建筑节能

节能建筑评价指标体系的初步研究

更新日期:08-11-27 点击:

摘要:本文介绍了目前已有的三类节能建筑评价指标和方法,并分别分析了各类方法的特点,而且简单介绍了我国既有的建筑节能设计标准中所采用的评价指标,最后提出应根据我国的实际情况科学地建立起适用于我国的节能建筑评价指标体系。
 

0 前言

  自上个世纪以来,由于无节制地消耗能源,使得CO2等温室气体的浓度逐年剧增,全球温度也随之升高,引发了气候异常、生态破坏等现象,业已危及到人类生存的基本环境。此外,随着我国石油、煤炭、电力等能源价格的不断上涨,全社会节约能源的问题已经摆在中国每一个行业面前。而能耗占到社会总能耗30%的建筑行业更是成为重点节能对象。小到一家一户,大到一个城市一个行业,建筑节能已经成为迫在眉睫的问题。

  近年来,大批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(如2005年7月1日起正式实施的《公共建筑节能设计标准(GB 50189-2005)》等)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建筑节能的关键。清华大学建筑学院教授江亿院士曾表示:“要使建筑节能的推动模式真正运转起来,其关键是给出建筑能耗指标,建立起建筑能耗评估体系。[1]”因此,建立节能建筑评价指标体系,是进行建筑综合节能评价的基础性工作,其科学合理性直接影响着评估结果的准确性。

  在各国的建筑节能设计标准或规范中,节能建筑的评价指标或方法主要分为三类:规定性指标(Compulsory Index)、性能性指标(Performance Index)和建立在建筑能耗模拟基础上的年能耗评价。本文介绍了目前已有的这三类节能建筑评价指标和方法,并分别分析了各类方法的特点,而且简单介绍了我国既有的建筑节能设计标准中所采用的评价指标,最后提出应根据我国的实际情况科学地建立起适用于我国的节能建筑评价指标体系。

1 规定性指标

  规定性指标(Compulsory Index)主要是对各能耗系统,如围护结构(墙体、屋面、门或窗)的传热系数、体形系数、窗墙比和遮阳系数,以及采暖、空调和照明设备最小能效指标等,所规定的一个限值,凡是符合所有这些指标要求的建筑,运行时能耗比较低,可以被认定为节能建筑。属于此类的参数有围护结构各部位的传热系数K(即许多欧洲国家所说的U-Value)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)、综合部分负荷值IPLV(Integrated Part Load Value)、能效比EER(Energy Efficiency Ratio)和性能系数COP(Coefficient Of Performance)等。

  然而,如今的建筑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等。因此,这种分项的规定性指标由于过于具体,而且各个指标之间相互独立、缺乏有效的关联,故无法进行建筑各部分能耗的综合分析。此外,由于各个指标规定得太过死板,也在一定程度上限制了建筑师的设计自由和创造性。

2 性能性指标

  性能性指标(Performance Index)不具体规定建筑局部的热工性能,但要求在整体综合能耗上满足规定要求,某一节能目标可以通过各种手段和技术措施来实现。它允许设计师在某个环节上有一定的突破,从而给了设计师较大的自由发挥的空间,这样一来鼓励了创新,满足了设计师在自由设计和建筑节能规范控制两方面的需求。此类指标对于围护结构有总传热值OTTV(Overall Thermal Transfer Value)和周边全年负荷系数PAL(Perimeter Annual Load)等评价指标,对于空调系统则有空调能源消费系数CEC/AC(Coefficient of Energy Consumption for Air Conditioning )等评价指标。下面对一些目前国内比较关注的性能性指标作个简单的介绍。

2.1 传热值OTTV

  美国ASHRAE最先提出OTTV的概念,我国香港地区和一些东南亚国家(如新加坡、泰国等)也都指定了各自的OTTV标准。OTTV是由进入室内的通过不透明围护结构的导热、通过玻璃窗的导热和通过玻璃窗的太阳辐射等三部分所组成的得热量,整个围护结构的OTTV可以按个墙体面积加权平均求得[2]。由于规定的是围护结构的总传热量,因此在符合标准的前