節(jié)能評(píng)估在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

韋媚媚 劉德權(quán) 項(xiàng)定先 劉燕妮

（1武漢市節(jié)能監(jiān)察中心 湖北武漢 430010 2廣州大學(xué) 廣東廣州 510006）

1 建筑項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估的背景

隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源消耗增長(zhǎng)，二氧化碳等溫室氣體排放急劇增加，全球氣候變暖，進(jìn)入21世紀(jì)以來，地表平均溫度比上世紀(jì)末上升約0.8℃。建筑用能是造成溫室氣體排放的原因之一，對(duì)排放的“貢獻(xiàn)率”已經(jīng)達(dá)到了25%。根據(jù)《世界能源展望》等資料，2012年我國城鎮(zhèn)既有建筑保有量約為436.50×108m3，每年新建房屋面積接近20×108m3，但我國建筑節(jié)能工作起步較晚，建筑能耗總量在能源消費(fèi)總量中所占比例已從20世紀(jì)70年代末的10%，上升到近年的27.8%。

在嚴(yán)峻的節(jié)能減排形勢(shì)下，推行建筑節(jié)能評(píng)估，加強(qiáng)建筑節(jié)能工作已經(jīng)刻不容緩，新修訂的《節(jié)能法》第十五條規(guī)定：國家實(shí)行固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查制度。武漢市自2010年12月開展能評(píng)工作以來，已完成節(jié)能評(píng)估和審查的建筑項(xiàng)目總數(shù)占固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目總數(shù)的75%，建筑能耗約占總能耗的35%，經(jīng)過能評(píng)，提出的節(jié)能措施節(jié)能量約4%。

2 建筑項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估的主要內(nèi)容

建筑項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估（簡(jiǎn)稱“能評(píng)”），是指對(duì)建筑能源利用是否科學(xué)、合理進(jìn)行評(píng)估，主要內(nèi)容包括：評(píng)估建筑布局、體形系數(shù)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)等建筑工藝方案的科學(xué)性、合理性；評(píng)估暖通空調(diào)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等主要耗能設(shè)備選型是否合理、先進(jìn)，用能是否合理；能評(píng)階段提出節(jié)能措施建議；計(jì)算項(xiàng)目能耗和判斷能耗水平。對(duì)新建建筑項(xiàng)目，能評(píng)從建設(shè)前期介入，為做好節(jié)能措施、從源頭上控制能耗提供指導(dǎo)意見；對(duì)改擴(kuò)建建筑項(xiàng)目，通過能評(píng)，可以提前了解既有建筑的能耗情況、節(jié)能改造潛力，主動(dòng)節(jié)能。

3 節(jié)能評(píng)估在建筑節(jié)能中應(yīng)用的重點(diǎn)

3.1 指導(dǎo)建筑工藝方案節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑工藝方案方面，能評(píng)主要從建筑布局、體形系數(shù)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行節(jié)能分析，通過對(duì)建筑位置和朝向的合理布置、遮陽的設(shè)置、綠化設(shè)計(jì)、建筑體形和圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱設(shè)計(jì)等降低建筑采暖、空調(diào)、通風(fēng)等能耗，指導(dǎo)被動(dòng)式建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。

3.1.1 建筑布局

（1）總平面布置：在建筑總平面布局方面，能評(píng)從土地利用、人車分流和景觀綠化設(shè)置是否合理，建筑群是否受到變配電所電磁輻射、地下車庫尾氣等環(huán)境影響等方面做出評(píng)估。

（2）朝向：建筑的主要朝向宜選擇本地區(qū)最佳朝向（武漢建筑最佳朝向?yàn)槟掀珫|15°至南偏西15°），冬季保持有適量的陽光射入室內(nèi)，夏季盡量減少太陽直射。例如武漢外語外事職業(yè)學(xué)院藏龍島新校區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目，如圖1所示，初步方案中宿舍、教學(xué)樓等建筑朝向?yàn)楸逼珫|45°，部分房間由于夏季受到太陽光輻射，溫度升高，空調(diào)能耗壓力增大，能評(píng)提出了優(yōu)化調(diào)整朝向、控制開窗面積和外窗遮陽措施。

圖1 朝向布置圖

圖2 日照分析圖

圖3 夏季風(fēng)壓分布圖 （東南風(fēng)向，風(fēng)速2m/s）

圖4 夏季風(fēng)速度矢量圖（東南風(fēng)向，風(fēng)速2m/s）

（3）采光：建筑采光容易受區(qū)域內(nèi)、周邊高大建筑的遮擋影響，以及窗戶開啟面積、位置影響，應(yīng)充分利用冬季日照，住宅樓房間大寒日日照不低于2h。能評(píng)采用天正等日照分析軟件，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)及周邊建筑進(jìn)行日照分析，找出不滿足要求的地方，提出優(yōu)化建筑布局和遮陽等建議。圖2是住宅小區(qū)的日照分析圖，滿足日照時(shí)間要求。

（4）通風(fēng)：建筑布局對(duì)自然通風(fēng)有很大的影響，應(yīng)避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向，利用夏季涼爽時(shí)段的自然通風(fēng)，行列式和周邊式建筑布局形式比錯(cuò)列式、斜列式和自由式的擋風(fēng)作用大。建筑單體的自然通風(fēng)與外窗位置、開啟面積有重要關(guān)系，應(yīng)合理設(shè)置門窗，保證室外氣流從合適的位置進(jìn)入，氣流分布均勻。能評(píng)可采用Fluent等風(fēng)環(huán)境模擬軟件對(duì)冬季、夏季和過渡季節(jié)分別進(jìn)行模擬，得出風(fēng)壓圖、速度矢量圖等，找出自然通風(fēng)不佳、存在熱島效應(yīng)或存在“峽谷效應(yīng)”的地方，提出改善建筑布局形式或者遮風(fēng)、導(dǎo)風(fēng)等措施。圖3為某居住小區(qū)夏季風(fēng)壓分布圖，圖4為夏季風(fēng)速度矢量圖，可見基本滿足通風(fēng)要求，只是由于建筑物的干擾效應(yīng)，有部分漩渦區(qū)，能評(píng)可提出改進(jìn)措施。

3.1.2 體形系數(shù)

體形系數(shù)對(duì)于建筑能耗有著顯著的影響，體形系數(shù)越小，單位建筑面積對(duì)應(yīng)的外表面積越小，暖通空調(diào)能耗越小。根據(jù)夏熱冬冷地區(qū)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如果體形系數(shù)降0.1，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱損失可降低25%，全年可減少13%左右的采暖空調(diào)能耗。能評(píng)會(huì)指出體形系數(shù)要符合建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，并根據(jù)建筑特點(diǎn)，指出減少外墻面凹進(jìn)凸出的針對(duì)性措施。

3.1.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能是建筑節(jié)能的重點(diǎn)內(nèi)容，能評(píng)對(duì)建筑窗墻面積比、屋頂綠化設(shè)置的合理性等內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估，并評(píng)估各圍護(hù)結(jié)構(gòu)（外墻、屋面、樓板、外窗等）的保溫隔熱方案（含做法、材料的熱工性能及節(jié)能技術(shù)措施）方案的合理性，判斷熱工指標(biāo)是否符合公建、居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。例如普通超高層住宅采用EPS板外墻外保溫系統(tǒng)，方案不夠合理，能評(píng)提出B1級(jí)XPS板內(nèi)保溫系統(tǒng)等改進(jìn)性方案。

3.2 促進(jìn)新能源及可再生能源應(yīng)用

建筑可應(yīng)用的新能源及可再生能源包括太陽能、地?zé)崮堋⒎植际侥茉聪到y(tǒng)、余熱、雨水等。能評(píng)根據(jù)建筑項(xiàng)目自身特點(diǎn)，因地制宜提出新能源及可再生能源應(yīng)用方案，進(jìn)行節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)性分析。

3.2.1 太陽能應(yīng)用

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)：利用清潔干凈、可再生的太陽能發(fā)電；所發(fā)電能饋入電網(wǎng)，以電網(wǎng)為儲(chǔ)能裝置，省掉蓄電池，光伏電池組件與建筑物完美結(jié)合，可起調(diào)峰作用；分布式建設(shè)，可降低線路損耗。案例：法國開發(fā)署貸款武漢市既有公共建筑節(jié)能改造示范工程子項(xiàng)目武漢市車管所辦公樓8層屋頂覆蓋著大約1200m2的鋼支架，安裝260塊電池組件，年發(fā)電量為6.49×104kW·h，25年發(fā)電總量152.80×104kW·h，預(yù)計(jì)可節(jié)能33.00%，投資回收期不超過7.80年。

3.2.2 地?zé)崮軕?yīng)用

地源熱泵系統(tǒng)：通過消耗電力，將地下淺層大量不可直接使用的低品位可再生能源轉(zhuǎn)換成可直接利用的高品位能源；冷熱源溫度四季相對(duì)穩(wěn)定，運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi)用每年每平方米僅為15～18元，比常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)低40%左右；能效比比常規(guī)電制冷機(jī)組供冷+鍋爐供熱系統(tǒng)高20～30%，比風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)高50～60%。案例：中鐵大橋局集團(tuán)武漢置業(yè)發(fā)展有限公司中鐵·世紀(jì)金橋項(xiàng)目，建設(shè)住宅、研發(fā)中心、寫字樓和商場(chǎng)，總建筑面積為759704.87m2，集中設(shè)置機(jī)房，選用5臺(tái)地源熱泵機(jī)組（單臺(tái)制冷量4571kW，制冷耗電量734kW），制冷系數(shù)6.20，垂直式埋管，比傳統(tǒng)中央空調(diào)每年節(jié)能1117.48tce。

3.2.3 分布式能源系統(tǒng)應(yīng)用

分布式能源系統(tǒng)：發(fā)電之后的余熱用于制冷、采暖和供熱水，能夠?qū)崿F(xiàn)能量梯級(jí)利用，綜合效率較高。案例：武漢國際博覽中心二期工程分布式能源站項(xiàng)目采用了天然氣分布式能源系統(tǒng)，解決武漢國際博覽中心國際會(huì)議中心、假日酒店、洲際酒店、海洋樂園（總建筑面積740589.06m2）的供電、采暖、制冷及生活熱水負(fù)荷。采用3臺(tái)進(jìn)口燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組（單臺(tái)4.3MW），使用3臺(tái)煙氣熱水型溴化鋰機(jī)組（單臺(tái)制冷量3600kW，制熱量3750kW）作為余熱利用設(shè)備，采用5臺(tái)電制冷機(jī)組（單臺(tái)制冷量7032kW）+4臺(tái)鍋爐（單臺(tái)制熱量7032kW）的調(diào)峰形式。項(xiàng)目綜合效率為82.96%，高于《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見》及《分布式供能系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ08-115-2008）中規(guī)定的最低值70%，接近于韓國首爾D-Cube(多客福)綜合廣場(chǎng)CCHP（9MW）項(xiàng)目83%的水平，比傳統(tǒng)火電廠及熱電廠節(jié)能1.19～1.51×104tce。

3.2.4 余熱應(yīng)用

能評(píng)考慮項(xiàng)目周邊是否具有余熱、廢熱、煙氣余熱、蒸凝結(jié)水、熱風(fēng)能量等條件，是否具有成熟的供應(yīng)管網(wǎng)系統(tǒng)，如果有條件，例如武漢市青山熱電廠的余熱集中供熱管路線圖，如圖5所示，集中供熱管網(wǎng)熱水管道已經(jīng)敷設(shè)到多個(gè)項(xiàng)目地址，并有多個(gè)成功案例。

圖5 集中供熱路線圖

3.2.5 雨水收集、中水回用

武漢屬于降雨量很大的地區(qū)，年降雨量1200mm上，收集雨水并處理后用于綠化澆灌、沖廁、道路沖洗等；中水回用也是水資源循環(huán)再利用的措施，如有條件應(yīng)考慮采用。案例：長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)報(bào)業(yè)集團(tuán)長(zhǎng)江傳媒大廈項(xiàng)目，主要功能為辦公，建筑面積14.8×104m2，年用水量12.28×104m3，屋面和室外道路雨水回用量0.18×104m3，盥洗、淋浴廢水以及空調(diào)冷凝水中水回用量4.76×104m3，非傳統(tǒng)水源利用率40.22%，可節(jié)約4.23tce。

3.3 推動(dòng)綠色建筑發(fā)展

綠色建筑是在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、環(huán)保）、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。能評(píng)根據(jù)項(xiàng)目定位，按照《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提出綠色星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并為達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)而提出相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)措施。案例：武漢國際博覽中心會(huì)議中心項(xiàng)目，能評(píng)要求按照國家三星級(jí)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行。該項(xiàng)目按照三星級(jí)綠色公共建筑的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)成示范項(xiàng)目，采用了地下空間利用、屋頂綠化、斷熱鋁合金型材Low-E中空玻璃、空調(diào)排風(fēng)熱回收、樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)、雨水收集與利用、能源分項(xiàng)計(jì)量等綠色建筑技術(shù)18項(xiàng)，節(jié)能率達(dá)到60%。

3.4 促進(jìn)能源消費(fèi)管理與控制

能評(píng)通過計(jì)算建筑項(xiàng)目能耗，掌握采用節(jié)能措施之后的項(xiàng)目能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)量，便于從源頭上管理和控制；建筑能耗指標(biāo)是衡量建筑節(jié)能水平的標(biāo)準(zhǔn)，通過單位面積能耗等指標(biāo)對(duì)標(biāo)，判斷項(xiàng)目能耗水平的高低，如果能耗指標(biāo)較高，要采取相應(yīng)的節(jié)能措施，提高能源利用效率，控制能源消費(fèi)強(qiáng)度。

4 結(jié)語

以上基于建筑項(xiàng)目能評(píng)內(nèi)容，分析了能評(píng)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用重點(diǎn)。能評(píng)可以較早地介入并為項(xiàng)目提供技術(shù)咨詢，把節(jié)能問題解決在項(xiàng)目審批或核準(zhǔn)之前，更好地指導(dǎo)下一步建筑工藝方案節(jié)能設(shè)計(jì)，促進(jìn)新能源及可再生能源應(yīng)用，促進(jìn)綠色建筑發(fā)展，從源頭上控制能源消費(fèi)增量和強(qiáng)度，推動(dòng)節(jié)能減碳步伐。

[1]王念恩，朱鴻寅，黃嘉驊.浙江省建筑節(jié)能評(píng)估工作在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].綠色建筑,2013（6）：19-22.

[2]韓星北，張旭棟.醫(yī)院建筑節(jié)能評(píng)估報(bào)告編制要點(diǎn)分析[J].建設(shè)科技,2014（4）：34-37.

[3]張旭棟，劉沙沙.民用建筑項(xiàng)目節(jié)能要點(diǎn)分析[J].建筑節(jié)能,2014（4）.