既有建筑能效评估方法研究-建筑资讯

      国外一些国家较早开展了建筑节能工作，取得了显著的成效。根据经验，推动建筑节能除了要在规划、设计、施工、产品等技术层面做工作，还应从政策、法规、标准、机制等管理层面进行创新。建筑能效标识制度是近年来发展起来的一种基于市场的建筑节能管理方式，其广泛应用促进了建筑节能工作的进展。
    我国在2004年正式启动了能效标识制度，但仅局限于少数家用电器产品，而建筑领域的能效标识制度还未建立。在当前严峻的节能减排形势下，有必要开展建筑能效标识制度的研究，探索建筑能效评估与标识的技术、方法和标准，通过机制创新来推动我国建筑节能工作的深入开展。
    既有建筑能效评估技术
    目前国内还没有建立完整的建筑能效标识制度，需要首先从建筑能效评估技术入手，建立起建筑能效标识基础。
    （一）美国建筑节能评价体系（RESNET）介绍
    美国住宅能效服务网(RESNET，Residential Energy  Services Network)是美国一个非盈利性的非政府组织，创立于1995年。该组织旨在提高建筑用能效率，设定建筑能效评级标准，确保建筑能效认证得以推行。
    RESNET包含完整的建筑能效评价方法、建筑能效评价标准、建筑节能减排计算方法，以及建筑能效评估机制、评估师认证办法、评估质量保证体系、评估师道德准则和操作标准等。RESNET自创立以来广泛应用于全美50个州的新建建筑和既有建筑的能效评估与标识工作，并拥有超过5000名注册的评估师，目前已对超过10％的新建住宅进行了能效评估与标识。
    RESNET被广泛应用于建筑节能性能的贷款量值化、联邦政府实施的建筑节能减税制度、美国环保署的“能源之星(Energy Star)”标识制度和美国能源部的“建设美国”等计划中，并且该体系还成功地应用到加拿大、欧盟等国家和地区的建筑节能评估工作中。
    （二）上海地区既有建筑能效评估方法
    在RESNET建筑能效评价体系的基础上，结合上海地区气候条件以及上海市建筑节能工作的具体推进要求，对RESNET的建筑能效评价方法作了适当调整和改进，提出了适用于上海地区的全新的建筑能效评估方法和评价标准。
    该方法将现场实测的建筑性能参数与计算机模拟技术相结合，以标准使用条件下被评估建筑物的采暖空调能耗值为基础，通过与构建的“节能基准建筑”的能耗值相比较，计算出建筑物的“能效指数”进而确定建筑物的“能效等级”，实现对建筑能效的评估．
    1、评估指标
    该方法以被评估建筑的“能效指数”和“能效等级”作为评估指标。能效指数表示建筑物能源利用效率高低的量化指标，以节能基准建筑的能耗值为100，以没有净能源输入的建筑能耗值为0，以此作为能效指数的比例尺度，每一等份代表被评估建筑相对于节能基准建筑1％的能耗差值，由此计算出被评估建筑的能效指数。
    能效等级反映建筑物能源利用水平的级别，能效指数低于100的建筑（节能标准的建筑)，每10等份作为一个能效等级，从1★级到5★级，其中5★级的建筑能效最高；能效指数高于100的建筑(不符合节能标准的建筑)，每50等份作为一个能效等级，从未达标l级到未达标V级，其中未达标V级的建筑能效最低。能效等级的划分方法如表1所示。
    其中，“节能基准建筑”是与被评估建筑相对应的假想建筑，其外形、大小、朝向、内部空间划分和使用功能等基本信息与被评估建筑相同，而围护结构热工性能和用能设备效率等参数按照现行节能标准所规定的指标限值选取，它反映了被评估建筑按节能标准建造时所能达到的节能水平。
    2、评估流程
    在既有建筑能效评估方法中也规定了涉及查验房屋质量检测报告、收集基本资料和信息、现场抽样实测、确定能效计算参数等步骤的能效评估流程。另外，对于实施节能改造的既有建筑，应包括预评估和后评估两个过程，根据预评估的结果判定是否需要节能改造，并以此作为节能改造方案的设计依据。通过节能改造后的能效评估来验证节能改造的效果，并评定节能改造项目是否达到预期目标。
    试点工程研究
    （一）项目概况
    漕北大楼位于上海市徐汇区，始建于1975年，该建筑群由6幢14层及3幢1 8层的高层住宅楼组成，总建筑面积7万余平方米，为上海市第一批高层住宅建筑群。历经三十多年风雨，大楼屋面、墙面都出现不同程度的渗水现象，墙面面砖部分起壳，随时有掉落的危险。外墙立面附属设施出现不同程度损毁，安全隐患大。建筑为钢筋混凝土剪力墙结构，未采取保温隔热措施，围护结构的热工性能较差，室内热舒适度不高。项目位于漕溪北路交通主干道一侧，区位位置显著，并与上海万体馆、上海体育场、华亭宾馆等建筑遥相呼应，本案的外观改造事关城市形象的再塑。
    (二) 节能改造预评估
    本工程按照上海市既有建筑能效评估方法在实施节能改造前进行了节能改造预评估，掌握改造前建筑物的整体性能和能效状况，并据此进行节能改造的方案设计。节能改造预评估的内容包括：建筑基本信息和相关资料收集、围护结构热工性能检测、围护结构热工缺陷检测、能效计算等。
    经节能改造预评估，该项目围护结构热工性能较差，均未达到节能标准规定的指标限值。经动态模拟计算，在标准运行使用工况下，改造前该建筑的单位面积采暖空调能耗值为50.59(kwh/m2)，而与其相对应的节能基准建筑的单位面积能耗值为35.43(kwh/m2)。因此，漕北大楼的能效指数为142.8，能效等级为“未达标1级”，未达到现行50％的节能标准，应进行节能改造。
    根据预评估结果，提出如下节能改造方案：外墙采用35mm膨胀聚苯板(EPS)外墙外保温系统，屋顶采用35mm挤塑聚苯板(XPS)保温系统，外窗更换为铝合金中空玻璃窗(5+6A+5)。同时，对该项目进行旧小区综合整治，包括外墙面砖起壳部分修复，统一安装附属设施等。
    (三) 节能改造后评估
    改造完工后，按照上海市既有建筑能效评估方法对工程进行了效果评估。
    通过拍摄漕北大楼外立面的红外热像图进行了围护结构热工缺陷的检测，根据红外热像图可以得出，漕北大楼节能综合改造工程中外墙外保温施工质量良好，无明显热工缺陷。
    通过对屋顶和外墙传热系数的现场检测，得到改造前后漕北大楼围护结构的热工性能比较。
    经动态模拟计算，在标准运行使用工况下，改造后该建筑的单位面积采暖、空调能耗值为31.23(kwh/m2)与改造前相比降低38.3％，其能效指数为88.1，能效等级为“★★”。经过节能改造，该建筑符合现行50％的节能标准的要求，并达到55％的节能率。
    (四)综合评价
    该项目的节能综合改造采取政府推动、百姓参与、技术支撑、资金保障的全新模式，取得成功。改造后，建筑外墙的安全性和耐久性得到大大改善，围护结构的热工性能显著提高，室内热舒适度也随之提高，居民生活环境得到根本改善。通过采用既有建筑能效评估方法，对漕北大楼节能改造前后的建筑能效状况有了较为准确的把握，能够定量地验证节能改造的效果，保证了该节能改造工程的顺利实施。
    结论
    建筑能效标识制度是推动建筑节能工作深入开展的一项非常有效的创新机制和管理模式，而建筑能效评估则是保证建筑能效标识顺利实施的基础和依据。我国的建筑能效标识工作尚处于探索试点阶段，还未形成完善的能效评估体系。本文以既有建筑为主要对象，初步建立了上海地区既有建筑能效评估方法，该方法将现场实测与计算机模拟技术相结合，以无量纲的相对能耗值作为评估依据，以简洁直观的“能效指数”和“能效等级”作为评估指标，可以为既有建筑的能效标识提供量化依据。
    本文所述的既有建筑能效评估方法，通过案例验证了其可用性和有效性，可用于评价既有建筑节能改造工程的实施效果，有助于推动既有建筑节能改造工作的开展。