建筑能效測評體系初探

楊帆

（重慶市設計院 重慶 400015）

1 引言

建筑能效測評是按照建筑節(jié)能有關標準和技術要求，對單體建筑采取定性和定量分析相結(jié)合的方法，依據(jù)設計、施工、建筑節(jié)能分部工程驗收等資料，經(jīng)文件核查、軟件復核計算及必要的檢查和檢測，綜合評定其建筑能效等級的活動。[1]本文以重慶市《建筑能效測評與標識技術導則》所制定的原則為指導原則，探討建筑能效測評系統(tǒng)的分析與設計方法。通過規(guī)范測評程序，設計方便易用的測評軟件系統(tǒng)，推廣建筑能效測評，達到降低能耗、節(jié)約能源的目的。

2 系統(tǒng)分析

建筑能效測評系統(tǒng)是在建筑節(jié)能設計和實施建筑能效測評標識制度中，用于量化計算建筑的能耗水平和節(jié)能水平的工具。[2]然而在實施建筑能效測評標識的過程中，不同建筑節(jié)能設計分析軟件之間的評價結(jié)果相差較大大，給節(jié)能率復核評價結(jié)果的科學性和公正性帶來了較大影響。同時，現(xiàn)行的建筑節(jié)能設計標準對建筑能耗的計算規(guī)則比較含糊，造成建筑節(jié)能設計人員和建筑節(jié)能設計軟件的編制單位對標準的理解各不相同，如由于《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》上對外窗遮陽系數(shù)的算法沒有明確規(guī)定，在進行節(jié)能設計和節(jié)能設計軟件編制時，有的采用《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》規(guī)定的算法，有的采用國標《公共建筑節(jié)能設計標準》上規(guī)定的算法，造成計算結(jié)果相差較大；窗墻面積比的計算規(guī)則也不夠明確，不同設計人員和軟件編制單位的計算結(jié)果也相差較大，對建筑能耗的計算結(jié)果也產(chǎn)生了較大影響；還有體形系數(shù)計算時的相關規(guī)則不明確造成計算結(jié)果相差較大等等。[3]因此我們將系統(tǒng)解決方案定位于專家評估為主，計算分析為輔的定性與定量相結(jié)合的方式。

3 方案設計

3.1 指標體系構架

在分析居住建筑能耗主要影響因素的基礎上，通過發(fā)放32份專家問卷表，經(jīng)過綜合分析，初步建立了一個由多個分項指標組成的指標體系，從室外氣象、建筑體形、建筑圍護結(jié)構熱工性能、綜合能耗、運營管理等方面選擇了17個末端指標，其中:反映室外氣象特征的采暖度日數(shù)（HDD16）、空調(diào)度日數(shù)（CDD26）、采暖期太陽輻射總量和空調(diào)期太陽輻射總量；反映建筑體形特征的極限體形系數(shù)、體形完善系數(shù)和建筑朝向；反映建筑圍護結(jié)構熱工性能的窗墻比（前、后、左、右四個方向）、屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)與熱惰性指標、外墻的傳熱系數(shù)與熱惰性指標、窗戶的傳熱系數(shù)與遮陽系數(shù)目前仍采用重慶市建筑設計節(jié)能65%的標準。[4]對于反映建筑節(jié)能的綜合評價指標則為建筑全年耗電量，即采暖年耗電量和空調(diào)年耗電量之和的指標，我們的數(shù)據(jù)直接引用本項目樓宇監(jiān)測子項目的監(jiān)控數(shù)據(jù)。

3.2 測評流程

首先由委托方應提供相關資料，然后測評責任機構對委托方的申請審批、立項；立項后，組織測評小組，按照《建筑能效測評系統(tǒng)》，對測評建筑的各個項目開展測評數(shù)據(jù)收集和評估打分，形成紙質(zhì)文檔，由測評小組負責人簽字，并由測評人員錄入《建筑能效測評系統(tǒng)》生成評估結(jié)論。測評機構參照《建筑能效測評系統(tǒng)》的評估結(jié)論出具建筑能效評估報告。

3.3 系統(tǒng)結(jié)構

系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)維護和能效評估兩大部分，主要有指標維護、模板維護、數(shù)據(jù)設置、居住及公共建筑能效評估等功能。[5]系統(tǒng)結(jié)構圖(圖1）。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構圖

4 功能設計

4.1 設計原則

采用模塊化指標的方式，增加系統(tǒng)的靈活性。

支持指標的單選和復選，增強系統(tǒng)的實用性。

規(guī)范建筑能效評估的指標體系，可通過計算機對居住、公共建筑能效等級進行快速評估。

注重人機界面設計，風格簡潔大方。

4.2 技術路線

系統(tǒng)采用SQLAnyWhere和Delphi7分別作為數(shù)據(jù)庫和前臺開發(fā)工具。Delphi是主流的開發(fā)工具，具有強大的系統(tǒng)開發(fā)功能，可以實現(xiàn)較完善的人機交互界面和系統(tǒng)底層支持。SQLAnyWhere具有較好的穩(wěn)定性，是一個既能適應手持設備又合適企業(yè)級別安裝的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，擁有出色的高性能，簡單易用，開發(fā)完成后幾乎不需要用戶再進行管理。

4.3 指標維護

指標維護主要是建立統(tǒng)一的指標體系，錄入各項指標的編號、名稱和參考值和參考得分等信息。系統(tǒng)默認的指標體系系根據(jù)《建筑節(jié)能65%設計規(guī)范》制定，其中的設備能效、溫濕度標準的評分數(shù)據(jù)直接來自于本項目樓宇監(jiān)測子項目開發(fā)的監(jiān)控軟件的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。用戶可根據(jù)自身情況對所有項目予以修改和增減以及調(diào)整權重。系統(tǒng)支持單選和復選類型的指標。

圖2 指標維護界面

4.4 模板維護

模板即實際能效評估的參照標準。模板維護是在指標體系基礎上選擇與實際考評建筑相關的項目建立居住建筑、公共建筑的評估指標模板。[6]

主要功能:用戶可根據(jù)考評對象的要求，從已有的指標體系中選擇部分或全部測評指標，調(diào)整參考分值，形成測評模板。居住建筑和公共建筑的模板必須分別設置。

4.5 能效評估（圖3）

圖3 評估界面

能效評估分為居住建筑、公共建筑能效評估。通過錄入項目名稱、建筑面積建筑物高度等基本信息，并對指標模板中各項指標進行評估、打分，最后得出評估總分和能效等級，并生成技術文檔。

4.6 系統(tǒng)評估

系統(tǒng)經(jīng)過嚴格的調(diào)試和長時間的試運行，穩(wěn)定易用，算法時間復雜度為O(f(n))，確保系統(tǒng)在低配置微機上也能正常使用。

系統(tǒng)是在重慶市《公共建筑節(jié)能65%設計標準》基礎上開發(fā)的，在指標體系、評估算法、系統(tǒng)功能等方面表現(xiàn)出色，并可以根據(jù)新的節(jié)能標準要求，在應用中靈活調(diào)整指標及權重。

5 結(jié)語

建筑能效測評體系的開發(fā)在我國已經(jīng)達到了一定的成熟程度，還需加強的是系統(tǒng)的應用推廣。集成化和智能化將是未來建筑能效測評系統(tǒng)的發(fā)展方向，也是建筑節(jié)能評估系統(tǒng)軟件標準本身存在的問題、實現(xiàn)其基本功能的方法和手段。[7]

希望通過本文的研究可以進一步完善我國現(xiàn)階段關于建筑節(jié)能測評系統(tǒng)開發(fā)的研究，可以進一步的提升我國現(xiàn)階段建筑節(jié)能事業(yè)，為今后建筑節(jié)能測評系統(tǒng)的開發(fā)提供更為專業(yè)的參考。

[1]胡平放，向才旺，丁學俊.中國建筑能耗現(xiàn)狀特征[J].武漢城市建設學院學報，1998，15(6):39-43.

[2]龍惟定.國內(nèi)建筑合理用能的現(xiàn)狀及展望[J].能源工程，2001，(2):1-6.

[3]俞善慶.關于建筑節(jié)能標準化[M].中國標準化，2000，(1):15-18.

[4]韓愛興.中國建筑節(jié)能政策[J].中國能源，1999，(2):23-25.

[5]美國能源部節(jié)能及可再生能源網(wǎng)站建筑能耗模擬軟件目錄[EB/OL].http://www.eere.energy.gov/buildings/tools_directory/

[6]張偉捷，孫建平，王侃宏.建筑節(jié)能評價體系理論的基礎研究[J].河北建筑科技學院學報，2002，(2):5-10.

[7]周良，張國強.建筑節(jié)能及暖通空調(diào)仿真軟件的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].湖南大學學報，2000，(6):103-108.