建筑能效測評體系初探

楊帆

（重慶市設(shè)計院 重慶 400015）

1 引言

建筑能效測評是按照建筑節(jié)能有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)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(shè)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(fù)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(biāo)識技術(shù)導(dǎo)則》所制定的原則為指導(dǎo)原則，探討建筑能效測評系統(tǒng)的分析與設(shè)計方法。通過規(guī)范測評程序，設(shè)計方便易用的測評軟件系統(tǒng)，推廣建筑能效測評，達(dá)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(shè)計和實施建筑能效測評標(biāo)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(biāo)識的過程中，不同建筑節(jié)能設(shè)計分析軟件之間的評價結(jié)果相差較大大，給節(jié)能率復(fù)核評價結(jié)果的科學(xué)性和公正性帶來了較大影響。同時，現(xiàn)行的建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對建筑能耗的計算規(guī)則比較含糊，造成建筑節(jié)能設(shè)計人員和建筑節(jié)能設(shè)計軟件的編制單位對標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》上對外窗遮陽系數(shù)的算法沒有明確規(guī)定，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計和節(jié)能設(shè)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(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的算法，有的采用國標(biāo)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》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(shè)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(guān)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(shè)計

3.1 指標(biāo)體系構(gòu)架

在分析居住建筑能耗主要影響因素的基礎(chǔ)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(biāo)組成的指標(biāo)體系，從室外氣象、建筑體形、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、綜合能耗、運營管理等方面選擇了17個末端指標(biāo)，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(hù)結(jié)構(gòu)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(biāo)、外墻的傳熱系數(shù)與熱惰性指標(biāo)、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(shè)計節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)。[4]對于反映建筑節(jié)能的綜合評價指標(biāo)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(biāo)，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(yīng)提供相關(guān)資料，然后測評責(zé)任機(jī)構(gòu)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(fù)責(zé)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(jī)構(gòu)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(gòu)

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

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4 功能設(shè)計

4.1 設(shè)計原則

采用模塊化指標(biāo)的方式，增加系統(tǒng)的靈活性。

支持指標(biāo)的單選和復(fù)選，增強(qiáng)系統(tǒng)的實用性。

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

注重人機(jī)界面設(shè)計，風(fēng)格簡潔大方。

4.2 技術(shù)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(qiáng)大的系統(tǒng)開發(fā)功能，可以實現(xiàn)較完善的人機(jī)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(yīng)手持設(shè)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(jìn)行管理。

4.3 指標(biāo)維護(hù)

指標(biāo)維護(hù)主要是建立統(tǒng)一的指標(biāo)體系，錄入各項指標(biāo)的編號、名稱和參考值和參考得分等信息。系統(tǒng)默認(rèn)的指標(biāo)體系系根據(jù)《建筑節(jié)能65%設(shè)計規(guī)范》制定，其中的設(shè)備能效、溫濕度標(biāo)準(zhǔn)的評分?jǐn)?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(quán)重。系統(tǒng)支持單選和復(fù)選類型的指標(biāo)。

圖2 指標(biāo)維護(hù)界面

4.4 模板維護(hù)

模板即實際能效評估的參照標(biāo)準(zhǔn)。模板維護(hù)是在指標(biāo)體系基礎(chǔ)上選擇與實際考評建筑相關(guān)的項目建立居住建筑、公共建筑的評估指標(biāo)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(biāo)體系中選擇部分或全部測評指標(biāo)，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(shè)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(biāo)模板中各項指標(biāo)進(jìn)行評估、打分，最后得出評估總分和能效等級，并生成技術(shù)文檔。

4.6 系統(tǒng)評估

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

系統(tǒng)是在重慶市《公共建筑節(jié)能65%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》基礎(chǔ)上開發(fā)的，在指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)要求，在應(yīng)用中靈活調(diào)整指標(biāo)及權(quán)重。

5 結(jié)語

建筑能效測評體系的開發(fā)在我國已經(jīng)達(dá)到了一定的成熟程度，還需加強(qiáng)的是系統(tǒng)的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)一步完善我國現(xiàn)階段關(guān)于建筑節(jié)能測評系統(tǒng)開發(fā)的研究，可以進(jìn)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(xué)俊.中國建筑能耗現(xiàn)狀特征[J].武漢城市建設(shè)學(xué)院學(xué)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(guān)于建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化[M].中國標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)研究[J].河北建筑科技學(xué)院學(xué)報，2002，(2):5-10.

[7]周良，張國強(qiáng).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(xué)學(xué)報，2000，(6):103-108.