朱 能，王朝霞，趙 靖

（天津大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072）

近年來，節(jié)能改造作為降低建筑能耗的有效手段被廣泛實(shí)施［1］，改造完成后，需對(duì)改造項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能量的核定。國(guó)際通用的節(jié)能量檢測(cè)與驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)有《國(guó)際性能節(jié)能效果的測(cè)量與驗(yàn)證協(xié)議》（IPMVP）［2］、Measurement ＆Verification for Federal Energy Projects （M＆V）［3］和 ASHRAE Guideline14－2002［4］。這些方法依賴于主觀評(píng)價(jià)，被認(rèn)為不準(zhǔn)確［5］。在中國(guó)，節(jié)能量為改造前后能耗直接相減［6］。事實(shí)上，改造前后建筑所處條件不同，缺乏可比性。目前常見處理方法有兩種：一是增加調(diào)整項(xiàng)［7］，調(diào)整量通過建立回歸模型得出［8］，而回歸模型的準(zhǔn)確性取決于數(shù)據(jù)的完善程度；另一種方法是動(dòng)態(tài)能耗模擬軟件［9］，通過設(shè)置使改造前后建筑處于相同的內(nèi)外部條件下［10］。但模型建筑需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，許多參數(shù)（如人員密度、設(shè)備工作時(shí)間等）的獲得需要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的大量調(diào)研，且實(shí)際情況的隨機(jī)性很強(qiáng)［11］，軟件模擬值的真實(shí)性受限。改造建筑很多時(shí)，模擬工作量大時(shí)間長(zhǎng)，因此模擬軟件更適合單棟建筑節(jié)能改造的設(shè)計(jì)，不適合大規(guī)模改造建筑節(jié)能量確定。綜上，需要提出更準(zhǔn)確、更實(shí)用的節(jié)能量計(jì)算方法。

筆者通過總結(jié)建筑能耗的影響因素，提出了一種節(jié)能量修正計(jì)算方法，使改造前后的建筑處于相同條件下，并以天津市某大型辦公建筑為例，論證了該方法的可行性和科學(xué)性。

1 節(jié)能量修正計(jì)算方法

1.1 能耗修正系數(shù)

隨著建筑能耗的增加，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)建筑能耗影響因素進(jìn)行了不懈研究。這些影響因素可以歸納為表1所示的5個(gè)方面，這5個(gè)方面的可改造程度及可改造項(xiàng)對(duì)建筑能耗的影響程度見表1。

從表1可以看出，節(jié)能改造項(xiàng)目主要針對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、采暖空調(diào)系統(tǒng)及運(yùn)行管理進(jìn)行改造。改造完成后要進(jìn)行節(jié)能量的核定，當(dāng)前通用的節(jié)能量計(jì)算方法為改造前后能耗相減。實(shí)際節(jié)能效果除了與改造前后的實(shí)際能耗數(shù)據(jù)直接相關(guān)以外，還與外部氣象條件、室內(nèi)熱環(huán)境、室內(nèi)人員及設(shè)備使用情況、運(yùn)行管理狀況等因素密切相關(guān)，由于改造前后情況的不同，使得改造前后的能耗沒有處于相同的比較條件下。

表1 建筑能耗影響因素分類

采用修正系數(shù)的方法，以改造前某年的實(shí)際情況為基準(zhǔn)，對(duì)改造后的能耗進(jìn)行修正，具體包括以下4個(gè)修正系數(shù)：氣象修正系數(shù)、室內(nèi)熱環(huán)境修正系數(shù)、內(nèi)部負(fù)荷修正系數(shù)和運(yùn)行時(shí)間修正系數(shù)。

在4個(gè)修正系數(shù)中，氣象修正系數(shù)是外界環(huán)境決定的，室內(nèi)熱環(huán)境修正系數(shù)是由改造后建筑的熱物理性質(zhì)和系統(tǒng)運(yùn)行狀況等決定的，這些屬于物理因素。內(nèi)部負(fù)荷修正系數(shù)和運(yùn)行時(shí)間修正系數(shù)由使用者的需求決定，屬于人為因素。對(duì)于物理因素，不是人力能夠改變的，因此必須進(jìn)行修正。對(duì)于人為因素，雖然是由使用者決定的，但建筑是為人服務(wù)的，建筑能耗的產(chǎn)生也是由于使用者需求，因此，當(dāng)實(shí)際使用情況改變時(shí)，也必須進(jìn)行修正。

1.1.1 氣象修正 建筑能耗可以分為兩個(gè)部分：一部分是室內(nèi)照明、辦公設(shè)備等的使用，這部分能耗由室內(nèi)人員需求決定；另一部分是用于去除室內(nèi)外溫濕度不同引起的熱濕傳遞，這部分能耗與室外氣象條件相關(guān)。由于改造前后所處的年份不同，氣象條件不同，因此需要對(duì)其進(jìn)行修正。

國(guó)際通用的采暖空調(diào)能耗估算方法包括度日數(shù)法、溫頻法等［16］，這些方法都基于一種假設(shè)，即采暖空調(diào)系統(tǒng)能耗與室外溫度成線性關(guān)系。筆者采用中國(guó)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中定義的采暖度日數(shù)（HDD）［17］和空調(diào)度日數(shù)（CDD）［18］對(duì)氣象條件進(jìn)行修正。定義氣象修正系數(shù)ηw：

采暖度日數(shù)以18℃為界限，對(duì)于采暖能耗

式中：HDD18a為當(dāng)?shù)馗脑旌竽衬甑牟膳热諗?shù)，℃·d；HDD18b為當(dāng)?shù)馗脑烨澳衬甑牟膳热諗?shù)，℃·d。

空調(diào)度日數(shù)以26℃為界限，對(duì)于空調(diào)能耗

式中：CDD26a為當(dāng)?shù)馗脑旌竽衬甑目照{(diào)度日數(shù)，℃·d；CDD26b為當(dāng)?shù)馗脑烨澳衬甑目照{(diào)度日數(shù)，℃·d。

由于度日數(shù)法計(jì)算空調(diào)能耗誤差較大，在有逐時(shí)氣象數(shù)據(jù)的情況下，優(yōu)先采用度小時(shí)數(shù)（CDH）來對(duì)空調(diào)能耗進(jìn)行修正，即

式中：CDH26a為當(dāng)?shù)馗脑旌竽衬甑目照{(diào)度小時(shí)數(shù)，℃·h；CDH26b為當(dāng)?shù)馗脑烨澳衬甑目照{(diào)度小時(shí)數(shù)，℃·h。

1.1.2 室內(nèi)熱環(huán)境修正 節(jié)能改造前后，由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等發(fā)生變化，一定伴隨著室內(nèi)熱環(huán)境的變化，因而需要消除由于室內(nèi)熱環(huán)境不同對(duì)能耗的影響。室內(nèi)熱環(huán)境的描述參數(shù)有空氣溫度、濕度、平均輻射強(qiáng)度和空氣流速［19］，其中與能耗直接相關(guān)的是空氣干球溫度。定義室內(nèi)熱環(huán)境修正系數(shù)ηe

對(duì)于采暖能耗

式中：tia為改造后的室內(nèi)平均溫度，℃；tib為改造前的室內(nèi)平均溫度，℃；to為當(dāng)?shù)夭膳彝庥?jì)算溫度，℃。

對(duì)于空調(diào)能耗

式中：tia為改造后的室內(nèi)平均溫度，℃；tib為改造前的室內(nèi)平均溫度，℃；to為當(dāng)?shù)乜照{(diào)室外計(jì)算逐時(shí)溫度的最高值，℃。

1.1.3 內(nèi)部負(fù)荷修正 由于室內(nèi)人員、設(shè)備等的變化，會(huì)引起采暖空調(diào)能耗的變化。室內(nèi)照明、設(shè)備等的使用情況基本由室內(nèi)人員的工作需求和使用習(xí)慣決定。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)采用面積指標(biāo)，因而以采暖空調(diào)面積為基礎(chǔ)修正。由于實(shí)際供熱空調(diào)面積可能產(chǎn)生變化，因此內(nèi)部負(fù)荷修正系數(shù)包括三方面：一是采暖空調(diào)面積修正，二是平均單位面積人數(shù)、照明和設(shè)備的散熱量，三是工作時(shí)間。人員散熱量由勞動(dòng)強(qiáng)度決定，照明和設(shè)備的散熱量與功率相等。定義內(nèi)部負(fù)荷修正系數(shù)

式中：qa為改造后某年的平均單位面積散熱量，W／m2；Aa為改造后某年采暖或空調(diào)面積，m2；Tla為改造后某年人員、照明、設(shè)備的總工作時(shí)間，h；qb為改造前某年的平均單位面積散熱量，W／m2；Ab為改造前的采暖或空調(diào)面積，m2；Tlb為改造前的人員、照明、設(shè)備的總工作時(shí)間，h。

1.1.4 運(yùn)行時(shí)間修正 由于改造前后，不同年份的節(jié)假日及工作休息制度不同，暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間可能發(fā)生變化，相應(yīng)產(chǎn)生能耗變化。

若采暖采用市政管網(wǎng)集中供熱，則每年24 h運(yùn)行，且供暖季天數(shù)是一定的，則采暖運(yùn)行時(shí)間是不變的。若采暖和空調(diào)都采用中央空調(diào)，則只在工作日的工作時(shí)間開機(jī)，非工作日關(guān)機(jī)。由于每年的工休制度可能不同，每天的工作時(shí)間也可能不同，導(dǎo)致系統(tǒng)工作時(shí)間可能產(chǎn)生較大的變化。對(duì)于分體式空調(diào)，使用靈活，運(yùn)行時(shí)間的變化更大。因此定義運(yùn)行時(shí)間修正系數(shù)

式中：Ta為改造后某年采暖或空調(diào)運(yùn)行時(shí)間，h；Tb為改造前某年采暖或空調(diào)運(yùn)行時(shí)間，h；

1.2 節(jié)能量修正模型

由于改造前后氣象條件、室內(nèi)熱環(huán)境、內(nèi)部負(fù)荷情況和設(shè)備運(yùn)行時(shí)間4個(gè)客觀條件的不同，使得直接以改造前后能耗相減的數(shù)據(jù)作為節(jié)能量是不科學(xué)的，因而，以改造前的基本情況為基準(zhǔn)，對(duì)改造后的能耗用上述4個(gè)修正系數(shù)進(jìn)行修正，即采暖能耗和空調(diào)能耗修正模型的通式為

式中：ΔEC 為修正節(jié)能量，包括采暖修正節(jié)能量ΔECh和空調(diào)修正節(jié)能量ΔECc，k Wh；ECb為改造前的能耗，包括改造前的采暖能耗ECb，h和空調(diào)能耗ECb，c，k Wh；ECa為改造后的能耗，包括改造后的采暖能耗ECa，h和空調(diào)能耗ECa，c，k Wh；η為能耗修正系數(shù)。

能耗修正系數(shù)η由氣象修正系數(shù)、室內(nèi)熱環(huán)境修正系數(shù)、內(nèi)部負(fù)荷修正系數(shù)和運(yùn)行時(shí)間修正系數(shù)4個(gè)修正系數(shù)組合而成。由于以上4個(gè)修正系數(shù)都以能耗為基準(zhǔn)，且數(shù)量級(jí)相同，因此對(duì)4個(gè)參數(shù)進(jìn)行乘除的組合即可。在以上4個(gè)修正系數(shù)中，室內(nèi)人員、照明和設(shè)備的散熱量在空調(diào)期需要從室內(nèi)除去，對(duì)于空調(diào)能耗不利，但在采暖期，這部分散熱量可以提高室內(nèi)溫度，是有利的。因而采暖能耗和空調(diào)能耗的修正模型不同，需將采暖能耗和空調(diào)能耗分別進(jìn)行修正。

定義采暖能耗修正系數(shù)

式中：ηw，h為采暖氣象修正系數(shù)；ηe，h為采暖室內(nèi)熱環(huán)境修正系數(shù)；ηp，h為采暖系統(tǒng)運(yùn)行修正系數(shù)；ηl，h為采暖內(nèi)部負(fù)荷修正系數(shù)。

空調(diào)能耗修正系數(shù)

式中：ηw，h為空調(diào)氣象修正系數(shù)；ηe，h為空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境修正系數(shù)；ηp，h為空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行修正系數(shù)；ηl，h為空調(diào)內(nèi)部負(fù)荷修正系數(shù)。

建立總的節(jié)能量計(jì)算方法，即節(jié)能量修正模型。

對(duì)于采暖能耗

式中：ΔECh為采暖修正節(jié)能量，k Wh；ECb，h為改造前的采暖能耗，k Wh；ECa，h為改造后的采暖能耗，k Wh。

對(duì)于空調(diào)能耗

式中：ΔECc為空調(diào)修正節(jié)能量，k Wh；ECb，c為改造前的空調(diào)能耗，k Wh；ECa，c為改造后的空調(diào)能耗，k Wh。

若不只是一套采暖空調(diào)系統(tǒng)，可以將各個(gè)系統(tǒng)分別進(jìn)行修正計(jì)算，然后相加，即為修正后的采暖或空調(diào)能耗。采暖空調(diào)系統(tǒng)的總節(jié)能量

2 實(shí)例研究

2.1 建筑概況

以天津市某大型辦公建筑的節(jié)能改造項(xiàng)目為例來分析節(jié)能量修正計(jì)算方法。該建筑是純商務(wù)辦公寫字樓，建于1997年，建筑面積約6.0萬(wàn)m2，建筑總高度約為115 m，地下2層，地上29層。該建筑冬季熱源由市政外網(wǎng)提供，經(jīng)地下層及17層換熱機(jī)組換成60～50℃熱水供高低區(qū)空調(diào)系統(tǒng)冬季使用。空調(diào)系統(tǒng)為冷水機(jī)組采用美國(guó)原裝DUNHAMBUSH冷水機(jī)組，共3臺(tái)，總額定制冷量為5 300 k W。水系統(tǒng)采用兩管制，共設(shè)置7臺(tái)冷凍水泵，總揚(yáng)程為229.6 m H2O，流量為2 268 m3／h，共設(shè)置5臺(tái)冷卻水泵，總揚(yáng)程為160 m H2O，流量為1 620 m3／h。高區(qū)系統(tǒng)經(jīng)設(shè)備層3臺(tái)換熱器換熱，3臺(tái)55 k W的變頻水泵為換熱器二次側(cè)提供動(dòng)力。室內(nèi)末端為風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。

該建筑于2008年10月進(jìn)行節(jié)能改造。根據(jù)2007年的能耗帳單，該建筑改造前單位面積耗電量為75.82 k Wh／（m2·a），其中以暖通空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)能耗占的比例最大，單位面積耗電量為49.68 k Wh／（m2·a），占總耗電量的 65.52%。因此將節(jié)能診斷重點(diǎn)放在采暖空調(diào)系統(tǒng)上。通過節(jié)能診斷，發(fā)現(xiàn)該建筑能耗偏高的主要問題出現(xiàn)在水泵方面，因而改造時(shí)更換全部水泵，并安裝變頻裝置，機(jī)組臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)和水泵變頻調(diào)節(jié)相結(jié)合。

節(jié)能改造完成后第一年的暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗 為1 151 024.60 k Wh，直 接 計(jì) 算 節(jié) 能 量 為1 829 507.40 k Wh，節(jié) 能 率 為 61.38%。2008—2009年采暖季的供熱能耗采為340 512.30 k Wh，直接計(jì)算的節(jié)能量為481 567.64 k Wh，節(jié)能率為58.58%。2009 年 空 調(diào) 季 的 空 調(diào) 能 耗 為810 512.30 k Wh，直 接 計(jì) 算 的 節(jié) 能 量 為1 347 939.96 k Wh，節(jié)能率為62.45%（表2）。

2.2 修正節(jié)能量計(jì)算

2.2.1 氣象修正系數(shù) 根據(jù)2007—2009共3 a的實(shí)測(cè)逐時(shí)室外干球溫度，在2007年11月15日至2008年3月15日之間，室外日平均溫度低于18℃的天數(shù)為119 d，采暖度日數(shù)為2 662.475℃·d。同樣的方法得到2008—2009年采暖季的采暖度日數(shù)為2 712.925℃·d，則采暖氣象修正系數(shù)為

根據(jù)2007—2009年共3 a的實(shí)測(cè)逐時(shí)室外干球溫度，以26℃為同樣的方法可以得到2008年和2009年空調(diào)季的度小時(shí)數(shù)分別為3 909.774℃·h和4 153.312℃·h，則空調(diào)氣象修正系數(shù)為

2.2.2 室內(nèi)熱環(huán)境修正系數(shù) 改造前，采暖季室內(nèi)平均溫度為16.78℃，未達(dá)到舒適溫度，改造后的室內(nèi)溫度約為21.91℃，比改造前提高了5.12℃。圖1所示為采暖季某工作日某辦公室改造前后室內(nèi)溫度對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)改造后比改造前室內(nèi)溫度提高了大約5℃，改造后的室內(nèi)最低溫度為19.79℃，而改造前室內(nèi)最高溫度為19.51℃，熱舒適性有了明顯提高，且全天溫度波動(dòng)變小。天津地區(qū)采暖室外設(shè)計(jì)溫度為－7℃［20］，則采暖室內(nèi)熱環(huán)境修正系數(shù)為

圖1 采暖季某正常工作日改造前后室內(nèi)溫度對(duì)比

改造前，空調(diào)季的室內(nèi)平均溫度約為27.09℃，略高于舒適溫度，改造后空調(diào)區(qū)平均溫度降低到25.22℃，平均降低了1.87℃。圖2所示為空調(diào)季正常工作日的某房間改造前后空調(diào)季室內(nèi)溫度對(duì)比，從圖中可以看出，即使沒有改變室內(nèi)空調(diào)的末端和控制方式，改造后比改造前溫度有了約2℃穩(wěn)定的降低。天津地區(qū)空調(diào)室外計(jì)算溫度最高值為33.9℃［20］，則空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境修正系數(shù)為

圖2 空調(diào)季某正常工作日改造前后室內(nèi)溫度對(duì)比

2.2.4 運(yùn)行時(shí)間修正系數(shù) 該建筑采暖熱源為市政熱網(wǎng)，經(jīng)板換換熱后通過夏季的冷凍水系統(tǒng)向室內(nèi)供熱，在采暖季，室內(nèi)只把風(fēng)機(jī)盤管關(guān)閉，但冷凍水泵和高區(qū)循環(huán)泵24 h連續(xù)運(yùn)行，由于風(fēng)機(jī)盤管能耗僅占總能耗的2%～3%，因此忽略這部分運(yùn)行時(shí)間的變化，認(rèn)為采暖季24 h運(yùn)行，即采暖運(yùn)行時(shí)間修正系數(shù)ηp，h＝1.00。

對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)，2008年空調(diào)季和2009年空調(diào)季運(yùn)行時(shí)間如圖3所示。在2007年6月至9月共運(yùn)行1 340 h，2009年空調(diào)季共運(yùn)行1 121 h，所以空調(diào)運(yùn)行時(shí)間修正系數(shù)為

圖3 改造前后空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間

據(jù)式（8）可得空調(diào)修正系數(shù)為

該建筑改造前后的采暖能耗分別為822 079.94和340 512.30 k Wh，空調(diào)能耗分別為2 158 452.26和810 512.30 k Wh。據(jù)式（9），可得修正采暖能耗為

2.3 結(jié)果及討論

2.3.1 修正節(jié)能量計(jì)算結(jié)果 根據(jù)1.2節(jié)所述修正節(jié)能量計(jì)算模型，得修正節(jié)能量如表2所示?？傂拚?jié)能量為1 642 418.05 k Wh，節(jié)能率為55.10%，修正采暖空調(diào)節(jié)能量較直接計(jì)算采暖空調(diào)節(jié)能量小10.23%。其中，修正采暖節(jié)能率為48.64%，修正采暖節(jié)能量比直接計(jì)算采暖節(jié)能量小16.97%，修正空調(diào)節(jié)能率為57.57%，修正空調(diào)節(jié)能量較直接計(jì)算空調(diào)節(jié)能量小7.82%。

2.2.5 修正節(jié)能量 根據(jù)以上4個(gè)修正系數(shù)的計(jì)算，據(jù)式（7）可分別得到該辦公建筑的采暖修正系數(shù)為

表2 直接計(jì)算節(jié)能量與修正節(jié)能量對(duì)比

通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，由修正模型計(jì)算出的節(jié)能量比直接計(jì)算的節(jié)能量小，且總能耗差別在10%以上，是不容忽視的，說明節(jié)能量計(jì)算時(shí)，通過修正的方法來消除改造前后比較條件的不同是十分必要的。

2.3.2 方法驗(yàn)證 為說明節(jié)能量修正模型的準(zhǔn)確性和可信度，需對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。中國(guó)現(xiàn)行的《節(jié)能量測(cè)量和驗(yàn)證技術(shù)通則》（GB／T 28750－2012）［21］中提出了3種節(jié)能量測(cè)量、計(jì)算和驗(yàn)證方法，分別為“基期能耗 影響因素”模型法、直接比較法和模擬軟件法。筆者提出的節(jié)能量修正模型與“基期能耗 影響因素”模型法思想基本一致，且上文已經(jīng)論證了直接比較法的不科學(xué)性，因此用軟件模擬法分別對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。

由于案例建筑主要通過改換水泵并增加變頻裝置，因此選用TRNSYS進(jìn)行模擬。TRNSYS的全稱為Transient System Simulation Program，即瞬時(shí)系統(tǒng)模擬程序，該系統(tǒng)的最大的特色在于其模塊化的分析方式，只要調(diào)用實(shí)現(xiàn)特定功能的模塊，給定輸入條件，這些模塊程序就可以對(duì)某種特定熱傳輸現(xiàn)象進(jìn)行模擬，最后匯總就可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行瞬時(shí)模擬分析，特別適合用于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)能耗模擬。首先根據(jù)建筑基本信息進(jìn)行建模，室內(nèi)環(huán)境參數(shù)為設(shè)計(jì)情況下的參數(shù)，外部氣象條件通過實(shí)測(cè)室外溫濕度，利用氣象模塊、太陽(yáng)輻射模塊、焓濕圖模塊和有效溫度模塊得到天空有效溫度以及不同朝向和水平面上的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，并將上述氣象參數(shù)導(dǎo)入建筑模塊，從而建立冷熱負(fù)荷計(jì)算模型。由于改造后加裝了變頻裝置，因此需要編寫變頻水泵模型，模型輸入?yún)?shù)為管網(wǎng)特性曲線、廠家提供的水泵工頻下的H-Q曲線、η-Q曲線和水泵實(shí)際運(yùn)行頻率，輸出參數(shù)為水泵瞬時(shí)輸入功率［22］。從而建立改造前后建筑采暖空調(diào)能耗計(jì)算模型。

為驗(yàn)證提出的節(jié)能量修正計(jì)算模型的可信度，分別對(duì)改造后的建筑模型在實(shí)際情況下和修正情況下進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果見表3。假設(shè)系統(tǒng)最優(yōu)化運(yùn)行，輸入2008－2009年采暖季和2009年空調(diào)季的氣象參數(shù)、人員、照明、設(shè)備等的實(shí)際使用情況和系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，得到改造前后實(shí)際情況下的模擬能耗分別 為3 095 637.60k Wh（合 51.59 k Wh／m2）和1 076 244.48 k Wh（合17.99 k Wh／m2），與實(shí)測(cè)能耗差異分別為3.86%和6.24%，差別在10%以內(nèi)，即可認(rèn)為模型可靠［3］。將2008－2009年采暖季和2009年空調(diào)季的氣象參數(shù)改為2007－2008年采暖季和2008年空調(diào)季的氣象參數(shù)，將改造后的運(yùn)行時(shí)間改變?yōu)楦脑烨暗倪\(yùn)行時(shí)間，由于改造前后內(nèi)部負(fù)荷基本沒有變化，從而得到修正氣象條件、內(nèi)部負(fù)荷和運(yùn)行時(shí)間后的采暖空調(diào)系統(tǒng)能耗為1 501 534.69 k Wh（合26.61 k Wh／m2），模擬修正節(jié)能量為1 594 102.91 k Wh（合26.57 k Wh／m2），其中采暖和空調(diào)系統(tǒng)單位面積節(jié)能量分別為6.92 k Wh／m2，19.65 k Wh／m2，見表3。與提出的節(jié)能量計(jì)算方法計(jì)算得到的總節(jié)能量差別為3.03%，采暖和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能量差別分別為3.72%和5.41%，均在10%以內(nèi)，從而驗(yàn)證了提出的節(jié)能量修正計(jì)算方法是準(zhǔn)確的。

表3 節(jié)能量修正計(jì)算方法模擬驗(yàn)證

從表3還可以看出，采用模擬軟件法得到的模擬計(jì)算修正節(jié)能量與直接計(jì)算節(jié)能量有12.87%的差別，其中采暖系統(tǒng)為13.76%，空調(diào)系統(tǒng)為12.55%，再次說明，改造前后內(nèi)外部條件不同引起的節(jié)能量的差別是不可忽視的，計(jì)算節(jié)能量時(shí)，需將建筑放在相同的內(nèi)外部條件下。

利用軟件模擬的方法得到的節(jié)能量，無法消除室內(nèi)熱環(huán)境變化引起的能耗差別。從上述計(jì)算過程可以看出，兩種方法的共同點(diǎn)在于，若要結(jié)果真實(shí)可靠，在計(jì)算前都需要進(jìn)行調(diào)研和測(cè)試，獲得建筑基本信息、使用情況、能耗狀況等數(shù)據(jù)，不同之處在于，提出的節(jié)能量修正計(jì)算模型是根據(jù)公式直接計(jì)算的，而軟件模擬法需要進(jìn)行建模、模型有效性驗(yàn)證等復(fù)雜的過程。綜上所述，所提出的節(jié)能量修正計(jì)算模型不僅保證了準(zhǔn)確性，而且應(yīng)用方便，若要進(jìn)行大量建筑的節(jié)能量修正計(jì)算，可以提高效率，節(jié)省大量人力物力。

值得注意的是，節(jié)能量修正模型是以改造前的建筑為基準(zhǔn)，對(duì)改造后的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。事實(shí)上，為了達(dá)到將改造前后的建筑放在相同的比較條件下的目的，也可以以改造后的建筑為基準(zhǔn)，對(duì)改造前的建筑能耗進(jìn)行修正。但是兩種修正方法得到的修正節(jié)能量是不同的，所以一定要統(tǒng)一規(guī)定基準(zhǔn)建筑。對(duì)于沒有改造前能耗數(shù)據(jù)的建筑，《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50189－2005）中提供了基準(zhǔn)建筑，即以20世紀(jì)80年代改革開放初期的公共建筑為比較基準(zhǔn)［19］。因此，筆者認(rèn)為節(jié)能量的計(jì)算應(yīng)該是向前比較，即以改造前的建筑為基準(zhǔn)，對(duì)改造后的建筑能耗進(jìn)行修正。

3 結(jié) 論

通過分析公共建筑節(jié)能改造項(xiàng)目及能耗影響因素，提出了一種新的節(jié)能量修正計(jì)算方法，即節(jié)能量修正模型，包括4個(gè)修正系數(shù)和3個(gè)計(jì)算式，4個(gè)修正系數(shù)分別為氣象修正系數(shù)、室內(nèi)熱環(huán)境修正系數(shù)、內(nèi)部負(fù)荷修正系數(shù)和運(yùn)行時(shí)間修正系數(shù)，3個(gè)計(jì)算式為采暖節(jié)能量計(jì)算、空調(diào)節(jié)能量計(jì)算和總節(jié)能量計(jì)算。以天津市某大型辦公建筑為例，通過節(jié)能量的計(jì)算說明了該修正模型的適用性，并驗(yàn)證了方法的可靠性。根據(jù)以上分析，得出如下結(jié)論：

1）能耗修正系數(shù)是根據(jù)改造前后建筑所處的內(nèi)外部條件的不同提出的，通過修正可以消除比較前后所處條件不一致而帶來的節(jié)能量的誤差。由于采暖和空調(diào)系統(tǒng)不同的特點(diǎn)，需要分別對(duì)采暖和空調(diào)系統(tǒng)能耗進(jìn)行修正。同時(shí)，在使用修正模型時(shí)，一定要先確定基準(zhǔn)能耗，建議采用改造前能耗為基準(zhǔn)。

2）在案例建筑中，修正采暖節(jié)能量比改造前后采暖能耗直接相減的節(jié)能量小16.97%，修正空調(diào)節(jié)能量比改造前后空調(diào)能耗直接相減的節(jié)能量小7.82%，修正總能耗比改造前后總能耗直接相減的節(jié)能量小10.23%，可見修正引起的節(jié)能量的差異顯著的，改造前后不同的內(nèi)外部條件引起的節(jié)能量差異不可忽視。因此，對(duì)節(jié)能量進(jìn)行氣象、室內(nèi)熱環(huán)境、內(nèi)部負(fù)荷和運(yùn)行時(shí)間的修正十分必要。

3）通過與軟件模擬法進(jìn)行比較，能量修正計(jì)算方法與軟件動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果相差3.03%（小于10%），說明提出的節(jié)能量修正計(jì)算方法是可信的，將該方法用于計(jì)算大量建筑的節(jié)能量時(shí)，可在保證準(zhǔn)確性的同時(shí)提高效率。

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（編輯胡英奎）