建筑项目节能要点分析？

~ 1建筑工艺方案能评要点分析
1.1建筑布局(1)总平面布置：应在实现建筑功能的基础上，充分利用冬季日照并避开冬季主导风向，利用夏季凉爽时段的自然通风，以利于冬夏两季的节能。同时，总平面布置时亦应考虑建筑群内的环境影响，如垃圾转运站的臭气、锅炉房的燃烧烟气、地下车库的尾气、变压站的电磁辐射以及周边交通的噪声等因素，合理布置公辅设施，将区内外污染影响降至最低。(2)朝向：建筑的主要朝向宜选择本地区最佳朝向，主要衡量因素为冬季能保持有适量的阳光射入室内，夏季则尽量减少太阳直射。就上海地区而言，必须减少东西向阳光对建筑物的照射。各地区最佳朝向略有差异，上海为正南至南偏东15°，北京为正南至南偏东30°以内，而在广州则为南偏东15°至南偏西5°。
(3)通风：建筑布局对建筑群内的整体自然通风有着很大的影响，一般而言，错列式、斜列式以及自由式建筑群体布局形式要比行列式，周边式好，建筑相互挡风较小。建筑单体的自然通风则与外窗位置及开启面积有着重要关系，夏季能引主导风入室，冬季则避免冷风直吹室内。对于某些特定的项目，能评时可以采用专业风环境模拟软件对冬季、夏季和过渡季节分别进行模拟，以符合生态节能的要求。(4)采光：采光除受窗户开启面积与位置因素影响外，还存在区内高大建筑的遮挡，建筑群内单体高度设置时宜采用北高南低的格局，以确保可获得冬至日1h以上的满窗日照。
1.2体形系数体形系数对于建筑能耗有着显著的影响，就夏热冬冷地区统计数据，如体型系数由0.4降至0.3，围护结构传热损失可降低25%，全年采暖空调能耗可减少13%左右[2]。能评时应根据相应建筑的特点建议在不影响建筑物服务功能的前提下尽量减少外墙面大的凹进凸出，尽可能地控制体形系数，其数值符合国家及地方公共建筑或居住建筑节能设计标准中的强规要求。
1.3建筑围护结构我国建筑热工设计分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和五个地区，不同地区的围护结构节能潜力不同，外窗、外墙、屋顶等围护结构的节能贡献能力亦有较大差异，因此，围护结构节能评估时应抓住重点。例如夏热冬暖区的围护结构节能贡献率为外窗＞外墙＞屋顶，节能设计重点首先考虑外窗遮阳；夏热冬冷地区则为外墙＞外窗＞屋顶，节能设计重点首先体现在外墙保温。
能评报告中应清楚说明窗墙面积比、窗的热工性能、活动外遮阳的设置、屋顶绿化的设置等内容，明确各围护结构的保温隔热做法、材料的热工性能及相应的围护结构节能技术措施，同时，还应对设计文本中的热工计算公式及结果的合理性与准确性进行评估，此外，对于材料的防火等安全性能也应重点考虑。针对方案设计阶段文本中已提出的热工设计指标应按该地区相应公建、居住建筑节能设计标准进行校核，如存在建筑设计的部分围护结构热工性能指标无法完全满足现行节能标准中规定性指标的情况，则需要按照国家建设行政主管部门认可的计算软件进行权衡判断；而对于方案文本中可能出现的热工设计指标缺失的情况，能评时则应提出明确的符合性要求。
2主要建筑用能设备系统能评要点分析
民用建筑用能设备系统的节能设计是实现建筑物低能耗运行的重要内容，目前的能评报告中对于暖通空调、电气系统等主要建筑物耗能设备的评估内容相对较少，主要还停留在与方案设计文本一致的描述内容，且很少见有明确的设备能效指标和定量的能耗指标估算结果，这也就无法为今后的建筑物分项能耗监测提供参照。2.1暖通空调系统暖通空调系统是建筑物内的耗能大户，各类民用建筑中暖通空调设备的负荷约占43%～52%[3]，而据对上海市大型公建分项能耗的监测统计结果，暖通空调能耗约占建筑总能耗的40%～60%[4]，由此易见，暖通空调系统的节能设计至关重要。
2.1.1评估要点暖通空调系统的主要评估内容应包括室内外设计参数、冷热源系统、输配系统、空调末端设备等。能评时应明确室内外设计参数与所在地区建筑节能设计标准的符合性；分析空调形式与建筑性质的适用性；分析冷热源选择及容量配置的合理性，是否可以利用所在区域的余热余能资源，主要冷热源设备能效指标包括冷水机组、空调机的EER、COP、锅炉热效率等；分析输送系统与建筑特点的符合性，明确或建议水系统输送能效比、耗电输热比、风机单位风量耗功率等能效指标，水管、风管的保温措施等；分析空调末端设备选择的适用性，送风温度的合理性，以及送、回风方式的可行性等。
2.1.2空调系统的能耗估算方法空调系统的能耗估算通常可采用负荷指标法、经验数据法和设备功率法三种方法。负荷指标法主要利用单位空调面积冷、热负荷指标及制冷设备的能效指标(COP、IPLV)进行估算；经验数据法则是依据所在地区近年来公开发布的建筑空调系统各单元耗电监测统计数据来逐项估算累加；设备功率法则是在设备选型已定、功率明确的情况下结合需要系数和负荷系数进行估算。从实际建筑物运行监测的结果印证来看，前两者估算结果精度要优于后者，而从能评的时段而言，很多项目尚处于方案设计阶段，设备选型并不明确，因此，建议在能评时采用负荷指标法与经验估算法相结合，从而尽量保证估算结果的准确性与可信度。
某大型公共建筑夏季空调能耗估算示例如下：某建筑为某国际企业驻沪总部大楼，办公区域空调系统采用冷水机组+冷却塔的集中中央空调系统。夏季空调系统能耗主要包括空调主机(冷源设备)、输送系统设备(风、水)和末端设备(风机盘管、新风机等)的能耗。冷源采用2台螺杆式冷水机组，COP值不低于5.1W/W。该建筑办公区域单位面积冷负荷按120W/m2计，办公区域面积21784.01m2，空调平均负荷系数按0.6～0.75(该项目取0.7)计，上海地区夏季制冷运行天数120d，日平均使用时间8h。空调主机能耗E=0.7×120×21784.01/5.1×120×8×10-7=34.44万kW·h采用《中国建筑节能年度发展研究报告(2008)》中的经验系数法估算整个系统耗电。K：夏季空调系统设备总耗电与制冷机组耗电的比值，约1.8～2.0，数据源自多项实际工程实测值。该项目E办公夏季=K·E主机(该项目K取1.8)=1.8×34.44=61.99万kW·h2.2电气系统电气系统的能评重点为供配电系统节能设计的合理性，能评主要从以下几方面分析。2.2.1变配电所位置设置的合理性变压器应设置在负荷中心，以减少低压侧线路长度，降低线路损耗，此外，变配电所设置时还应考虑其噪声、电磁辐射对周边环境的影响。
2.2.2负荷计算的准确性验证通常方案文本中少有明确的电力负荷计算全过程，因此，能评时应对方案文本中的负荷数据加以校核，在选择合理的单位负荷指标计算的基础上，采用最佳负载系数法确定变压器容量，以确保系统安全、可靠，并可在经济运行方式下运行。
2.2.3变压器选择的合理性能评时应建议优先选用高效低耗低噪型变压器，力求变压器的实际负荷接近设计的最佳负荷，提高变压器的技术经济效益，减少变压器能耗。2.2.4输变电电能损耗估算输变电损耗是电气系统节能评估的重要内容，也是构成建筑电能消耗不可缺失的部分，输变电损耗包括变损与线损两部分，通常建筑项目中的变损估算可采用简化公式，但若沿用《电力设计手册》中传统的简化公式(ΔP=0.02Sjs，ΔQ=0.1Sjs)，实际结果往往比运用正式公式结果高很多。
在结合国家发改委节能评估培训教材的基础上，建议对于高效、节能型变压器，其有功、无功损耗确定可按以下经数学运算校核后的简化公式进行计算[5]：有功损耗ΔP=0.01Sjs；无功损耗ΔQ=0.07Sjs。由于线路损耗与电缆长度、截面等选型有关，而在方案阶段往往难以确定，故能评阶段可按“线损≈1.0～1.2变损”来做近似估算，两者之和即为系统的输变电总电能损耗，对此结果亦可按GB/T16664《企业供配电系统节能监测方法》、GB/T3485《评价企业合理用电技术导则》“输变电损耗一次变压＜3.5%”的要求进行校核。
2.2.5照明系统的节能评估民用建筑的照明电耗约占建筑总能耗的25%～35%左右[6]，公共建筑及居住建筑中公共区域照明往往存在着较为严重的能源浪费现象，因此，从建筑节能角度而言，照明有着一定的节能潜力。照明系统能耗主要受照明设备功率及设备使用时间的影响，照明系统能评时主要可从以下几方面考虑：(1)照明功率密度值设计的合理性，以确保满足建筑照明设计标准中的规定性节能指标；(2)照明控制系统设计的合理性，通过实现控制方式的自动化、智能化，降低公共区域的照明浪费；(3)照明光源与灯具选择的合理性，在保证照明质量的前提下，应尽量采用高效节能型照明产品，不仅可降低照明系统能耗，而且也可以减少空调系统的能耗。
3能源消费量估算要点分析
能源消费总量的估算结果是建筑节能设计的量化体现，也是项目所在地区域能耗总量控制的基础，能评报告中所称的建筑能耗，是指狭义的建筑能耗，即建筑物投入使用后的设备运行年能耗。民用建筑的能耗类别相对简单，主要包括电、水和燃气，对于使用集中供热、集中供冷以及利用余热资源的建筑物，能耗估算时还应考虑输入的热及冷量。
3.1电建筑物耗电量通常可采用单位指标法或单位面积功率法进行估算。单位指标法适用于具有不同功能性质的建筑(群)或同一建筑物(群)内的不同功能单元，如商办大楼、混合型住宅小区等。单位用电指标的单位通常为W/户、W/单元、W/m2等，如办公建筑可按30～70W/m2计，商业建筑可按60～120W/m2计[3]；再如，上海市新建居民住宅按户型建筑面积分析，用电指标可分别取8kW/户、12kW/户，超大户型和别墅则可分别按80W/m2和100W/m2[7]。
单位面积功率法则是对建筑物内的不同用电负荷进行分类估算，逐项累加，如照明、插座、电梯、给排水、通风、空调设备等，相应的负荷指标可参照《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇——电气》、《建筑照明设计标准》等规范合理取值。单位指标法与单位面积功率法可单独使用，也可结合使用，前者更适用于方案设计阶段，尤其是仅有建筑方案而公辅设备专业方案不完整的建筑项目，估算结果相对准确；而后者则更适用于某一类建筑中一类负荷设备的用电量估算，耗电量估算时在具体设备使用时间上更为精确，该方法符合建筑物能耗分项计量的原则，而且其结果可以在今后的建筑物能耗分项监测中得以验证。
电耗的估算公式如下：Wy=aav·Pc·Tn(1)式中：Wy为年电能消耗量，万kW·h；aav为年平均有功负荷系数，一般取值0.7～0.75；Pc为有功功率，kW；Tn为年实际工作小时。此外，建筑物总耗电量估算时还应包括供电系统中的电能损耗，即变压器损耗与供电线路损耗。3.2水有关建筑物耗水量通常在方案设计文本中有所体现，但能评时应对其结果进行校核使用，对于建筑项目的用水类别应予以补充完善，除常规的建筑物内生活用水外，还应包括绿化、道路洒水、地下车库冲洗水及空调补充水等，同时，建议采用GB50555—2010《民用建筑节水设计标准》中的节水定额指标进行用水量的估算。
3.3燃气民用建筑中使用燃气的单元主要为厨房、食堂及锅炉房，目前，我国所用燃气大多为城市天然气、人工煤气或液化石油气。就住宅建筑而言，居民用气通常为单户的燃气灶具及燃气热水器，用气额定流量通常为2.5m3/h，居民用气量估算可按家庭每日实际使用时间计，亦可采用项目所在地统计年鉴中的居民用气指标。如：据《上海市统计年鉴2012》中“表5.4-主要年份平均每人生活用能源”[8]，2011年上海市人均年生活用气指标为：天然气37.12m3/人·a，煤气23.14m3/人·a，根据天然气及人工煤气热值可统一折算出上海市居民人均耗热量指标约为43.03×104kal/人·a。对于大型公共建筑，锅炉房通常用作中央空调系统及生活热水系统的热源，估算锅炉房耗气量时，则需先估算出全年空调的耗热量及生活热水系统的耗热量，再根据管网热损失率、锅炉热效率及燃气热值反向推算锅炉房全年用气量；而对于大型公建中设置的营业性餐厅用气，则可通过调查同地区类似建筑的商业用气数据进行类比分析估算。
4建筑综合能效水平对标分析
建筑综合能效水平是衡量建筑节能设计的标杆，由于建筑项目能评基本属于方案设计阶段，相应的方案存在着一定的变化因素，建筑围护结构热工性能指标也并不明确，因此，有关设计建筑与参照建筑的权衡计算难以执行，建筑设计节能率这一能效指标也无法明确。鉴于此，能评时所称的建筑能效指标通常为单位建筑面积综合能耗(kgce/m2)、单位建筑面积电耗(kW·h/m2)、单位建筑面积水耗(m3/m2)，以及单位建筑面积的分项能耗(kW·h/m2，空调、动力、照明等)等定量指标。尽管能评文件分类时电力折算系数采用的是当量值，但目前我国统计部门在统计地区能源消费总量时均采用等价值，因此，能评报告里出于对标基准平台一致性的考虑，建筑能效指标应采用等价值数据，同样分析项目能耗对地区能耗增量影响时亦应按等价值执行。
民用建筑项目能效水平对标分析时，首先应按公共建筑和居住建筑两大类区分，如截至2010年末，上海市公共建筑和居住建筑的单位建筑面积能耗分别为49.24kgce/m2和13.94kgce/m2[9]。在实际的能评中，不同类型的公共建筑能耗水平相差很大，居住建筑中的高档社区与普通住宅也有不小差异，且评估项目中往往是多种功能类型集于一体，因此，建筑能效水平对标时不宜笼统进行，而应按办公、商业、学校、医疗、宾馆等不同类型建筑或区域独立分析，相应的对标值可以从当地的统计调查数据或文献资料中获取。
5结论
自《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》(国家发改委6号令)2010年实施以来，能评作为“调整优化产业结构、合理控制能源消费总量”的重要措施[10]，在各省市得到了迅速开展，为政府投资主管部门的决策提供了积极有效的参考，但同时由于能评工作开展的时日较短，全国范围内的能评行业经验积累较少，且能评工作覆盖的专业知识面较广，能评从业人员本身也会存有一定的专业局限性。国家节能中心近两年也陆续发布了2010、2011年度《能评指南》，但实际工作中能评报告的内容、深度及质量均呈现良莠不齐，总体来说各地能评报告编制水平均处于缓慢提高的状态。本文主要从能评编制和审查过程中“建筑节能设计、建筑用能设备系统、能耗总量分类估算、能效指标对标”等重要关注点切入，着眼于具体的实际编制过程，抛砖引玉，希望为广大能耗评估工作者提供一定的参考与指导。

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