基于上海地域特点的公共建筑节能量评价模式改革及制度设计探索

2020-10-26上海市建筑建材业市场管理总站上海200032

建筑科技 2020年2期

马燕（上海市建筑建材业市场管理总站，上海 200032）

建筑节能是关系到我国建设低碳经济、完成节能减排目标、保持经济可持续发展的重要环节之一。而建筑节能推进工作涉及众多行业和企业，涉及政府、企业和普通市民，涉及新建建筑和既有建筑，是一项系统性的工程，实施难度大、复杂而艰巨。上海的建筑节能工作发展迅猛，推动有力，成效显著。在上海建设“卓越的全球城市”的进程中，必须要以高水平的城市精细化管理推动高质量发展、创造高品质生活，这对建筑节能工作提出了更高的要求。本文从工作实践出发，提出对上海公共建筑节能量评价模式进行改革，并对管理制度和体系进行了初步规划和设计。

1 上海市公共建筑节能基本情况

1.1 公共建筑节能取得的成效

上海市公共建筑节能工作通过推进本市公共建筑能耗监测系统建设，利用公共建筑能耗监测平台，形成了覆盖本市 16 个行政区域的“市区两级管理、数据互联互通”的平台格局，将能耗统计、能源审计、能耗监测、节能改造等工作进行集成管理。截至 2019 年 11 月 30 日，市级能耗监测平台累计共有 1 798 栋公共建筑完成能耗监测装置安装并实现数据联网，覆盖建筑面积达 8 286 万 m2。连续 9 年开展民用建筑能耗统计工作，覆盖大型公共建筑 1 800 余栋，覆盖建筑面积达 8 597 万 m2。我们可以从节能运行端效果来看上海公建节能工作成效。

2018 年联网能耗监测平台的公共建筑年平均用电量为108 kWh/m2，与 2017 年用电水平基本持平。从历年能耗监测平台建筑年用电强度与总用电量变化情况分析，如图 1 所示。公共建筑用电强度体现增幅趋缓的势态，这与本市在能耗监测、能源审计、节能改造、能效提升等监管工作的持续推进以及广大楼宇业主节能意识的提高不无关系。

图1 2015 年—2018 年与能耗监测平台联网的建筑历年用电变化

根据第三产业拆分法，将上海市统计年鉴中数据进行拆分，推算上海市公共建筑用能情况。2010 年—2017 年，公共建筑历年消费标准量如表 1 所示。

表1 2010 年—2017 年公共建筑历年能源消耗标准量

从表 1 数据变化趋势分析，上海市近几年公共建筑的能源消耗总量增速放缓，单耗呈下降趋势，直观反映出本市在公共建筑节能工作方面取得的成效。

1.2 目前节能量评价模式

目前在建筑节能标准中，节能量评价是通过节能率计算的方式来实现。根据节能标准的规定参数或实测参数进行调整，即围护结构、暖通空调、照明参数均按节能标准规定设定或实测，计算其全年的暖通空调和照明能耗。我们提出的节能率 50% 节能目标，是有其比较基准的。公共建筑的基准即以 20 世纪 80 年代改革开放初期建造的公共建筑作为比较能耗的基础，称为“基准建筑”。“基准建筑”围护结构、暖通空调设备及系统、照明设备的参数，都按当时情况选取。在保持与目前标准约定的室内环境参数的条件下，计算“基准建筑”全年的暖通空调和照明能耗，将它设为 100%。我们再将现在设计的建筑按节能标准的规定参数或实测参数进行调整，即围护结构、暖通空调、照明参数均按节能标准规定设定或实测，计算其全年的暖通空调和照明能耗，[1-（设计建筑能耗/基准建筑能耗）] ×100% 即为该建筑的节能率。

节能率的确定是根据我国建筑能效提升三步法路径。50% 就是在 20 世纪 80 年代房屋能耗上节约一半；65% 就是在 50% 节能基础上再节约 30%（50%－50%×30%=35%，100%－35%=65%）；75% 就是在 50% 基础上节约一半（50%－50%×50%=25%，100%－25%=75%）。这种评价方法是相对基准建筑而言，通过性能指标控制来评价的模式。

2 需解决的问题

目前采用的与基准建筑比较计算的模式沿用了很多年，节能阶段目标明确，且有较强的可操作性，发挥了积极的作用，但是这样的评价方式还是存在一定的问题。

2.1 对不同气候地区适用并不相同

我国最初实施节能 30% 的 JGJ2—1986《民用建筑节能设计标准》，适用于集中采暖以及居住区供热系统的节能设计，也就是适用北方地区。节能 30% 主要通过加强围护结构的保暖和门窗的气密性，以及提高采暖供热系统运行效率来实现的。而南方地区没有集中采暖系统，用能强度水平相对较低，实际能耗往往低于基准建筑，而夏季的制冷能耗要高于冬季的采暖能耗。

2.2 节能效益无法直观显现

“相对量”计算模式，节能率评价并不能反映实际的能耗，与国家整体的碳排放控制没法挂钩，因而一直受到业内外人士的质疑，大家能看到的是我国的能耗绝对值数据持续在增长，而我们的建筑节能标准从 50% 提升到 65%，那到底实际节能了多少量，并不清楚。建筑节能的效益不能直观显现出来，无法通过增量的减少或者增速的降低上来反映节能的效益。

2.3 节能量无法横向比较

由于节能率是每幢建筑与自身“基准建筑”进行比较，也就是每幢建筑都有一把自己的尺子，虽然同是达到了 50% 或者 60% 的节能标准，但是每幢楼实际节约的能耗是不同的，会出现某幢楼能耗较低，但是却没有达到 65% 节能标准的现象。这样在楼与楼之间、地区与地区之间、国家与国家之间，就没有一个统一的尺度去比较和衡量建筑节能的效果。

2.4 执行中无法避免一些乱象

“相对量”的评价方法在实际执行中遇到一些乱象，包括计算边界的问题，虽然建筑节能管理部门这些年做了大量的工作，如统一计算软件等，但还是不可避免钻空子。

3 调整评价模式及其优势

根据多年节能推进工作的实践，建议上海公共建筑节能评价模式从“性能指标控制模式”向“能耗指标控制模式”转变，即根据不同种类的建筑，考虑建筑体量、功能特点、用能规律，以及行为习惯等不同因素，制定同类建筑的具体能耗值。事实上，两种评价模式各有利弊，能耗指标控制模式主要的优势在 3 个方面。

3.1 与国家节能减排规划相衔接

宏观层面上，国家对碳排放的控制以及节能减排规划都是从各行各业出发，制定整体的用能量的降低幅度，并不会因为建筑行业采用节能率指标而调整建筑节能减排规划。因而采用能耗指标控制模式，也即绝对值能耗标准来评价更有利于与国家政策相衔接。

3.2 设计数据直接与运行结果相关联

目前设计阶段的节能能耗值，是相对于基准建筑的比例，与实际运行能耗没有直接的关系。采用能耗指标控制模式，设计端依据规定的具体数值进行限定设计，到运行阶段可以与实际能耗直接相关联。

3.3 基准统一易于横向比较

国际上采用相对值或者绝对值评价方式的都有，绝对值偏多一些。例如德国绿色建筑评价标准通过建筑全寿命周期碳排放量，折合到每年每平方米的数值来进行评价，特别被动房标准，规定了建筑的一次能源消耗量，提出了定量化能耗指标要求。用绝对值评价标准，同类建筑尺度一致，更易于不同区域、不同国家之前进行对比分析。

4 需要考虑的因素

4.1 要考虑上海地域特点

上海处于夏季闷热，高温时间较长，冬季湿冷，降水偏多地区，且 5 月—6 月有梅雨季节，夏天要制冷、冬天要采暖、潮湿天要抽湿。热量一定是从高温一侧流向低温一侧，夏热冬冷地区的建筑用好的围护结构可以使得室内冬季温暖不需长时间打开采暖设备，但是在炎热的夏季，这个好的围护结构却阻碍了室内热量的排放，这个时候通风是很好的节能措施。不同人群、不同等级建筑对室内环境舒适度要求也不一样，导致用能习惯和模式不同。同时，还要重视和善于利用自然环境来创造好的室内微气候。

4.2 要考虑公共建筑分类复杂性

公共建筑种类繁多，包括办公建筑（写字楼、政府机关办公楼等），商业建筑（商场、金融建筑等），旅游建筑（酒店、娱乐场所等），科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗、卫生、体育建筑等），通信建筑（邮电、通讯、广播用房）以及交通运输类建筑（机场、高铁站、火车站、汽车站等），还有很多混合功能的公共建筑，如商住楼、商场酒店娱乐综合体等。这些不用类建筑类型、形状、结构变化都会影响到建筑节能能耗值的设定。

4.3 要考虑理论限额与实际运行的差异

节能不能牺牲室内环境质量为代价，随着经济社会发展，建筑拥有量增加，还有室内环境舒适度要求的提高，在未来一段时间内，建筑能耗的绝对值必然会有所上升。而在实际运行中，情况复杂，甚至还会出现理论限额与实际运行倒挂的现象，因此在研究能耗指标时需要统筹考虑。

4.4 要考虑与现行标准衔接

现行基于节能率的公共建筑节能设计标准，在多次修订的基础上已经实施了十多年，为上海设计行业的专业人员所熟悉。如果要改革节能设计评价模式，必定有一个适应和转换的阶段，特别是在过渡阶段会带来一定程度的混乱，在制度设计时要考虑政策、标准的衔接。

5 制度设计

5.1 科学合理分类建筑类型

在制度设计时，要综合考量不同业态、不同建筑类型、不同建筑功能，在对公共建筑进行分类的时，既要突出不同类建筑显著的特点，又不能分类过于复杂，使得后续工作无法开展。目前办公、商场、宾馆这 3 类建筑在公共建筑中占比较高。可以把公共建筑中占绝大多数的建筑作为优先分类，其他建筑或者综合类建筑可以在此基础上，差异性通过系数来调整。

5.2 推动基于大数据分析和实验的基础研究

研究工作不仅要有大量的运行数据作为基础，更要有实际的试验数据，要做把研究工作做扎实，才能为今后节能标准的调整打下科学的基础。基础研究主要有以下几方面。

(1) 对象分类及指标研究。主要目的是完成公共建筑限额对象的分类，明确围护结构、空调系统及照明系统在内的主要指标构成，明确公共建筑实现限额的用能边界，为编制标准做好技术准备。

(2) 用能限额计算方法与模型研究。目的是提出公共建筑限额计算方法与模型，对建筑限额能耗指标进行计算分析。建立公共建筑的用能限额计算模型，并进一步搭建用能限额设计量化分析模型，用以验证相关用能限额基准值科学性与合理性。

(3) 限额基准研究。针对主要类型的公共建筑，综合采用能耗模拟与运行数据分析相结合的方法，研究提出科学合理的设计用能限额基准值，为后期编制公共建筑的用能限额设计标准，节能计算软件中的限额指标确定奠定基础。

(4) 能限额级差能源价格体系与政策研究。主要内容是在全市公共建筑用能水平调研分析的基础上，研究适用于公共建筑用能限额体系的建筑能源价格分析模型，以激活市场潜能、全面提升上海市公共建筑综合能效水平为目标，开展相关级差能源价格政策研究，为上海市“十四五”建筑节能工作的深入推进提供技术依据。

5.3 分步骤加快各类公共建筑节能标准的修订

公共建筑种类繁多，修订统一的公共建筑节能标准需要较长的时间。建议可以分阶段分步骤分建筑类型开展节能标准的修订工作，可以先行修订办公、商场、宾馆 3 类主要公共建筑的节能标准，具体包括标准体系及框架研究、标准适用范围及实施方式研究、限额设计指标与方法的标准化研究、限额设计技术措施应涵盖的主要内容研究等，为公共建筑用能限额设计标准的具体编制工作提供指导与技术铺垫。研究成果成熟一个，转化一个，紧凑衔接。