節能評估在建筑節能中的應用

韋媚媚 劉德權 項定先 劉燕妮

（1武漢市節能監察中心 湖北武漢 430010 2廣州大學 廣東廣州 510006）

1 建筑項目節能評估的背景

隨著世界經濟發展，能源消耗增長，二氧化碳等溫室氣體排放急劇增加，全球氣候變暖，進入21世紀以來，地表平均溫度比上世紀末上升約0.8℃。建筑用能是造成溫室氣體排放的原因之一，對排放的“貢獻率”已經達到了25%。根據《世界能源展望》等資料，2012年我國城鎮既有建筑保有量約為436.50×108m3，每年新建房屋面積接近20×108m3，但我國建筑節能工作起步較晚，建筑能耗總量在能源消費總量中所占比例已從20世紀70年代末的10%，上升到近年的27.8%。

在嚴峻的節能減排形勢下，推行建筑節能評估，加強建筑節能工作已經刻不容緩，新修訂的《節能法》第十五條規定：國家實行固定資產投資項目節能評估和審查制度。武漢市自2010年12月開展能評工作以來，已完成節能評估和審查的建筑項目總數占固定資產投資項目總數的75%，建筑能耗約占總能耗的35%，經過能評，提出的節能措施節能量約4%。

2 建筑項目節能評估的主要內容

建筑項目節能評估（簡稱“能評”），是指對建筑能源利用是否科學、合理進行評估，主要內容包括：評估建筑布局、體形系數和圍護結構等建筑工藝方案的科學性、合理性；評估暖通空調系統、電氣系統、給排水系統等主要耗能設備選型是否合理、先進，用能是否合理；能評階段提出節能措施建議；計算項目能耗和判斷能耗水平。對新建建筑項目，能評從建設前期介入，為做好節能措施、從源頭上控制能耗提供指導意見；對改擴建建筑項目，通過能評，可以提前了解既有建筑的能耗情況、節能改造潛力，主動節能。

3 節能評估在建筑節能中應用的重點

3.1 指導建筑工藝方案節能設計

在建筑工藝方案方面，能評主要從建筑布局、體形系數及圍護結構等方面進行節能分析，通過對建筑位置和朝向的合理布置、遮陽的設置、綠化設計、建筑體形和圍護結構保溫隔熱設計等降低建筑采暖、空調、通風等能耗，指導被動式建筑節能設計。

3.1.1 建筑布局

（1）總平面布置：在建筑總平面布局方面，能評從土地利用、人車分流和景觀綠化設置是否合理，建筑群是否受到變配電所電磁輻射、地下車庫尾氣等環境影響等方面做出評估。

（2）朝向：建筑的主要朝向宜選擇本地區最佳朝向（武漢建筑最佳朝向為南偏東15°至南偏西15°），冬季保持有適量的陽光射入室內，夏季盡量減少太陽直射。例如武漢外語外事職業學院藏龍島新校區工程建設項目，如圖1所示，初步方案中宿舍、教學樓等建筑朝向為北偏東45°，部分房間由于夏季受到太陽光輻射，溫度升高，空調能耗壓力增大，能評提出了優化調整朝向、控制開窗面積和外窗遮陽措施。

圖1 朝向布置圖

圖2 日照分析圖

圖3 夏季風壓分布圖 （東南風向，風速2m/s）

圖4 夏季風速度矢量圖（東南風向，風速2m/s）

（3）采光：建筑采光容易受區域內、周邊高大建筑的遮擋影響，以及窗戶開啟面積、位置影響，應充分利用冬季日照，住宅樓房間大寒日日照不低于2h。能評采用天正等日照分析軟件，對整個項目區域內及周邊建筑進行日照分析，找出不滿足要求的地方，提出優化建筑布局和遮陽等建議。圖2是住宅小區的日照分析圖，滿足日照時間要求。

（4）通風：建筑布局對自然通風有很大的影響，應避開冬季主導風向，利用夏季涼爽時段的自然通風，行列式和周邊式建筑布局形式比錯列式、斜列式和自由式的擋風作用大。建筑單體的自然通風與外窗位置、開啟面積有重要關系，應合理設置門窗，保證室外氣流從合適的位置進入，氣流分布均勻。能評可采用Fluent等風環境模擬軟件對冬季、夏季和過渡季節分別進行模擬，得出風壓圖、速度矢量圖等，找出自然通風不佳、存在熱島效應或存在“峽谷效應”的地方，提出改善建筑布局形式或者遮風、導風等措施。圖3為某居住小區夏季風壓分布圖，圖4為夏季風速度矢量圖，可見基本滿足通風要求，只是由于建筑物的干擾效應，有部分漩渦區，能評可提出改進措施。

3.1.2 體形系數

體形系數對于建筑能耗有著顯著的影響，體形系數越小，單位建筑面積對應的外表面積越小，暖通空調能耗越小。根據夏熱冬冷地區相關統計數據，如果體形系數降0.1，圍護結構傳熱損失可降低25%，全年可減少13%左右的采暖空調能耗。能評會指出體形系數要符合建筑節能設計標準要求，并根據建筑特點，指出減少外墻面凹進凸出的針對性措施。

3.1.3 圍護結構

建筑圍護結構節能是建筑節能的重點內容，能評對建筑窗墻面積比、屋頂綠化設置的合理性等內容進行評估，并評估各圍護結構（外墻、屋面、樓板、外窗等）的保溫隔熱方案（含做法、材料的熱工性能及節能技術措施）方案的合理性，判斷熱工指標是否符合公建、居住建筑節能設計標準。例如普通超高層住宅采用EPS板外墻外保溫系統，方案不夠合理，能評提出B1級XPS板內保溫系統等改進性方案。

3.2 促進新能源及可再生能源應用

建筑可應用的新能源及可再生能源包括太陽能、地熱能、分布式能源系統、余熱、雨水等。能評根據建筑項目自身特點，因地制宜提出新能源及可再生能源應用方案，進行節能效果和經濟性分析。

3.2.1 太陽能應用

太陽能光伏發電系統：利用清潔干凈、可再生的太陽能發電；所發電能饋入電網，以電網為儲能裝置，省掉蓄電池，光伏電池組件與建筑物完美結合，可起調峰作用；分布式建設，可降低線路損耗。案例：法國開發署貸款武漢市既有公共建筑節能改造示范工程子項目武漢市車管所辦公樓8層屋頂覆蓋著大約1200m2的鋼支架，安裝260塊電池組件，年發電量為6.49×104kW·h，25年發電總量152.80×104kW·h，預計可節能33.00%，投資回收期不超過7.80年。

3.2.2 地熱能應用

地源熱泵系統：通過消耗電力，將地下淺層大量不可直接使用的低品位可再生能源轉換成可直接利用的高品位能源；冷熱源溫度四季相對穩定，運行更可靠、穩定，運行費用每年每平方米僅為15～18元，比常規中央空調系統低40%左右；能效比比常規電制冷機組供冷+鍋爐供熱系統高20～30%，比風冷熱泵系統高50～60%。案例：中鐵大橋局集團武漢置業發展有限公司中鐵·世紀金橋項目，建設住宅、研發中心、寫字樓和商場，總建筑面積為759704.87m2，集中設置機房，選用5臺地源熱泵機組（單臺制冷量4571kW，制冷耗電量734kW），制冷系數6.20，垂直式埋管，比傳統中央空調每年節能1117.48tce。

3.2.3 分布式能源系統應用

分布式能源系統：發電之后的余熱用于制冷、采暖和供熱水，能夠實現能量梯級利用，綜合效率較高。案例：武漢國際博覽中心二期工程分布式能源站項目采用了天然氣分布式能源系統，解決武漢國際博覽中心國際會議中心、假日酒店、洲際酒店、海洋樂園（總建筑面積740589.06m2）的供電、采暖、制冷及生活熱水負荷。采用3臺進口燃氣內燃發電機組（單臺4.3MW），使用3臺煙氣熱水型溴化鋰機組（單臺制冷量3600kW，制熱量3750kW）作為余熱利用設備，采用5臺電制冷機組（單臺制冷量7032kW）+4臺鍋爐（單臺制熱量7032kW）的調峰形式。項目綜合效率為82.96%，高于《關于發展天然氣分布式能源的指導意見》及《分布式供能系統工程技術規程》（DG/TJ08-115-2008）中規定的最低值70%，接近于韓國首爾D-Cube(多客福)綜合廣場CCHP（9MW）項目83%的水平，比傳統火電廠及熱電廠節能1.19～1.51×104tce。

3.2.4 余熱應用

能評考慮項目周邊是否具有余熱、廢熱、煙氣余熱、蒸凝結水、熱風能量等條件，是否具有成熟的供應管網系統，如果有條件，例如武漢市青山熱電廠的余熱集中供熱管路線圖，如圖5所示，集中供熱管網熱水管道已經敷設到多個項目地址，并有多個成功案例。

圖5 集中供熱路線圖

3.2.5 雨水收集、中水回用

武漢屬于降雨量很大的地區，年降雨量1200mm上，收集雨水并處理后用于綠化澆灌、沖廁、道路沖洗等；中水回用也是水資源循環再利用的措施，如有條件應考慮采用。案例：長江日報報業集團長江傳媒大廈項目，主要功能為辦公，建筑面積14.8×104m2，年用水量12.28×104m3，屋面和室外道路雨水回用量0.18×104m3，盥洗、淋浴廢水以及空調冷凝水中水回用量4.76×104m3，非傳統水源利用率40.22%，可節約4.23tce。

3.3 推動綠色建筑發展

綠色建筑是在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源（節能、節地、節水、節材、環保）、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。能評根據項目定位，按照《綠色建筑評價標準》等標準規范，提出綠色星級標準，并為達到該標準而提出相應的節能技術措施。案例：武漢國際博覽中心會議中心項目，能評要求按照國家三星級綠色建筑標準進行規劃、設計、建設和運行。該項目按照三星級綠色公共建筑的標準建設成示范項目，采用了地下空間利用、屋頂綠化、斷熱鋁合金型材Low-E中空玻璃、空調排風熱回收、樓宇自動控制系統、雨水收集與利用、能源分項計量等綠色建筑技術18項，節能率達到60%。

3.4 促進能源消費管理與控制

能評通過計算建筑項目能耗，掌握采用節能措施之后的項目能源消費結構和消費量，便于從源頭上管理和控制；建筑能耗指標是衡量建筑節能水平的標準，通過單位面積能耗等指標對標，判斷項目能耗水平的高低，如果能耗指標較高，要采取相應的節能措施，提高能源利用效率，控制能源消費強度。

4 結語

以上基于建筑項目能評內容，分析了能評在建筑節能中的應用重點。能評可以較早地介入并為項目提供技術咨詢，把節能問題解決在項目審批或核準之前，更好地指導下一步建筑工藝方案節能設計，促進新能源及可再生能源應用，促進綠色建筑發展，從源頭上控制能源消費增量和強度，推動節能減碳步伐。

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