建筑节能评价与能效标识.ppt

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1、建筑节能评价与能效标识,我国建筑节能评价与能效标识概况,我国于1998年实行节能产品认证制度，在原国家经贸委牵头并直接领导下，经过原国家质量技术监督局批准，1998年10月，中国节能产品认证机构正式成立；2004年8月13日，由国家质量监督检验检疫总局和国家发展和改革委员会正式颁布能源效率标识管理办法，标志着我国能效标识制度的启动；2005年3月1日，第一批产品正式开始实施能效标识制度，其中包括家用电冰箱和房间空气调节器。,民用建筑热工设计规范GB 5017-93建筑热工设计将我国分为五个气候区，分别是严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。目前，除了温和地区之外，其余四个气

2、候分区都有自己的住宅建筑节能设计标准，分别是民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)JGJ2695主要是针对严寒和寒冷地区的标准，夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ 134-2001夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ 75-2003，公共建筑节能设计标准GB 50189-2005。可以说，迄今为止，我国已经初步建立了在1980年标准基础上节能50%为目标的建筑节能设计标准体系，新建建筑全面严格执行50%节能标准，四个直辖市和北方严寒、寒冷地区实施新建建筑节能65%的标准。,在建筑综合性能评价和绿色建筑评价方面。2003年底，由清华大学、中国建筑科学研究院、北京市建筑设计研究院等科研机构

3、组成的课题组公布了详细的“绿色奥运建筑评估体系”。这是国内第一个有关绿色建筑的评价、论证体系。该体系是在日本的CASBEE的评价方法的基础上，结合中国的现有标准等制定的一个绿色建筑评估体系。2005年，建设部与科技部联合发布了绿色建筑技术导则,和绿色建筑评价标准（GB 50378-2006）。这可以说是我国颁布的第一个关于绿色建筑的技术规范。绿色建筑技术导则中建立了绿色建筑指标体系，绿色建筑指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源、室内环境质量和运营管理六类指标组成。国家标准住宅性能评定标准（GB50362-2005）于2006年3月1日起实施。住宅性能评定标

4、准适用于城镇新建和改建住宅的性能评定，反映的是住宅的综合性能水平，体现节能、节地、节水、节材等产业技术政策，倡导一次装修，引导住宅开发和住房理性消费，鼓励开发商提高住宅性能等。在住宅性能评定标准中，住宅性能分为适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能五个方面，根据综合性能高低，将住宅分为A、B两个级别。,节能建筑评价标准(GB/T 50668-2011,目前，行业主管部门和有关科研单位为建立我国建筑节能评价及能效标识进行探索和研究。由中国建筑科学研究院及重庆大学等单位共同起草的节能建筑评价标准(GB/T 50668-2011已向社会公开征求意见，该标准将节能建筑按照采用节能措施的情况划

5、分为A、B两个级别，其中B级节能建筑为执行了国家和行业现行强制性标准的建筑，A级节能建筑为执行了国家现行标准且节能性高于B级的建筑，A级节能建筑又细分为1A、2A、3A三个等级。该标准的节能建筑评价指标体系由规划与建筑设计、建筑围护结构、采暖通风与空气调节、给水排水、电气和照明、室内环境质量和运营管理七类指标组成。每类指标包括控制项、一般项与优选项。节能建筑应满足该标准中所有控制项的要求，并按被评建筑满足一般项数和优选项数目，划分为B、1A、2A和3A四个等级。节能建筑评价标准适用于全国的节能居住建筑与节能公共建筑评价，评价对象包括建筑群和单体建筑。节能建筑评价标准中的评价方法基本属于清单列表

6、法，具有评价指标体系全面、评价方法可操作性好等优点。,但该标准也存在一些不足，首先，该标准对各等级必须达到的一般项和优选项数目提出最低要求，被评建筑等级划分的主要依据是其达到一般项和优选项的数量，然而，该标准没有提供各等级一般项和优选项最低数量要求的理论依据；其次，该标准没有为其评价指标分配清晰的量化权重；最后，该标准没有提出一个如何处理主观评价中出现的不确定和不完全信息的方法。,由中国建筑科学研究院主编及各地方建筑科学研究院参编的建筑能效测评与标识技术导则将建筑能效标识划分为五个等级。当基础项（按照国家现行建筑节能设计标准的要求和方法，计算得到的建筑物单位面积采暖空调耗能量）达到节能5065

7、%且规定项均满足要求时，标识为一星；当基础项达到节能6575%且规定项均（按照国家现行建筑节能设计标准要求，围护结构及采暖空调系统必须满足的项目）满足要求时，标识为二星；,当基础项达到节能7585%以上且规定项均满足要求时，标识为三星；当基础项达到节能85%以上且规定项均满足要求时，标识为四星。若选择项（对高于国家现行建筑节能标准的用能系统和工艺技术加分的项目）所加分数超过60分（满分100分）则再加一星。建筑能效的测评与标识以单栋建筑为对象，在对相关文件资料、部品和构件性能检测报告审查以及现场抽查检验的基础上，结合建筑能耗计算分析结果，综合进行测评。,以国家建筑能效测评与标识技术导则为模板，

8、一些地区结合自己地区特点，也制定了适宜本地区的建筑能效测评与标识方法，比如重庆市建设委员会颁布了重庆市建筑能效测评与标识管理办法(渝文审20084)和重庆市建筑能效测评与标识技术导则。该类建筑能效标识方法主要是基于建筑节能设计分析软件模拟计算所得的被测评建筑的单位面积采暖空调全年耗能量与基准建筑的单位面积采暖空调全年耗能量的比值进行标识。,目前，已经有一些建筑获得不同的能效标识等级，然而，该类建筑能效标识方法存在一些不足，首先，不管是国家的能效标识方法还是地方的能效标识方法，对建筑节能分析软件模拟工具的名称、方法未作清楚的说明，这无疑会给建筑能效标识带来一些执行问题，其次，该类建筑能效标识方法

9、基本上是基于单一指标进行标识，所以建筑节能评价的范围比较窄，不能全面反应建筑节能的综合情况。,与行业主管部门欲积极推行建筑能效标识认证制度相配合，不少地区和城市已率先行动起来。北京市在去年公布的北京市“十一五”时期建筑节能发展规划中，确定在2010年前本市新建公共和居住建筑必须申请建筑能效标识，未取得标识的不得交付使用和出售，房屋能效情况将写入购房合同，市民将来购新房时将增加一个重要参考指标。上海“十一五”期间拟对新建建筑试行能效标识制度，公共建筑未标识能效的不得竣工验收备案，不得交付使用；居住建筑售楼时售楼书须写明能效设计标准，否则业主将有权追究有关方面的法律责任。,国外建筑节能评价与能效标

10、识,目前国际上的建筑能效相关的评价方法很多，可以分为三大类：清单列表法，生命周期评价方法和基于建筑能耗计算和模拟的评价方法。清单列表实际上是一些带有标记的问题，不同的权重分配给一个分类或某个问题，然后一个评分以及最后的结果就会根据提问计算出来。生命周期评价方法按照生命周期评价方法的基本框架，对建筑的物质和能量的输入和输出的作清单分析，需要一个涉及到建筑过程与管理的材料与资源的详细目录。建筑能耗计算和模拟为基础的建筑评价和标识是基于一套建筑能耗计算方法或者计算机模拟软件，通常计算结果为建筑运行阶段的能耗，在计算出的单位面积能耗基础上进行评价。,基于清单列表法,基于清单列表法建筑能效相关的评价方法

11、有许多，目前知名度比较大的有：美国的能源与环境设计先导LEED（Leadership in Energy and Environmental Design），英国的建筑环境评价方法BREEAM(British Research Establishment Environmental Assessment Method)，日本的建筑物综合环境性能评价体系CASBEE（Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency），试图建立国际化的建筑环境评价的绿色建筑挑战项目(Green Building Challe

12、nge,GBC),Arup公司开发的可持续建设项目评价工具SpeAR（r）(Sustainable Project Appraisal Routine)，近年来广受关注的澳大利亚绿色建筑委员会（The Green Building Council of Australia,CBCA）发起绿之星（Green Star）荷兰(Netherlands)ECO QUANTUM,德国的ECO-PRO,加拿大EnerGuide建筑能耗标识体系，俄罗斯莫斯科市实施的建筑“能源护照Energy Passport program”计划等。清单列表的优点是提高了实际操作性，但是，清单列表的一个问题是权重对于用户来

13、说并不是一直明显的，,生命周期评价方法,生命周期评价LCA（Life Cycle Assessment）是对产品的生产和服务“从摇篮到坟墓”的整个生命过程造成的所有环境影响的全面分析和评价。生命周期评价能对最优化配置资源和重视整体利益起到重要的指导作用。生命周期评价（LCA）经过30多年的发展，目前已纳入SO14000环境管理系列标准而成为国际上环境管理和产品设计的一个重要支持工具。生命周期评价已被认为是21世纪最有潜力的可持续发展支持工具。,目前，国际上建筑能效相关的生命周期评价方法中国香港机电工程署开发的港商业建筑生命周期成本分析LCC（Life Cycle Cost）、香港商业建筑生命周

14、期能量分析LCEA(Life Cycle Energy Analysis)，美国的BEE，加拿大的Athena，法国的EQUER和TEAM。但是，基于生命周期的建筑能效评价方法需要一个涉及到建筑过程与管理的材料与资源的详细输入和输出目录，目前在我国开展生命周期建筑能效评价研究的瓶颈是基础数据缺乏,建筑运行能耗计算或模拟,基于建筑运行能耗计算或模拟的评价方法与上述试图从建筑能效相关的整体性能来评价建筑所不同的是，以某种建筑运行能耗计算方法或者建筑运行能耗计算机模拟软件为基础的建筑能效评价方法是目前建筑能耗评价的主要方法。在欧盟建筑能效指导EPBD 2002/91/EC(Energy Perfor

15、mance of Buildings Directive)框架下的建筑能耗证书制度都属于该类建筑能效评价方法。该类方法最大的优点是能为建筑能耗提供定量的比较和评价，不足之处则是建筑能效的评价依赖于某一建筑能耗模型，任何一种建筑能耗计算方法和模拟软件都是在一定的假定条件下对建筑能耗进行计算和模拟，一方面建筑能耗计算方法和模拟的结果经常出现较大出入，另一方面任何一种建筑计算方法和模拟软件都不能将影响建筑能效的方方面面都包含进去，并建立定量的能耗计算。,SAP,英国住宅的采暖负荷在过去的几十年中有了大幅度减少，与上世纪40年代相比，2005年英国住宅年采暖负荷减少了四分之三。可以说，英国的住宅建筑节

16、能措施的设计和实施效果都是很有效的。英国基于标准评程序SAP的新建住宅能耗标识和基于“简化标准评价程序”（Reduced Data SAP，RDSAP）既有住宅能耗标识方法。英国标准评估程序实质上是一套住宅的采暖、照明、通风、卫生热水的能耗计算方法。在标准计算程序SAP基础的计算机软件有许多，包括NHER PlanAssessor，EES SAP Calculator，SuperHeat,Building Desk，JPA Designer，SAP Calculator等。英国标准评价程序2005”(Standard Assessment Procedure，SAP2005)是英国政府采用的“

17、国家建筑能效计算方法”(National ethodology for calculation,NCM)之一,EARMTM2006,当前英国对非居住建筑的能效评价采用CIBSE开发的“能量评价和报告方法”EARM，能量评价和报告方法 EARMTM2006以单位面积CO2年排放量和能源消耗为主要评价指标。以办公室为例，“英国办公室能耗指导19”为四种类型（自然通风家庭型办公建筑，自然通风的开敞式办公建筑，带空调设备的标准办公建筑，标志性办公建筑）的办公室建筑提供年能耗指标、年能耗成本指标和年CO2排放指标。,美国能源之星,美国能源之星ENERGY STAR是美国环保曙（Environmental

18、 Protection Agency,EPA）和能源部(Department of Energy)共同运作的项目，到目前为止，取得非常大的成绩。仅仅2007年在能源之星的帮助下，美国减少温室气体排放1相当于2千7百万小汽车的排放量，相当于节约160亿美元的能耗开销。能源之星项目最初于1992年由美国环保曙EPA发起的一个旨在标识能效产品，减少温室气体排放的自愿能效标识系统，最初标识的产品是计算机。1995年，美国环保曙将能源之星标识扩展到办公设备产品和住宅的采暖和制冷设备。当前，能源之星已经覆盖新建住宅、商业建筑和工业建筑,1.2.1国外建筑节能软件,基于建筑节能相关理念及规范，国外研发了大量

19、可协助用户设计出节能建筑物的软件，比较著名的有DOEZ，EnergyPlus，TRANsys等。它们都拥有自己研究的一套建筑能耗模拟算法，系统复杂度都很高，特别重视能耗模拟部分，但很少会与具体节能规范限值要求相结合，自由度很大，所以这类软件的通用性很强，各国不论其具体建筑节能标准如何规定，都可使用这些能耗模拟软件作为内核来计算建筑物能耗。DoEZ是美国能源部(DoE)下属的劳伦斯伯克力国家实验室开发的能耗模拟软件，它的功能非常强大，可以详细到建筑物全年三百六十五天共8760小时的逐时能耗情况，而月_它输出的计算结果非常详细，每层楼，每个构件的能耗情况都可以查到，能耗计算力法为反应系数法，经过二

20、十多年的开发和改进，该软件在国际上受到广泛认可，是建筑能耗模拟领域的权威软件。目前DOE2.1版在我国也受到广泛认可，是我国各建筑节能标准官方认可的建筑能耗模拟内核。当然该软件也有它的不足之处，首当是该软件的开发时间较早，内核使用Fortran语言编写，必须在DOS环境下执行，同时由于开发时间较早，其建筑物模型的描述不能过于复杂，否则会超出内部计算数量上限。用户想要完整的使用DOE各个功能最终成功模拟建筑物全年能耗一般需要一年的时间来学习，对国内大部分普通建筑设计人员来说太过复杂。,EnergyPhis同样由美国劳伦斯伯克力国家实验室开发，是目前国际上最新的建筑能耗模拟软件。它从九十年代中期开

21、始研制，到2001年左右大量使用。它的计算方法比DOE2更新，可供用户设置的计算参数也更详细，用户可以像搭积木一样把建筑各个子系统搭建并组合成一个完整的建筑物系统。但该软件同样存在使用复杂的问题，虽然操作复杂度比DOEZ简单了许多，但普通设计人员要想完整的做一个工程需要半年时间来熟悉软件。该软件目前尚未被我国列入建筑节能标准的认可能耗模拟内核名单中。,eQuEsT是一款在DoE2基础上开发的建筑能耗分析软件，它允许设计者进行多种类型的建筑能耗模拟，并且也向设计者提供了建筑物能耗经济分析、日照和照明系统的控制以及通过从列表中选择合适的测定方法自动完成能源利用效率。它大大简化了DoE2的建模工作，

22、缩短建模时间，能生成详细的建筑能耗分析报告书。PowerDOE是款90年代开发的建筑节能软件，它使用DOE2.2作为计算内核，通过windows界面进行人机交互，用户操作比直接使用DOE2.2简单很多，属于比较成熟和稳定的建筑能耗模拟软件。,TRNSYS是一款由美国威斯康星大学麦迪逊分校太阳能实验室所研发的建筑能量瞬态系统模拟软件。它的思路和DOE2完全不同，采用模块化结构，用户使用它的系统语言来调用各个模块并使之互相连接组成一个系统，它可以很灵活的组成不同复杂程度的仿真系统。因为它是基于真实时间的模拟，所以适用范围非常广泛，包括太阳能系统(太阳热能和光电系统)，节能建筑和暖通空调系统，可再生

23、能源系统，热电联产，燃料电池等的能量模拟。它的模拟步长控制在几秒钟左右时，计算结果非常精确，如果步长过长，例入几小时一步，则能耗值会与实际情况发生较大偏差，而且对复杂建筑模型的搭建非常困难。TRNSYS在我国主要应用于空调系统的能耗模拟，是国家推荐的建筑能耗测评内核之一。,国内的建筑节能软件包括有:DesT，CHEC，shenEnergy等建筑环境设计模拟分析软件DeST是由清华大学空调实验室研制开发，面向暖通空调领域，集成于AutoCAD上的辅助设计计算软件，DesT采用典型的室外气象条件来模拟分析建筑热环境，它可以作为建筑环境的相关研究和建筑环境的模拟预测、性能评估的软件工具。它可以计算复

24、杂建筑，设计时采用建筑负荷计算，空调系统模拟，AHU方案模拟，风网和冷热源模拟的步骤，与设计师实际设计习惯相一致。DeST软件界面友好，初步具备了图形化输入和数据库(Mierosoft Aecess)输出功能。,cHEc是依照夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ134一2001)开发的建筑节能软件，使用规范中指定的DOEZ内核进行能耗模拟，可以生成符合节能规范要求的报告书和备案登记表。使用我国自主知识产权的CFG图形平台作为模型平台，软件界面较友好，亦可将Aut0CAD图纸提取转换为CFG模型数据后，进行节能规范判定。ShenEnergy是根据深圳市居住建筑节能设计规范研发的地区性建筑节能

25、软件，主要面向深圳市用户使用。输入简单，不需专门培训即可使用软件，与规范结合度较高，能对所建模型进行建筑节能判定，并生成详细的能耗计算结果分析图表和报告书。,重庆市建筑节能设计分析软件(建筑节能分析软件PBECA2008)为重庆地区唯一一个通过重庆市城乡建设委员会组织专家鉴定的软件。该软件是继PKPM1.0版之后容错性、易用性、稳定性、正确性和灵活方便性有显著提升的全新版本。基础建模功能与PKPM1.0版本基本一致，对于大多数设计人员来讲并不陌生。重庆市建筑节能设计分析软件(建筑节能分析软件PBE-CA2008)是完全根据重庆市工程建设标准而编制，它的容错性、易用性、稳定性、正确性和灵活方便性等特点也主要依赖于新增加的功能模块。,