重慶市建筑節能設計中建筑智能化問題探討

張仕永

（重慶市建筑節能協會，重慶401147）

重慶市建筑節能設計中建筑智能化問題探討

張仕永

（重慶市建筑節能協會，重慶401147）

該文介紹了重慶市建筑節能設計的基本情況，結合多年從事的建筑能效測評工作，對建筑節能設計軟件不能真實反映竣工項目的設備能耗、既有建筑節能改造中智能化節能設計的重點及如何提高建筑智能化工程的節能設計質量問題進行分析總結，提出相應的建議。

重慶；建筑智能化；節能設計；PBECA2008;夏熱冬冷地區

1 重慶市建筑節能設計的基本情況

自2005年10月10日起重慶市建設行政區域內新建、改建、擴建的民用建筑工程強制執行建筑節能50%設計標準開始，重慶市建筑節能設計標準經過了三次較大的編制和修改：即從2005年執行的建筑節能50%設計標準《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ 134-2001、《公共建筑節能設計標準》GB 50189-2005、《重慶市居住建筑節能設計標準》DB 50/ 5024-2002，發展到2006年9月1日開始執行的公共建筑節能50%設計標準《公共建筑節能設計標準》DBJ50-052-2006、2008年1月1日開始執行的《居住建筑節能65%設計標準》DBJ50-071-2007，再發展到2010年6月1日開始執行的修訂標準《居住建筑節能50%設計標準》DBJ50-102-2010、《居住建筑節能65%設計標準》DBJ50-071-2010。隨著居住建筑節能65%設計標準覆蓋的主城區范圍越來越廣和《重慶市建筑節能條例》推行的建筑能效測評與標識制度的實行，重慶市的建筑節能工作已貫穿到項目的整體規劃及建筑的設計、施工、驗收及使用階段，建筑節能工作已步入規范化的閉合管理過程之中。

建筑節能設計涉及到建筑、暖通、電氣、給排水專業，目前在建筑節能設計過程中過分注重建筑外圍護結構的節能設計，對建筑智能化的節能設計及監管重視程度不夠，下面結合實際從事的建筑能效測評工作，對建筑智能化的節能設計等問題作一些問題分析，以便制定對策提高建筑節能水平，充分發揮建筑智能化在節能及綠色建筑中的作用。

2 建筑節能設計軟件與設備節能的聯動性

重慶市目前市面上的建筑節能設計軟件有三款：PKPM、清華斯維爾、天正節能軟件。自2010年6月1日起執行新的居住建筑節能設計標準后，建筑節能設計分析軟件統一使用PKPM系列的重慶地方版本PBECA2008 1.00版（免費注冊使用）。

以PBECA2008節能設計分析軟件為例，我們可對建筑圍護結構的外墻、屋面、樓地面、門窗及玻璃幕墻的節能構造材料及性能指標提出具體的要求，其中門窗及玻璃幕墻主要是對其使用的型材種類、玻璃的傳熱系數及遮陽系數、整窗或玻璃幕墻的氣密性等級提出要求，并要求控制其窗墻比；而外墻、屋面、樓地面是由多層不同材料構成，下面為某辦公樓的外墻節能構造，見表1。

表1 外墻傳熱系數

單層材料的熱阻值R=D/λ（D:材料厚度，單位：m；λ：導熱系數，單位：W/m.K）；整個外墻的熱阻Ro=Ri+∑R+Re=Ri+R1+R2+R3+……+Re（Ri、Re：分別為外墻內、外表面的熱阻，其值根據相應地區所處的氣候帶區域查詢相應的規范表取值；R1、R2、R3：為各層材料的熱阻）。

在建筑圍護結構的節能設計中，對外墻、屋面、樓地面的節能設計主要是控制其熱阻值，在節能設計分析軟件中外墻、屋面、樓地面的熱阻值、導熱系數修正系數及其表面太陽輻射吸收系數都直接參與節能率的計算，而外窗及玻璃幕墻主要是取其傳熱系數、遮陽系數值參與節能計算。

在“暖通節能、電氣節能”菜單中輸入的有關暖通空調、電氣照明參數值并不直接參與建筑節能率的計算，房間的能耗計算除了直接跟圍護結構的節能設計有關外，還與節能模型中設定的房間類型有關。不同類型的能耗房間在計算空調制冷、采暖能耗時所取的默認參數值不一樣（主要參數值有：房間的夏季室內設計溫度、冬季室內設計溫度、新風量、換氣次數、照度等），由此可見通過節能分析軟件計算出的建筑節能率與項目竣工時設備的實際能耗未直接關聯，建筑能效測評核定計算的節能率并未真正反映出建筑的實際設備能耗，節能設計軟件采用的DOE-2計算方法計算出的最終節能效率百分比是在建筑圍護結構采用一定的節能措施下取其氣候參數、朝向、建筑平立剖面圖及房間默認的能耗參數模擬計算出的一個節能效率百分比[1]。

3 既有建筑節能改造中建筑智能化系統的作用

既有建筑在重慶市建筑總量中約占77%，除了自2005年10月10日新建民用建筑強制執行節能設計標準外，其余建筑基本都未進行建筑節能設計，換言之這些既有建筑將浪費大量的能源。

目前，既有建筑的節能改造主要受制于節能改造資金不足，為了解此困局，多數節能改造項目采用合同能源的管理方式。在既有建筑的節能改造過程中，我們應將改造重點放在單位面積能耗高、節能空間大的公共建筑上（如：辦公樓、商場、賓館等）。

既有建筑的節能改造，首先需作建筑能耗診斷，通過現場的查看和建筑能耗歷史數據的分析，發現建筑節能改造的重點并編制資金投入和節能效益回收周期情況分析表。在既有建筑的節能改造過程中，往往施工周期較短，一般不可能對建筑的外圍護結構做大面積的改造（改造措施多數是提高門窗及玻璃幕墻的節能性能：如型材更換、玻璃更換、加裝遮陽設施等），公共建筑的節能改造除了采用高效的節能設備外，多數需沿用以前的設備或加裝、更換部分節能設備，重點是需采用設備節能的優化控制策略，降低設備的運行能耗[2]。

在既有建筑的節能改造過程中，如遮陽設施隨太陽角度的及時調整、照明設備的時間控制及照度控制、暖通系統的溫濕度及變風量、變頻控制等都離不開建筑智能化技術。

重慶市屬于夏熱冬冷地區，根據表2可見每年的3-5月及10-11月為重慶市氣候舒適季節，房間一般不需要進行采暖或制冷，自然通風的過度季節時間共153d（約占全年時間的42%），只要通過智能化控制或房間合理的窗墻比控制及外窗開啟保持室內的通風換氣良好，就能滿足人們舒適的工作和生活環境要求，由此可節約大量的建筑能耗。

4 新建民用建筑中建筑智能化系統的設計質量

民用建筑包括居住建筑和公共建筑兩大類。住宅建筑中一般有廉租房、公租房、經濟適用房、一般商品房、高檔商品房（建筑結構型式有低層、高層、超高層），根據《重慶市住宅小區智能化系統工程技術規范》DBJ/T50-082-2008，不同定位的單體住宅建筑或住宅小區有著不同的建筑智能化設計要求。而根據《智能建筑設計標準》GB/T 50314-2006，公共建筑的智能化設計按辦公建筑、商業建筑、文化建筑、媒體建筑、體育建筑、學校建筑、醫院建筑、交通建筑、通用工業建筑來分類，不同類別的公共建筑有著不同的智能化需求。

在實際的建筑智能化設計過程中，由于建筑智能化工程主要是完成信息流的傳輸和控制，有別于建筑工程其他專業的設計，其施工單位一般具有建筑智能化工程的設計能力和安裝調式能力。重慶市的大多數建筑設計院都未配備專業的弱電工程設計師，建筑智能化工程圖紙由電氣工程師設計，其設計深度不夠，多數不能按圖施工，加之施工圖審查之后建設單位才將智能化設備的選型確定，很多建筑智能化工程由于其系統的復雜性、專業性、方案及設備選型的滯后等原因導致了絕大多數建筑智能化工程都必須進行二次深化設計，建設單位按照智能化工程的深化設計方案及圖紙與施工單位簽訂合同，建筑智能化工程按照其合同進行施工，最終完成智能化工程進度款的支付、工程質量驗收和竣工結算。

重慶市多數施工圖審查單位同樣缺乏弱電工程師，特別是對大型公共建筑不具備建筑智能化系統工程的審查能力，而且多數二次深化設計的智能化工程圖紙都未進行施工圖審查，因此無法充分發揮建筑智能化系統提供的安全、便捷、舒適、高效、節能和環保等功能。為了解決該問題，我們可以利用重慶市建委成立的建筑智能化專家庫資源，組建專業的建筑智能化工程審圖公司彌補建筑智能化工程的技術審查薄弱環節，加強建筑能效測評過程中對智能化系統工程的圖紙審查程序檢查和竣工資料的復核，方可大大提高建筑智能化工程的設計質量。

5 結論

重慶市的建筑節能設計已強制執行了7年多，居住建筑節能設計標準也經過三次大的編制及修訂發布過程，建筑節能工作由最初難以推動的困難局面發展到如今能正常貫穿到建筑的設計、施工、檢測及驗收環節。但根據以上從建筑節能設計軟件與設備節能的聯動性、既有建筑節能改造中建筑智能化系統的作用及新建民用建筑中建筑智能化系統的設計質量三個方面的分析和探討，我們可以發現重慶市建筑節能設計過程中的建筑智能化方面存在以下問題。

（1）建筑節能設計軟件不能真實反映項目竣工后設備的實際能耗，建筑圍護結構的節能設計只是為設備節能創造一個有利的節能環境條件，需對目前的PKPM節能設計軟件作較大修改才能模擬竣工項目設備能耗變化引起的建筑節能率變化，否則節能設計軟件無法反映出暖通系統、電氣系統、給排水系統及智能化系統的實際運行節能效率。

（2）在既有建筑的節能改造過程中，建筑圍護結構節能上主要推行遮陽措施和自然通風，優化的智能節能控制方案更能發揮在活動遮陽、自然通風等設備運行節能方面的作用。

（3）針對重慶市建筑工程設計單位和施工圖審查機構智能化系統設計深度不夠和審查能力薄弱等問題，提出應對智能化集成施工單位二次深化的智能化工程方案及圖紙完善其施工圖審查程序，提高建筑智能化在建筑節能及綠色建筑中的作用。

[1]付祥釗，肖益民，盧軍，等.建筑節能原理與技術[M].重慶：重慶大學出版社，2008：106-140，170-200，273-304.

[2]孟沖，張亮，楊益新，等.南京朗詩國際街區能效測評分析[J].建設科技，2011(14)：46-49.

責任編輯：孫蘇，李紅

On Problems of Building Intellectualization in Building Energy Efficiency Design in Chongqing

The basic situations of building energy efficiency design in Chongqing are discussed.The problems in the building energy efficiency design software of failure to authentically reflect the energy consumption of equipment in completed project,the important parts in intellectual energy efficiency design and ways to enhance design quality are discussed with corresponding suggestions presented.

Chongqing;building intellectualization;building energy efficiency design;PBECA2008;area with hot summer and cold winter

TU201.5

A

1671-9107（2013）07-0037-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.07.037

2013-04-22

張仕永（1966-），男，四川蒼溪人，本科，工程師，主要從事建筑智能化和建筑節能等相關工作。