陜西省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升研究

暢 明，趙敬源

(1.長(zhǎng)安大學(xué) 建筑學(xué)院，陜西 西安 710064；2.運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 運(yùn)城 044000)

中國(guó)是能源消耗大國(guó)，節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境是我國(guó)的基本國(guó)策.《國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化規(guī)劃》提出單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%.《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014～2020年)》也明確提出到2020年一次能源消費(fèi)總量控制在48億t標(biāo)煤左右.從1980 ～2012年，中國(guó)終端能耗年均增長(zhǎng)率達(dá)5.8%[1]，建筑能耗占終端能耗的比例從10%[2]增長(zhǎng)到了20.0%[3]，到2030年占比將達(dá)到23.1%[4].進(jìn)一步表明提高我國(guó)建筑節(jié)能水平的必要性和緊迫性.

我國(guó)居住建筑從上世紀(jì)80年代開始推行節(jié)能工作，制定了《建筑節(jié)能“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃》，提出了建筑節(jié)能分三步走的奮斗目標(biāo).在“十二五”規(guī)劃的最后一年，我國(guó)已基本完成了當(dāng)初設(shè)定的節(jié)能三步走的歷史任務(wù).接著居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)提升方案該如何設(shè)定，這是擺在每一個(gè)節(jié)能管理和節(jié)能研究人員面前的問(wèn)題，是決定著“十三五”期間甚至更長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)建筑節(jié)能工作的戰(zhàn)略問(wèn)題.

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心的彭夢(mèng)月認(rèn)為：我國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃和預(yù)期的目標(biāo)是超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)的建立.中國(guó)建筑科學(xué)研究院的鄒瑜、郎四維等人等提出中國(guó)應(yīng)當(dāng)借鑒先進(jìn)國(guó)家建筑節(jié)能工作的發(fā)展路線圖，并對(duì)我國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)行了展望，但并未進(jìn)行深入的量化研究.西安建筑科技大學(xué)的董玥提出西安地區(qū)具備圍護(hù)結(jié)構(gòu)各項(xiàng)指標(biāo)提升30%的條件，并且僅通過(guò)提升保溫材料的厚度即可達(dá)到節(jié)能要求，并未對(duì)西安市節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)提升目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行研究[5-11].中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)武勇、北京交通大學(xué)侯靜、天津大學(xué)的李軼楠等[12-13]通過(guò)較大規(guī)模的機(jī)構(gòu)問(wèn)卷調(diào)查和較大范圍的德爾菲專家問(wèn)卷，定性的研究了中國(guó)建筑能效提升體系，并未通過(guò)定量的方式對(duì)其進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià).

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升是一個(gè)社會(huì)問(wèn)題，但也是一個(gè)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題.本文以技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)初步設(shè)置居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升梯度，接著利用“德爾菲法”驗(yàn)證并形成居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升方案.

1 研究方法

新建居住建筑節(jié)能提升路線圖是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅是出臺(tái)一套規(guī)范，還與當(dāng)?shù)氐墓?jié)能發(fā)展水平、節(jié)能技術(shù)、經(jīng)濟(jì)狀況、政策支持以及民眾的節(jié)能環(huán)保意識(shí)等因素相關(guān)，科學(xué)合理的制定是順利實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ).

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升，首先是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)與地區(qū)氣候相適宜.我國(guó)幅員遼闊，南北氣候差異大，依據(jù)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)可將我國(guó)分為嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)[14].在不同建筑熱工分區(qū)里，建筑能耗需求類型不同，比如：在嚴(yán)寒寒冷地區(qū)，其能耗主要是冬季采暖；在夏熱冬冷地區(qū)，其能耗主要在夏季空調(diào)制冷，同時(shí)還要兼顧冬季采暖；在夏熱冬暖地區(qū)，則無(wú)需考慮冬季采暖，主要在夏季空調(diào)制冷.因此，在不同的建筑熱工分區(qū)，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)以當(dāng)?shù)貧夂驐l件為基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)因地制宜.

標(biāo)準(zhǔn)的提升也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題.我國(guó)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)雖然是強(qiáng)制性規(guī)范，但若使其能夠順利執(zhí)行，在制定時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)狀況，提升的成本應(yīng)在居民承擔(dān)的范圍之內(nèi).

同時(shí)，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升也是一個(gè)社會(huì)問(wèn)題.標(biāo)準(zhǔn)的提升應(yīng)與本地的節(jié)能發(fā)展相適應(yīng)，與國(guó)家能源發(fā)展和節(jié)能減排等政策相匹配.因此，在制定總體目標(biāo)時(shí)，應(yīng)當(dāng)以國(guó)家能源發(fā)展規(guī)劃為依據(jù).

1.1 總體目標(biāo)設(shè)定

在設(shè)定中長(zhǎng)期目標(biāo)時(shí)，通常做法是基于現(xiàn)狀，利用趨勢(shì)外推和情景分析法，經(jīng)多方論證最終確定目標(biāo).但趨勢(shì)外推法是以線性思維為主，基于過(guò)去而對(duì)未來(lái)進(jìn)行的預(yù)測(cè)，不一定適用于轉(zhuǎn)型期的建筑行業(yè).因此，尋求新的思路和方法，提出依據(jù)國(guó)家對(duì)碳減排目標(biāo)設(shè)定的總體要求，充分考慮資源環(huán)境、功能需求和其它國(guó)家的節(jié)能目標(biāo)，來(lái)設(shè)定建筑節(jié)能的總目標(biāo).

國(guó)外建筑節(jié)能方面，供暖空調(diào)能耗達(dá)到近零能耗是歐盟與美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展方向，歐盟建筑能效指令(Energy Performance of Buildings Directive,EPBD)2010規(guī)定，成員國(guó)應(yīng)從2020年以后，所有的新建建筑都是近零能耗；2018年以后，政府所使用或擁有的新建建筑均為近零能耗建筑.丹麥、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等歐盟主要成員國(guó)在歐盟建筑能效指令的框架下，以到2020年實(shí)現(xiàn)近零能耗為最終目標(biāo)，結(jié)合各國(guó)的情況，分別制定了階段性的建筑能效提升目標(biāo).

基于我國(guó)到2030年能源消耗達(dá)到峰值的總體要求，結(jié)合歐盟、美國(guó)等國(guó)家的建筑能效目標(biāo)，初步將供暖空調(diào)近零能耗設(shè)定為2030年我國(guó)建筑節(jié)能提升的總目標(biāo)，加之中德合作的被動(dòng)房示范項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)單位建筑面積供暖空調(diào)近零能耗，并且我國(guó)2015年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部出臺(tái)了被動(dòng)式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則(試行)(居住建筑).故而，在總體目標(biāo)參數(shù)的設(shè)定中進(jìn)一步明確建筑單位面積供暖空調(diào)近零能耗的值(如表1).

表1近零能耗建筑能耗指標(biāo)

Tab.1Energyconsumptionindexfornear-zeroenergybuildings

氣候分區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)夏熱冬暖地區(qū)溫和地區(qū)能耗年供暖需求kWh/m2·a≤18≤15≤5≤5≤5指標(biāo)年供冷需求kWh/m2·a≤3.5+2.0×WDH20②+2.2×DDH28③

注：①表中m2為套內(nèi)使用面積，套內(nèi)使用面積應(yīng)包括臥室、起居室(廳)、餐廳、廚房、衛(wèi)生間、過(guò)廳、過(guò)道、儲(chǔ)藏間、櫥柜燈使用面積的總和；
②WDH20(Wet-bulb degree hours 20)為一年中室外濕球溫度高于20 ℃時(shí)刻的濕球溫度與20 ℃差值的累計(jì)值(單位：kKh)；
③DDH28(Dry-bulb degree hours 28)為一年中室外干球溫度高于28 ℃時(shí)刻的干球溫度與28 ℃差值的累計(jì)值(單位：kKh).

1.2 利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)初步設(shè)定提升梯度

我國(guó)現(xiàn)使用的居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)包括四個(gè)區(qū)劃[14]三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：分別為《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[15]、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[16]、《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[17].在這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，只有嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)中有集中采暖的需求.而嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)自1986年相對(duì)節(jié)能率30%到2010年的65%，基本都是由建筑、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計(jì)和采暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)兩部分共同承擔(dān).住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在2010出臺(tái)的《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定室外管網(wǎng)的效率按0.92計(jì)算，燃油、燃?xì)忮仩t的效率已達(dá)88%左右[15]，相比起圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的提高，短時(shí)間內(nèi)要進(jìn)一步提升已不經(jīng)濟(jì)，因此本研究考慮的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提升主要集中在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能上.

(1)建筑節(jié)能技術(shù)分析

由于我國(guó)地域遼闊，氣候差異大，建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)當(dāng)因地制宜.在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)建筑熱工設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮冬季保溫，與其相關(guān)的參數(shù)有：外墻和屋頂傳熱系數(shù)、門窗類型、換氣量和換氣方式.在夏熱冬冷地區(qū)建筑熱工設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮夏季防熱，也應(yīng)適當(dāng)兼顧冬季保溫，與其相關(guān)的參數(shù)有：外墻和屋頂傳熱系數(shù)、外墻和屋頂熱惰性指標(biāo)、門窗傳熱系數(shù)、外窗的綜合遮陽(yáng)系數(shù)、換氣量和換氣方式.在夏熱冬暖地區(qū)建筑熱工設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮夏季防熱，與其相關(guān)的參數(shù)有：外墻和屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)、外墻和屋頂?shù)臒岫栊灾笜?biāo)、外窗平均傳熱系數(shù)和平均遮陽(yáng)系數(shù)、換氣量和換氣方式.

在各個(gè)熱工分區(qū)中，通過(guò)不同的建筑熱工參數(shù)組合可獲得相應(yīng)的建筑節(jié)能技術(shù)方案.本文依據(jù)現(xiàn)行居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建數(shù)字模型，借助DeST-H軟件，獲得不同建筑節(jié)能技術(shù)方案對(duì)應(yīng)的節(jié)能量.

(2)建筑節(jié)能技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，獲得最佳的建筑節(jié)能方案組合，以此為基礎(chǔ)初步形成居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升梯度.

1.3 利用“德爾菲法”驗(yàn)證并形成“新建居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升方案”

由于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，僅通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)就確定提升方案，并不能反映真實(shí)情況，還應(yīng)征集專家和利益相關(guān)各方的意見.為使建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提升合理、科學(xué)，本研究利用德爾菲調(diào)查法驗(yàn)證并最終形成居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升梯度和時(shí)間節(jié)點(diǎn).

(1)調(diào)查問(wèn)卷的設(shè)置

在調(diào)查問(wèn)卷中初步設(shè)置建筑節(jié)能的提升梯度和時(shí)間節(jié)點(diǎn)(如表2)，并使專家對(duì)其可實(shí)現(xiàn)度進(jìn)行打分(1～5)，具體為：①不可能實(shí)現(xiàn)、②比較難實(shí)現(xiàn)、③通過(guò)努力可以實(shí)現(xiàn)、④比較容易實(shí)現(xiàn)、⑤很容易實(shí)現(xiàn).當(dāng)專家的打分低于3分時(shí)，需簡(jiǎn)要說(shuō)明理由并進(jìn)行參數(shù)修正，為下一輪的調(diào)查問(wèn)卷做準(zhǔn)備.

(2)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的設(shè)置

關(guān)于時(shí)間節(jié)點(diǎn)的劃分，主要分為三個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別為：2020年、2025年、2030年.這樣正好與我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展五年規(guī)劃相重合，因?yàn)槲覈?guó)的五年規(guī)劃是國(guó)家對(duì)重大建設(shè)項(xiàng)目、生產(chǎn)力分布和國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要比例關(guān)系等作出的規(guī)劃，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃目標(biāo)和方向，這樣在制定建筑節(jié)能提升路線圖時(shí)可以參考國(guó)家的發(fā)展規(guī)劃，及時(shí)對(duì)所制定的節(jié)能提升做出調(diào)整.

表2 問(wèn)卷調(diào)查表Tab.2 Questionnaire

(3)調(diào)查對(duì)象

為使調(diào)查結(jié)果科學(xué)合理，調(diào)查對(duì)象應(yīng)為不同的利益相關(guān)方，包括：政府主管部門、設(shè)計(jì)院與科研院所、房地產(chǎn)開發(fā)商、行業(yè)協(xié)會(huì)、建材企業(yè)、施工企業(yè)等，并且參與問(wèn)卷調(diào)研的人員應(yīng)具備一定的建筑節(jié)能知識(shí).

(4)調(diào)研數(shù)據(jù)的處理方法

通過(guò)對(duì)各個(gè)實(shí)現(xiàn)度得分的算術(shù)平均值(M)進(jìn)行比較，得分越高，則認(rèn)為該提升梯度越容易實(shí)現(xiàn).為防止數(shù)據(jù)異常，又加入變異系數(shù).變異系數(shù)是表示數(shù)據(jù)離散程度的指標(biāo)，其值越小，說(shuō)明專家意見的協(xié)調(diào)程度越高，收斂性越好，其計(jì)算公式為[18]

式中：V為指標(biāo)的變異系數(shù)；M為指標(biāo)全部評(píng)價(jià)的算術(shù)平均值；σ為全部專家對(duì)指標(biāo)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)差.

按照平均值(2.5≤M≤3.5)并且變異系數(shù)(V≤0.2)進(jìn)行指標(biāo)選取.將平均值設(shè)定在2.5和3.5之間，主要考慮到當(dāng)平均值過(guò)高時(shí)，說(shuō)明專家認(rèn)為節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升目標(biāo)實(shí)現(xiàn)起來(lái)過(guò)于容易；當(dāng)平均值過(guò)低時(shí)，說(shuō)明專家認(rèn)為節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升目標(biāo)實(shí)現(xiàn)起來(lái)過(guò)于困難，都不符合進(jìn)行調(diào)查問(wèn)卷的目標(biāo).另外設(shè)定變異系數(shù)范圍，主要是觀察專家意見的統(tǒng)一度，若變異系數(shù)太大，說(shuō)明專家意見分歧較大，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行原因分析，再進(jìn)一步進(jìn)行論證.通過(guò)結(jié)果分析，若指標(biāo)不滿足，則將該項(xiàng)提升梯度重新進(jìn)行設(shè)定進(jìn)入下一輪調(diào)查問(wèn)卷直至滿足要求.

當(dāng)前，我國(guó)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)步提高，城鎮(zhèn)新建建筑執(zhí)行節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)比例達(dá)到了100%，節(jié)能建筑占城鎮(zhèn)民用建筑面積比重超過(guò)40%.北京、天津、河北、山東、新疆等地開始在城鎮(zhèn)新建居住建筑中實(shí)施節(jié)能75%強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)寒寒冷的其它地區(qū)現(xiàn)階段依舊執(zhí)行的是65%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)執(zhí)行的是50%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn).本文以陜西省為例進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升研究.

2 陜西省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升研究

陜西省地理位置介于東經(jīng)105°29′～111°15′，北緯31°42′～39°35′之間，全省總面積20.58萬(wàn)km2，自然區(qū)劃上因秦嶺-淮河一線而橫跨北方與南方，包括寒冷和夏熱冬冷兩個(gè)建筑熱工分區(qū).2016年，經(jīng)濟(jì)總量全國(guó)排名第15，基本能代表我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的平均水平，因此此次選擇陜西省作為研究對(duì)象.

依據(jù)建筑熱工分區(qū)，陜西省包括寒冷和夏熱冬冷兩類地區(qū)，同時(shí)又將寒冷地區(qū)分為西安地區(qū)和其它寒冷地區(qū).把西安單列出來(lái)，主要出于以下幾點(diǎn)考慮：(1)西安地區(qū)本身在節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面就走的較快，65%的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)早在2007年就開始執(zhí)行；(2)西安地區(qū)的經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，房?jī)r(jià)相對(duì)其它地區(qū)較高，由于節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提高而造成的成本上升占房?jī)r(jià)的比例相對(duì)較小，居民更容易接受；(3)希望把西安打造成陜西的領(lǐng)頭羊，具有一定的示范帶頭作用.

2.1 西安地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升方案

(1)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

以陜西省《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DBJ61-65-2011建立原始模型，利用DeST軟件模擬不同的外墻和屋頂傳熱系數(shù)、窗戶類型和換氣次數(shù)，獲得了不同節(jié)能方案的相對(duì)節(jié)能量.通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查可獲得每種方案的造價(jià)增加額，以此來(lái)計(jì)算其邊際收益率，具體如圖1—圖4.

圖1、圖2為西安地區(qū)六層居住建筑墻體和屋頂?shù)牟煌貙雍穸认鄬?duì)于原始模型的邊際收益率.從圖中可以看出隨著保溫層厚度的增加其邊際收益率在逐漸減小.圖3為西安市六層居住建筑不同門窗類型的邊際收益率，真空+low-e膜玻璃的邊際收益率最高，效果最好.圖4為不同的換氣次數(shù)對(duì)采暖需求的影響，室內(nèi)換氣對(duì)采暖需求影響較大，應(yīng)當(dāng)提升整個(gè)房屋的氣密性和增加全熱新風(fēng)交換系統(tǒng).通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查[19-21]，全屋隔氣加全熱交換新風(fēng)系統(tǒng)的成本為130元/m2，邊際收益率為0.10.

圖1 墻體不同保溫層厚度的邊際收益率Fig.1 Marginal profitability rate of thickness of different insulation layer of wall

圖2 屋頂不同保溫層厚度的邊際收益率Fig.2 The marginal profitability rate of different insulation layers of the roof

圖3 不同門窗的邊際收益率Fig.3 The marginal profitability rate of doors and windows

圖4 換氣次數(shù)對(duì)采暖需求的影響Fig.4 Influence of the number of ventilation on heating energy consumption

在選擇最佳方案時(shí)，將總邊際收益率≥0.2的技術(shù)方案作為第一階段優(yōu)先提升對(duì)象，具體包括：將墻體的保溫層厚度提升到160 mm；屋頂?shù)谋貙雍穸忍嵘?80mm；透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)變成真空+low-e膜玻璃.通過(guò)計(jì)算，在西安地區(qū)其相對(duì)節(jié)能率最高可達(dá)78%，成本增加額在38.3元/m2，占建安成本的2%左右.第二階段提升的技術(shù)方案為：將墻體和屋頂保溫層厚度提升到260 mm；提高全屋氣密性和增加全熱交換新風(fēng)系統(tǒng).通過(guò)該方案可將采暖需求降低到15 kWh/m2·a以下，基本達(dá)到前文設(shè)定的總體目標(biāo).

利用以上方法，對(duì)西安地區(qū)11層、28層居住建筑也進(jìn)行了分析，具體見表3.因此，初步可將西安地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升梯度分為兩個(gè)階段，第一階段通過(guò)提高墻體、屋頂和窗戶的熱工性能，相對(duì)節(jié)能率可達(dá)78%，成本增加額在38.3～48.7元/m2，占建安成本的1%～3%；第二階段繼續(xù)提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能、氣密性和增加全熱交換新風(fēng)系統(tǒng)，達(dá)到近零能耗標(biāo)準(zhǔn).

表3 居住建筑最優(yōu)組合模擬結(jié)果Tab.3 Simulation results of optimal combination of residential buildings

(2)專家問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果分析

專家問(wèn)卷調(diào)查的主體單位為建筑節(jié)能各利益相關(guān)方，包括政府部門、設(shè)計(jì)院與科研院所、高校、行業(yè)協(xié)會(huì)和其它相關(guān)機(jī)構(gòu)(見圖5).調(diào)查共發(fā)出問(wèn)卷105分，回收有效問(wèn)卷75份，問(wèn)卷回收率為71.4%.樣本具有一定的代表性，參與問(wèn)卷調(diào)查的人員分布合理，涵蓋建筑節(jié)能的相關(guān)專家，來(lái)自8個(gè)領(lǐng)域，建筑學(xué)和暖通專業(yè)的專家數(shù)占比超50%，具有中級(jí)以上職稱的專家占比77%，從業(yè)5年以上的專家占比80%(具體見圖6).從專家分布情況來(lái)看，調(diào)研結(jié)果可代表各相關(guān)利益主體的觀點(diǎn).

圖5 調(diào)查人員單位分布Fig.5 Institutional distribution

圖6 調(diào)查人員職業(yè)分布Fig.6 Occupational distribution

表4為西安地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升可實(shí)現(xiàn)度調(diào)查結(jié)果，可以看出：到2020年全面執(zhí)行75%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、部分建筑開始執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn)的可實(shí)現(xiàn)度在2.5～3.5之間，變異系數(shù)≤0.2，說(shuō)明專家認(rèn)為到2020年這兩個(gè)目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)；到2025年全面開始執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn)不符合評(píng)價(jià)指標(biāo)要求，其變異系數(shù)大于0.2，針對(duì)這一問(wèn)題專門召開了專家座談會(huì)，并且總結(jié)了問(wèn)卷調(diào)查所反饋的意見，主要原因是現(xiàn)階段未有近零能耗建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和明確的技術(shù)、政策等支撐體系.因此，在制定第二輪問(wèn)卷調(diào)查時(shí)，增加了近零能耗建筑國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，主要技術(shù)特征以及實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)等內(nèi)容，獲得了新一輪的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果，到2020年部分建筑開始執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn)的可實(shí)現(xiàn)度提高到了3.5，變異系數(shù)降低到了0.14；到2025年全面開始執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn)的可實(shí)現(xiàn)度提高到了3.3，變異系數(shù)降低到了0.17(具體見表5).最終確定到2025年西安市全面執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn)是可行的.

表4 西安地區(qū)居建節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的可實(shí)現(xiàn)度調(diào)查結(jié)果Tab.4 Achievability survey of design standard for energy efficiency of residential buildings in Xi′an Rogion

表5 第二輪問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果Tab.5 Results of the second round of questionnaires

(3)西安地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升方案

依據(jù)以上分析，可將西安地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升分為兩個(gè)階段：第一階段，到2020年，全面執(zhí)行75%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，部分建筑開始執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn)；第二階段，到2025年全面開始執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn).

2.2 陜西省其它寒冷地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升方案

利用上述的分析方法，可得陜西省其他寒冷地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)居住建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升方案，表6、表7為陜西省其他地區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可實(shí)現(xiàn)度的調(diào)查結(jié)果.

表6 陜西省其它寒冷地區(qū)可實(shí)現(xiàn)度調(diào)查結(jié)果Tab.6 Achieveability survey of other cold zone in Shaanxi Province

表7 陜西省夏熱冬冷地區(qū)可實(shí)現(xiàn)度調(diào)查結(jié)果Tab.7 Achieveability survey of hot summer and cold winter zones in Shaanxi Province

陜西省其它寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升方案可分為三個(gè)階段：第一階段：到2020年，部分建筑開始執(zhí)行75%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；第二階段：到2025年，應(yīng)全面執(zhí)行75%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，部分建筑開始執(zhí)行近零能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)；第三階段：到2030年全面開始執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn).

陜西省夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升方案為可分為三個(gè)階段：第一階段，到2020年，部分建筑開始執(zhí)行65%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；第二階段，到2025年，開始全面執(zhí)行65%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，部分建筑開始執(zhí)行75%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；第三階段，到2030年，全面執(zhí)行75%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，部分建筑開始執(zhí)行近零能耗建筑標(biāo)準(zhǔn).

3 結(jié)論

(1)通過(guò)以上分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問(wèn)題.本研究提出依據(jù)國(guó)家對(duì)碳減排目標(biāo)設(shè)定的總體要求，充分考慮資源環(huán)境的約束條件和居民對(duì)建筑功能的需求以及其它國(guó)家的節(jié)能目標(biāo)作為參照，來(lái)設(shè)定建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升的總目標(biāo)，即到2030年達(dá)到近零能耗標(biāo)準(zhǔn).并且以DeST-H軟件模擬為基礎(chǔ)獲得建筑節(jié)能提升的技術(shù)方案，利用邊際收益率作為經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)選最佳建筑節(jié)能方案組合，計(jì)算出相應(yīng)的建筑節(jié)能提升率，初步設(shè)置提升梯度.

(2)以技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析獲得提升梯度為基礎(chǔ)，依據(jù)當(dāng)?shù)氐墓?jié)能和經(jīng)濟(jì)等發(fā)展?fàn)顩r制定節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升調(diào)查表進(jìn)行德爾菲問(wèn)卷調(diào)查.利用算術(shù)平均值(M)和變異系數(shù)(V)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，當(dāng)2.5≤M≤3.5且V<0.2時(shí)，該項(xiàng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升梯度和時(shí)間節(jié)點(diǎn)被選用，否則，重新設(shè)定提升梯度和時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)入下一輪問(wèn)卷調(diào)查，直至滿足要求.

(3)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和問(wèn)卷調(diào)查，將西安地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升方案分為兩個(gè)階段，第一階段到2020年全面執(zhí)行75%的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；第二階段到2025年全面執(zhí)行近零能耗設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).利用相同方法，提出了陜西省其它寒冷地區(qū)(除西安地區(qū))和夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升方案.