关于建筑能耗评价方法的探讨

摘 要：总结了目前已有的各种建筑能耗的评价方式，包括规定性指标，综合性指以及建立在建筑能耗模拟上的年能耗评价等方法，并分析了各自的优缺点，最后阐明了完善建筑能耗评价标准工作的意义。

关键词：建筑能耗 模拟分析 节能

1．前言
随着经济的发展，人民生活水平的提高和采暖空调的越来越普及，建筑能耗占总建筑能耗的比例呈逐年上升趋势，采暖空调能耗也越来越高。建筑节能就是在这种环境下提出来的一项措施，建筑节能措施是改善室内热舒适环境和减少建筑能源消耗的重要手段。近年来随着全国建筑产业的蓬勃发展，大量的新型建筑节能技术得到了广泛的推广及应用，一系列与节能相关的标准也相继出台对各种建筑提出了节能要求。正确评价建筑的节能效果，合理推广适用的节能技术和措施已成为实现居住建筑节能的关键。

本文主要针对目前已有的建筑能耗评价方法分别加以阐述并进行了优缺点分析。

2. 建筑的能耗评价方式
在各种建筑节能设计标准或规范中，对建筑能耗的定量分析可以分为以下几种评价方法：

一是规定性指标（Compulsory Index），即对各能耗系统的最高能耗进行规定。该方法可以进一步细分为两类。

一类是对建筑的各组成元素进行规定，如建筑围护结构（墙体、屋面、门窗）的传热系数、体形系数、窗墙比、遮阳，以及采暖、空调、照明设备最小能效指标等规定一个限值。具体参数有建筑围护结构各部位的传热系数K(U-＆#118alue)或传热热阻R，热损失系数（规定每度室内外温差单位时间每平方米建筑面积的热损失不超过法定的指标，W/m2℃），空调系统的季节能效比SEER(Seasonal Energy Efficiency Ratio)，供热季节性能系数HSPF(Heating Season Performance Factor)，综合部分负荷IPLV(Integrated Part Load ＆#118alue)，能效比EER(Energy Efficiency Ratio)，能效系数COP 等。

然而，建筑的设计日趋多样化和个性化，许多建筑往往不能完全满足这些规定性指标的要求，例如南向外墙采用大面积玻璃窗导致南向窗墙比超标，建筑体形复杂多变导致体形系数过大等。因此，这种分项指标由于过于具体，而且各指标评价相对独立，缺乏有效的关联，无法进行建筑各部分能耗综合全面的分析；各个指标规定太死板，也限制了建筑师的设计自由和创造性。

另一类是对各能耗系统的总性能进行规定，即不具体规定建筑局部的热工性能，允许设计师在某个环节有一定的突破，但在整个综合能耗上满足规定，从而给设计师较大自由发挥的空间。如围护结构的综合指标：综合传热值OTTV(Overall Thermal Transfer ＆#118alue)，周边全年负荷系数PAL(Perimeter Annual Load)，空调系统的综合评价指标：空调能量消耗系数CEC/AC(Co-efficient of energy consumption for air conditioning )等。该指标满足了设计师、设备工程师自由设计和建筑节能规范控制两方面的需求。

二是综合性指标（Integrated Index），即综合影响建筑能耗各个方面的因素，包括建筑围护结构，空调系统，其他建筑设备等，通过建筑能耗的统计数据，以建筑实际的能耗数据（如耗电量、耗煤量、天然气消耗等）作为表达建筑能耗现状的指标。

以年能耗作为评价指标的一类方法其优点是显著的：计算（统计）方法明确，客观，能够比较广泛地从各个侧面反映了建筑的综合能耗性能，而且可以方便的转化为经济指标，直接与建筑运行的成本相关联，比较容易被接受和运用。

然而这类数据并不能全面地评价现有建筑能耗状况，建筑能耗与许多主观、客观因素相关，这种笼统地评价，并没有考虑到影响建筑能耗的各个相互关联的因素，给出的一个绝对指标不足以反映建筑节能的潜力（能耗数据高可能因为需求本身就高，也可能建筑设计不合理，设备维护管理不善等等原因）。

三是建立在建筑能耗模拟上的年能耗评价。据有代表意义的是ASHARE90.1 提出的能量费用预算法（能耗准则数）。

根据实际设计的建筑物构造标准建筑物，然后能耗模拟计算软件分别计算设计建筑物的年能耗费用(DEC)和标准建筑物的年能耗费用(SEC)，如果计算结果满足DEC≤SEC 则认为达到了要求，否则就得采取一定的节能措施和节能设计方法按照设计建筑物的现场条件修改设计建筑物，直到上式成立。

由于标准建筑物随着设计建筑物的不同而不同，标准建筑物的年能耗费用指标（SEC）将随着建筑物的不同而不同，并不是事先规定好的某个值。这样就无法对SEC 确定某一个具体的数值作为衡量建筑物是否达标的量度值，所以引入了一个新的指标E=DEC/SEC，使其成为一个无量纲的数，同时，根据标准中的“当DEC≤SEC 时为符合标准”，转化成当“E≤1”时为符合标准，这样对不同的建筑物就有一个具体的数值去规范，即E 不能超过1，否则认为不符合标准。

但是尺有所短，寸有所长，虽然对整栋建筑能耗的精确模拟已经成为可能，并且日益方便，计算更加快速，但也不是解决所有问题的万灵丹，目前出现的问题如下：

（1）这种方法只不过是一种高级的近似和预测
目前，所有的模拟计算都是在设定的理想参数下（气象条件，室内温度等）进行计算，不能反映建筑实际运行状态下的能耗状况。一方面建筑模型本身就有一定的误差，另一方面在实际计算的过程中，对一些无法实际测量的数据会取缺省值，这些模糊的缺省值也会给计算的结果增加不可靠性。例如天气条件的影响。精确模拟所依据的是近30 年气象数据形成的典型气象年数据，但实际的气候条件却是多变的。一些偶然极不利的天气条件（极冷或极热），会造成建筑能耗与模拟计算较大的差距。

除了输入参数和计算模型本身的不足以外，还有一些无法量化的，对建筑能耗存在较大影响的因素也无法反映在模拟结果中。比如：工作人员的行为方式，也即工作人员的节能意识的高低，是否能在日常工作和生活中处处注意到主动的节能，或者造成大量无意识的能源浪费；设备的维护。建筑设备如空调系统也不可能按照设计进行维护和操作，这取决于能源管理人员的素质。对我国而言，能源管理只是物业管理中利润并不丰厚的一部分（目前状况），物业管理简单体力劳动的模式也不可能形成良好的设施管理环境，可以想见，即使一些高能效的设备也不会得到充分的利用发挥出应有的节能效果。

以上任一个方面都会造成模拟能耗与实际能耗较大的差距，如果几个因素同时起作用，与实际能耗的偏离就更大。既然建筑能耗的模拟本身与建筑，尤其是现有建筑的实际能耗存在着一定的差距，就可以认为建筑能耗模拟的目的并不在于获得原型建筑的精确能耗数据，而是得到一个达到一定准确程度的近似。

（2）专业性过强
对建筑及其能耗系统进行模拟，虽然是建筑能耗系统效率评价和建筑节能标准规范一致性评估的一种有效方法，但以此为基础的众多评价工具（评价软件），大多是针对专业人员—建筑师，暖通设备工程师——设计，建筑的实际使用者或者业主、物业管理等不具备建筑能源系统相关专业知识的人员，则无法通过这种方式对自己的房屋能耗状况有一个基本的了解。

3．建筑能耗评价标准的意义
3.1对已有建筑的评估方法
我国目前所有的节能标准均是针对设计建筑，即对节能设计进行规范的标准。这样虽然遏制了源头上浪费，为建筑日后的节能运行创造了较好的条件，但对于数量众多的存量建筑而言却没有考虑过，也没有一种建议性的标准或者规范鼓励现有建筑的节能改造。

3.2在进行模拟分析之前做大概的估算，为模拟分析提供参照
动态模拟只是基于建筑理想状态的能耗预测，建筑的定性分析则完全基于现有建筑运行现状的评价。因而，定性评价的结果可以作为动态模拟评价的参考，对相关的参数作进一步修正和调整，或者采取其他近似的模型。

3.3建筑节能理念的宣传
大众对建筑能耗的不了解极大的影响了建筑节能相关政策和建筑节能服务的推广。定性的评价方法有助于大众了解自己所处环境的能耗现状，尤其是通过这样自我的评价，可以了解现有建筑是否具有节能潜力，以及那些方面具有改进的余地，从而主动的寻求相关的改进措施，达到主动节能的效果。

参考文献
[1] 《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2001》[S].北京:中国建筑工业出版社,2001。

[2] 关于住宅建筑空调能耗评价方法的研究，张晓亮 清华大学建筑技术科学系。

[3] 高层建筑节能评估方法研究，范宏武 卜震 曹毅然 陆善后 李德荣上海市建筑科学研究院。