為教育、餐飲、服務，具體信息如表1所示。

1.2 客觀環境測試與評價標準

本文分4個季度對綠色建筑與非綠色建筑的室內物理環境進行現場測試，測試參數如表2所示。現場測試的環境參數包括室內溫度、壁面輻射溫度、風速、二氧化碳濃度、照度、噪聲與空氣相對濕度。測試地點為商業建筑中庭周圍人員集中活動區域。測試分首層、中間層和頂層同時進行，各層布置多個測試點。普通建筑現場測試日期為2017年5月12日、7月8日、11月4日、12月27日，綠色建筑現場測試日期為2017年5月11日、7月9日、11月6日和12月28日。現場測試時間段為上午10:00～12:00，下午14:00～16:00。

將4個季度綠色建筑與非綠色建筑室內物理環境的測試結果與國家相關標準進行對照，以驗證被動綠色建筑技術的實際應用效果。各室內環境質量分項的評判依據如表3所示。

1.3 主觀問卷調查

本文對所選2棟建筑室內環境的滿意度進行多次調研，共收集392份有效問卷。各季度普通建筑與綠色建筑每次發放調查問卷約50份，以消除季節因素對人的心理影響，且盡量保證調查對象男女比例均衡，覆蓋各年齡段。

2 客觀物理環境調研數據分析

2.1 熱環境

在本次調研中，測得2種建筑各層四季的平均溫度基本滿足室內平均16～28℃的標準要求，但夏季GB與CB室內平均溫度均達28～44℃，超過了國家標準(見圖1)。在全年濕度四分位分析中(見圖2)，圖中黃色區域為國家標準的人體室內最適相對濕度30%～80%，可看出全年中GB中春季、夏季的濕度均在此范圍內，秋季濕度也有25%在最適區間；CB則只有在夏季處于這一區間，其余均低于人體最適濕度，所以CB相比GB全年會有更長時間讓人感覺干燥難耐。

表1 測試調研的商業建筑基本信息

表2 室內環境質量測試參數、測試方法、時長及所用儀器

表3 室內環境質量評判依據

2.2 光環境

從光環境平均照度分布分析(見圖3)可看出，雖然GB與CB的光照情況起伏較大，但都處在適合普通視覺作業(Normal level)的國家標準范圍內(國標中將普通視覺作業的空間照明度劃分為3級:300～500lx，500～1000lx，1000～3000lx)，但是適合普通視覺作業的高照明度(≥1000lx)中，CB在秋季與冬季均未達標。分析四季照度平均數(見圖4)也可看出，CB在秋冬季出現明顯光照條件減弱的趨勢。通過對比二者全年光照均勻度可發現，GB在春夏秋3季中均勻度都高于CB均勻度0.1～0.5(見圖5)，由此可知，在內部光照中GB比CB更加均勻。結合建筑使用材料與內部空間設計，發現由于綠色建筑使用的ETFE半透明膜棚遮陽材料調節了入射的光照，使GB的光照全年更均勻；且因GB室內漫反射材料使用更為復雜，使室內光環境體驗更柔和。

圖1 2棟建筑不同季節不同時間段室內溫度比較

圖2 2棟建筑四季濕度四分位分析

圖3 2棟建筑四季平均光照強度

圖4 2棟建筑四季照度四分位分析

圖5 2棟建筑四季光照均勻度

2.3 聲環境

對于室內聲環境，二者均為商業建筑，噪聲源相似，人流量相當。結合全年噪聲四分位分析(見圖6)可看出，在國家商業室內噪聲標準的范圍下(70dB)，除秋季略微超出，GB全年基本滿足這一規定；而CB則全年均有超出這一范圍。同時，對比二者噪聲集中區間發現，GB在噪聲集中區間的最大值均低于CB噪聲集中區間的最小值。因此調研對比二者的建筑形體與材料構造的區別，綠色建筑有巨大的中庭空間，該中庭體量是普通建筑中庭體量的數十倍，更大的內部空間有利于降低聲音量級。

2.4 空氣品質

在室內空氣品質方面，綠色建筑室內的平均二氧化碳濃度全年均低于1000ppm，符合二氧化碳衛生標準，而普通建筑在夏季未達到這一標準；其原因是綠色建筑大面積的屋頂綠化，依靠植物光合作用降低了二氧化碳含量。綠色建筑的室內相對濕度在春季和夏季均在30%～80%RH的標準之間，秋季也十分接近這一區間，但普通建筑僅在夏季滿足這一需求，原因是綠色建筑內部采用大面積綠化，植物的蒸騰作用使室內濕度維持在適宜范圍，而到了秋冬季，植物枯敗，其調節作用效果下降。

3 使用者主觀分析

對所選2棟建筑室內環境的滿意度分季節進行多次調研，調研內容包括熱環境、光環境、聲環境、空氣質量、通風情況等。問卷采用的刻度標尺為1～5，分別代表了非常不滿意～非常滿意，如圖7所示。

本文對比分析普通建筑與綠色建筑在各方面的滿意度，如圖8所示，綠色建筑除秋季熱環境外的各方面在滿意度上均優于普通建筑。除冬季普通建筑的滿意度集中在“滿意”之外，其他情況下滿意度均集中在“很滿意”，其中綠色建筑在光環境方面接近甚至達到“非常滿意”，四季的評分分別為4.09，3.91，4.06，3.85。在炎熱夏季，綠色建筑在熱環境方面優勢不大，甚至不如普通建筑，二者評分分別為3.45，3.55。同時在冬季人們對室內環境的滿意度較其他季節偏低。在寒冷地區，冬季甚至春秋兩季，防寒的重要性不容小覷。

在物理環境客觀數據分析中，測得的數據表明，在熱環境方面綠色建筑稍遜于普通建筑，但人們仍主觀判斷綠色建筑的熱環境優于普通建筑，盡管秋季除外。由此可見，當人們知道某建筑為綠色建筑之后，心理上會提高對此建筑室內環境的容忍度。

本文對此進行“您認為此建筑是否是綠色建筑”和“請您為此建筑的室內環境打分”的交叉分析，如圖9所示，除熱環境外，認為自己所在建筑是綠色建筑的受調查者對室內環境的評分均略高于認為不是綠色建筑的受調查者。在熱環境方面，認為是綠色建筑的受調查者和認為不是綠色建筑的受調查者評分分別為3.36，3.28。從而證明，當人們知道某建筑為綠色建筑之后，心理上會提高對此建筑室內環境的容忍度。

圖6 2棟建筑四季噪聲四分位分析

圖7 問卷刻度標尺

4 結語

筆者基于4個季度對綠色商業建筑與非綠色商業建筑開展室內環境質量與使用者滿意度的測試調研，包括熱環境、聲環境、光環境、空氣質量等，積累了近400份使用者主觀滿意度問卷，將不同季度綠色商業建筑與非綠色商業建筑室內的客觀物理環境參數進行對比，并結合主客觀測試結果展開綜合分析研究，得出以下主要結論。

1)2棟建筑在春、秋、冬3季室內各層基本滿足室內16～28℃的標準要求，但在夏季2棟建筑室內溫度均高于28℃，無法滿足人體舒適性要求。全年在熱環境上相比普通建筑，綠色建筑并無明顯優勢。

2)在春夏季中，2棟建筑光照區間都集中在1000lx上下，符合標準要求。但在秋冬季，綠色建筑的室內光照強度明顯高于非綠色建筑，且在500～1000lx的舒適范圍內。非綠色建筑在秋冬季出現明顯的光照條件減弱趨勢，而綠色建筑全年都比較穩定。綠色建筑在3季中照度均勻度都高于普通建筑。

圖8 2棟建筑物理環境滿意度比較

圖9 建筑使用者主觀意識與環境滿意度關聯性分析

3)綠色建筑噪聲區間為[60 d B，70 d B]，普通建筑為[65dB，74dB]，且綠色建筑噪聲集中強度分布的區間低于普通建筑。

4)綠色建筑室內的平均二氧化碳濃度全年均低于1000ppm，符合二氧化碳衛生標準，而普通建筑在夏季未達到這一標準。

5)除熱環境外，商業建筑主觀滿意度調研結果與客觀環境參數測試結果具有較強的相關性，基本符合室內環境參數越好，使用者滿意度越高的規律。在熱環境方面，認為是綠色建筑的受調查者和認為不是綠色建筑的受調查者評分分別為3.36，3.28。從而證明，當人們知道某建筑是綠色建筑后，心理上會提高對此建筑室內環境的容忍度。