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美英兩國(guó)建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系對(duì)中國(guó)的啟發(fā)

    作者:鄭曉敏

   西方歐美國(guó)家已經(jīng)建立了完善的建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系,如美國(guó)有完善的公共建筑和居住建筑能耗統(tǒng)計(jì)和良好的在線評(píng)價(jià)工具,英國(guó)則有建筑能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目( Non-Domestic Building Stock,NDBS)和政府能效最佳實(shí)踐項(xiàng)目( Government Energy Efficiency BestPractice Program,EEBPP)。英美兩國(guó)的建筑能耗基準(zhǔn)已成為世界各國(guó)建立各自建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)工具的范本。相比之下,中國(guó)目前還沒有完整的能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)方法和體系來判斷建筑能耗情況。因此,本文將通過對(duì)中美英3個(gè)國(guó)家的建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系的情況進(jìn)行對(duì)比,從中找出我國(guó)建筑能耗基準(zhǔn)建設(shè)的不足,為推動(dòng)我國(guó)建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)的發(fā)展提供建議。

1  中美英建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)對(duì)比

    建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)是將需要評(píng)價(jià)的建筑物與具有相同類型、相同功能的參照建筑物進(jìn)行對(duì)比,從而判斷其建筑能耗狀況的一種評(píng)價(jià)方法。通過建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià),可以增加建筑業(yè)主和管理者對(duì)其建筑能耗情況的了解,從而確立提高自身建筑能耗特性方法。

  建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)步驟可一般化為以下3個(gè)方面:節(jié)能目標(biāo)和建筑能耗基準(zhǔn)值設(shè)定、能耗統(tǒng)計(jì)分析和建筑能耗評(píng)價(jià)工具的開發(fā)。其中,節(jié)能目標(biāo)和建筑能耗基準(zhǔn)值是前提,為建筑能耗基準(zhǔn)的設(shè)定提供理論依據(jù);統(tǒng)計(jì)分析是手段,通過統(tǒng)計(jì)分析,可以獲得大量的實(shí)際的建筑能耗基準(zhǔn),為建筑能耗基準(zhǔn)的設(shè)定提供實(shí)際依據(jù);評(píng)價(jià)工具是方法,是整個(gè)能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)的后續(xù)步驟,通過提供在線測(cè)評(píng)工具,用戶可以很方便的了解自身建筑物的能耗情況,以及與其它類似建筑間的能耗狀況比較,從而為完善其能耗情況提供支持。

1.1節(jié)能目標(biāo)和建筑能耗基準(zhǔn)值

  在我國(guó),相關(guān)政府主管部門提出了將建筑節(jié)能的目標(biāo)分為三步:第一步,從1986年開始,新建供暖居住建筑在1980~1981年的基礎(chǔ)上要節(jié)能30%:第二步,1996年的節(jié)能要求要比第一步的節(jié)能要求提高30%,即總節(jié)能達(dá)到50%;第三步,從2005年開始.要再節(jié)能30%,即達(dá)到總節(jié)能65%的水平。

  中國(guó)的建筑能耗基準(zhǔn)設(shè)定普遍采用50%節(jié)能率的方法,首先確定基準(zhǔn)建筑,此基準(zhǔn)建筑是以20世紀(jì)80年代改革開放的公共建筑作為基礎(chǔ),需要對(duì)比的建筑要在沒有采取節(jié)能措施的前提下,而且其室內(nèi)環(huán)境要保持相同,其運(yùn)行能耗應(yīng)降低50%。

  雖然,在國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中,50%的節(jié)能率已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,但是在實(shí)際工程當(dāng)中,其存在很大的局限性,并不能滿足現(xiàn)代形式各異的建筑。因此,在2012年,JGJ 75-2012《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中引入了節(jié)能設(shè)計(jì)綜合評(píng)價(jià),即“對(duì)比評(píng)定法”的概念。“對(duì)比評(píng)定法”是先建造一個(gè)“參照建筑”,該建筑與所設(shè)計(jì)的建筑物的大小和形狀設(shè)計(jì)類似。將“參照建筑”與所設(shè)計(jì)建筑物比較,如果所設(shè)計(jì)建筑的能耗比參照建筑低,則它滿足節(jié)能要求。如果所設(shè)計(jì)建筑的能耗比“參照建筑”高,則需要對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑物調(diào)整參數(shù),再次計(jì)算,直至其滿足要求。

    新建建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的頒布標(biāo)志著美國(guó)建筑節(jié)能相關(guān)工作的正式展開,并將節(jié)能量作為重要的修訂指標(biāo)。之后,隨著各界對(duì)建筑節(jié)能工作的要求不斷提高,標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入了一個(gè)3年1次的修編過程,能源部對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)修訂的要求為:2010版標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)比2004版標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能30%。為了有效的降低能耗,美國(guó)能源部規(guī)定以2003年統(tǒng)計(jì)的建筑能耗為基準(zhǔn),2020年新建住宅建筑和2050年新建商業(yè)建筑實(shí)現(xiàn)零能耗計(jì)劃。

    英國(guó)在其2013版《建筑條例》中規(guī)定,要在2006版的基礎(chǔ)上節(jié)能44%,在2002版的基礎(chǔ)上節(jié)能55%。英國(guó)根據(jù)英格蘭、蘇格蘭和北愛爾蘭地區(qū)的建筑能耗總量和分項(xiàng)終端能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),確定了英國(guó)的“節(jié)能目標(biāo)值”和“標(biāo)準(zhǔn)值”的基準(zhǔn)。“節(jié)能目標(biāo)值”指的是在所有調(diào)查數(shù)據(jù)中,該建筑能耗水平處于所有建筑物能耗水平的前25%;而“標(biāo)準(zhǔn)值”則表示在所有統(tǒng)計(jì)的建筑能耗中,該建筑能耗水平處于平均值。另外,由于每棟建筑物的都有其特點(diǎn),設(shè)備和運(yùn)行時(shí)間也不盡相同,需要根據(jù)建筑物的實(shí)際情況,設(shè)定其能耗基準(zhǔn)值。

表1反應(yīng)了中英美3個(gè)國(guó)家在節(jié)能目標(biāo)和基準(zhǔn)值的設(shè)定方面的異同點(diǎn)。我國(guó)建筑能耗基準(zhǔn)值設(shè)定時(shí)考慮了不同地區(qū)的差異,但是沒有引進(jìn)零能耗建筑的概念。

1.2建筑能耗統(tǒng)計(jì)

    進(jìn)行建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià),需要建立建筑能耗數(shù)據(jù)庫(kù),因此需要對(duì)大量建筑物的實(shí)際能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

    中國(guó)現(xiàn)行建筑能耗統(tǒng)計(jì)存在種種問題,為了解決這些問題,中國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織開展了民用建筑能耗統(tǒng)計(jì)工作。分別于2007年8月和2010年3月,印發(fā)了《民用建筑能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度》(試行)和《民用建筑能耗和節(jié)能信息統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度》,前者在國(guó)內(nèi)23個(gè)城市試行,后者在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)行。

    美國(guó)能源信息管理局關(guān)于建筑能耗的統(tǒng)計(jì)有2種:商業(yè)建筑能耗調(diào)查( Commerical Buildings EnergyConsumption Survey,CBECS)[lo]和住宅能耗調(diào)查( Residential Buildings Energy Consumption Survey,RECS)。其中商業(yè)建筑能耗調(diào)查,始于1979年,每4年實(shí)施1次。其包含數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)和建立CBECS數(shù)據(jù)庫(kù)四步。與公共建筑類似,住宅建筑能耗調(diào)查,也是基于全國(guó)范圍。最早始于1978年,開始是1年1次,后改為3年1次,到最后改為4年1次。

    1991年開始的NDBS( non-domestic building stock)項(xiàng)目是英國(guó)最重要的研究能源使用項(xiàng)目之一。其對(duì)英國(guó)境內(nèi)已建和在建的非住宅建筑進(jìn)行了全面的統(tǒng)計(jì),由環(huán)境部門,交通和地區(qū)的全球大氣科所贊助的,英國(guó)開放大學(xué),謝菲爾德哈萊姆大學(xué),建筑研究機(jī)構(gòu)等等的一些研究小組來實(shí)施。其數(shù)據(jù)主要有兩個(gè)來源:首先,稅務(wù)局評(píng)估辦公室提供的130萬的商業(yè)及工業(yè)樓宇的建筑面積和建筑數(shù)據(jù);其次是一系列的在曼徹斯特市中心,斯溫頓,塔姆沃思的部分和伯里圣埃德蒙茲的3 500個(gè)地方的非住宅樓宇的街頭調(diào)查。

表2對(duì)中英美3個(gè)國(guó)家在建筑能耗統(tǒng)計(jì)方面的工作進(jìn)行了比較。從表中可以看出,雖然我國(guó)的建筑能耗統(tǒng)計(jì)工作開展較晚,但是其覆蓋的區(qū)域較為全面,而且包含了公共建筑和民用建筑;相比于英國(guó)只對(duì)四個(gè)城市的非住宅建筑能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì),我國(guó)的建筑能耗統(tǒng)計(jì)工作相對(duì)完善。

1.3  建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)工具

    建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)工具是一種新型的在線基準(zhǔn)評(píng)價(jià)工具。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),世界上已有將近30種建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)工具。

    美國(guó)常用的建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)工具有兩個(gè),由是美國(guó)環(huán)保局推出的Energy Star和勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在Arch工具的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)的Cal-Arch。根據(jù)建筑類型的不同,Energy Star建立了不同的回歸模型。用戶可以在線輸入建筑面積和設(shè)備等與建筑能耗有關(guān)的數(shù)據(jù),該工具首先計(jì)算出該建筑的年建筑能耗,然后將結(jié)果與數(shù)據(jù)庫(kù)中類似建筑物進(jìn)行比較,得出該建筑的能源利用效率得分。Cal-arch與Energy Stat工作流程比較類似,即輸入建筑類型、設(shè)備等數(shù)據(jù),通過工具分析,得出建筑物的能耗情況。與Energy Star不同,Arch采用分布(柱狀閣)統(tǒng)計(jì)模型形式,即用戶可以根據(jù)軟件中自帶的分布基準(zhǔn)來確定百分之多少的建筑比他們的建筑消耗能源多。

    始于1989年4月的英國(guó)的“政府能效最佳實(shí)踐項(xiàng)目”,英文全稱為“Government Energy EfficiencyBest Practice Program”,簡(jiǎn)稱為“EEBPP”,可以向工業(yè)和建筑業(yè)的用戶提供免費(fèi)信息,從而幫助他們減少能源費(fèi)用。該評(píng)價(jià)方法項(xiàng)目與基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比時(shí),需要輸入建筑類型、建筑能耗的面積(空調(diào)面積)、年度總能耗、度天數(shù)、使用時(shí)間。其中要注意到其能耗的計(jì)算往往按空調(diào)面積計(jì)算,而我國(guó)常以建筑面積為計(jì)算單位,這兩者是不同的。

    而我國(guó)目前還沒有全國(guó)范圍內(nèi)的建筑能耗基準(zhǔn)在線評(píng)價(jià)工具。

表3給出了英美兩國(guó)的在線基準(zhǔn)評(píng)價(jià)工具在方法,輸入內(nèi)容,輸出內(nèi)容等方面的比較。我國(guó)可以借鑒這兩個(gè)國(guó)家在這方面的經(jīng)驗(yàn),建立自己的在線能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)工具,以使用戶可以方便地對(duì)建筑物能耗進(jìn)行分析,與通過與其它類似建筑間的能耗狀況比較,找出該建筑物節(jié)能的可行性。

2結(jié)論

  通過建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系,管理者和業(yè)主可以方便的了解到其建筑物的能耗狀況,從而采取有效的節(jié)能措施。這對(duì)于促進(jìn)政府方針政策的制定,促進(jìn)建筑節(jié)能工作的開展提供了方法。但是,通過本文對(duì)比,可以看出,雖然我國(guó)目前建筑能耗基準(zhǔn)的研究工作取得了一定的進(jìn)展,但是我國(guó)有關(guān)建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系的工作還處于起步階段,并沒有建立起像西方發(fā)達(dá)國(guó)家那樣的比較完善的能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

    1)雖然我國(guó)通過節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)等設(shè)定了一些建筑能耗基準(zhǔn),但是,關(guān)于“零能耗住宅和被動(dòng)房”等相關(guān)概念,卻很少在標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定。

    2)已經(jīng)建立起的建筑能耗數(shù)據(jù)庫(kù)中,進(jìn)行建筑能耗統(tǒng)計(jì)的次數(shù)較少,只在2007年和2010年進(jìn)行了兩次統(tǒng)計(jì),而且存在覆蓋地區(qū)不全,建筑數(shù)量有限等較多等問題。

3)考慮到建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)工具已經(jīng)在英美等國(guó)應(yīng)用非常廣泛,我國(guó)卻沒有建立適合廣大用戶方便使用的在線建筑能耗基準(zhǔn)測(cè)評(píng)工具,尤其需要加強(qiáng)這方面的研究和進(jìn)展。

3[摘要]

2010年建筑能耗占全球終端能耗的32%,據(jù)預(yù)測(cè),到本世紀(jì)中葉,將增長(zhǎng)2~3倍。通過建筑能耗基準(zhǔn),業(yè)主可以借此實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑節(jié)能潛力評(píng)估的需要,同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)國(guó)家政府主管部門對(duì)節(jié)能監(jiān)管的需求。本文指出了建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)的一般步驟:設(shè)定節(jié)能目標(biāo)和建筑能耗基準(zhǔn)值;開展建筑能耗統(tǒng)計(jì);建立建筑能耗基準(zhǔn)評(píng)價(jià)工具,并從這三個(gè)方面分別對(duì)中英美三國(guó)的建筑能耗基準(zhǔn)情況進(jìn)行對(duì)比分析。研究結(jié)果表明:與英美兩國(guó)相比,中國(guó)建筑能耗基準(zhǔn)處于初始階段,只對(duì)節(jié)能目標(biāo)和能耗基準(zhǔn)值進(jìn)行了設(shè)定,雖然出臺(tái)了關(guān)于建筑能耗統(tǒng)計(jì)的相關(guān)規(guī)定,但是實(shí)際的關(guān)于建筑能耗統(tǒng)計(jì)工作卻比較少,此外,中國(guó)還沒有建立適合廣大用戶方便使用的在線建筑能耗基準(zhǔn)測(cè)評(píng)工具。

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