張軒銘，李明洋,張 坤

(四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川成都610065)

由于建筑能耗一直占社會總能耗的很大比例，建筑的能耗問題越來越受到重視。為了達到國家建筑節(jié)能標(biāo)準，新建綠色建筑在設(shè)計中常常采用各種技術(shù)措施：如外墻保溫、Low-e中空玻璃、地源熱泵、全新風(fēng)系統(tǒng)以及可再生能源等，來實現(xiàn)建筑的低能耗和高效益。一棟綠色建筑雖然采用了各種節(jié)能技術(shù)，仍然有可能出現(xiàn)能耗偏大的問題。

建筑是一個復(fù)雜的綜合體，要實現(xiàn)建筑節(jié)能的目標(biāo)，依靠設(shè)計階段的規(guī)范要求，以及設(shè)計完成后的“綠色建筑”評價是不夠的。如果為了追求“綠色科技”，在一棟建筑中采用大量的機械化設(shè)備，忽略了建筑本身所具有的的調(diào)節(jié)能力，不考慮建筑建成后的使用模式，很可能會造成一棟建筑建成后運行能耗過大。建筑的生命周期是從投資階段到交付使用階段的過程，其中的每一個階段，都會影響建筑能耗，綠色建筑的節(jié)能不僅需要技術(shù)上的突破，也需要與之配套的管理模式。

1 綠色建筑建筑發(fā)展現(xiàn)狀

2012年住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部在建筑節(jié)能“十二五專項規(guī)劃”中，從立法、能耗考核、建筑能耗審計、經(jīng)濟激勵、市場推動等各個方面，對“建筑節(jié)能”做出了進一步的規(guī)劃與部署。提出了“十二五”規(guī)劃期間，完成新建綠色建筑10×108m2；到2015年末，20 %的城鎮(zhèn)新建建筑達到綠色建筑標(biāo)準的要求[1]。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，建筑每年的能耗占社會總能耗的30 %左右，大力推廣的“綠色建筑”不僅僅是采用了新技術(shù)、新材料、利用新能源，完成了評價標(biāo)準的各項要求，更重要的是它應(yīng)該真正實現(xiàn)了“節(jié)能減排”的任務(wù)。如果綠色建筑的實際能耗遠遠超過了一般建筑，那么發(fā)展綠色建筑將陷入困境。

2 “綠色建筑”能耗現(xiàn)狀

2.1 “綠色建筑”能耗特點

為了控制建筑的能耗，達到建筑節(jié)能目的，自2006年以來，國家頒布了一系標(biāo)準和規(guī)范，如：《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準》、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準》、《綠色建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范》、《綠色建筑評價標(biāo)準》等，要求建筑在規(guī)劃設(shè)計階段要按照規(guī)范要求進行方案設(shè)計。各類規(guī)范中分別有相應(yīng)條款對建筑圍護結(jié)構(gòu)、窗墻比、體積系數(shù)，以及空調(diào)、采暖各項參數(shù)做出了明確規(guī)定。為了達到規(guī)范的要求，建筑可以采用不同的設(shè)計思路和技術(shù)手段。既可以使用各種建筑技術(shù)措施，充分利用新能源，運用高效的空調(diào)設(shè)備來實現(xiàn)要求，也可以通過合理的被動式設(shè)計來實現(xiàn)。

建筑可以采用不同的方式達到規(guī)范要求，因此不同建筑間的能耗差異也非常大，有的建筑能耗低而有的建筑能耗很高。我國《綠色建筑評價標(biāo)準》中將綠色建筑必須滿足的條件劃分為節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源利用、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、運營管理[2]6大項。一棟建筑只需要根據(jù)標(biāo)準要求，采取相應(yīng)的措施，滿足6大項中規(guī)定需要滿足的小項數(shù)量，就可以被評為一星、二星、三星級的綠色建筑。然而，評價標(biāo)準不能完全控制綠色建筑的能耗，“高能耗”的“綠色建筑”也確實存在。北京建成的一些中外合作“節(jié)能示范”項目中，集成了各種節(jié)能技術(shù)，但最終的實際運行能耗卻比同類未采用相應(yīng)措施的建筑高[3]。

2.2 綠色建筑能耗偏大問題分析

建筑是一個開放的系統(tǒng)，從立項到運營階段影響建筑能耗的因素很多。如果僅從設(shè)計階段《綠色建筑設(shè)計標(biāo)準以及規(guī)范》，和設(shè)計完成后根據(jù)《綠色建筑評價標(biāo)準》來衡量綠色建筑，僅僅反映了綠色建筑的一方面。僅從局部判斷綠色建筑是片面的，因此不能夠從整體對綠色建筑能耗實施有效的控制。建筑科技的發(fā)展對建筑能耗影響固然重要，但更重要的是在發(fā)展新技術(shù)的同時，完善綠色建筑能耗管理機制，在綠色建筑生命周期實施全面有效的控制，雙管齊下達到事半功倍的效果。

3 綠色建筑能耗控制管理方法

3.1 綠色建筑生命周期控制模式

切克蘭德在《系統(tǒng)論的思想與實踐》中提出了系統(tǒng)思維[4]，這種思維強調(diào)把握研究對象的整體性把思維成果系統(tǒng)化。建筑能耗也可以從這種整體到局部系統(tǒng)的方式認識，建筑實際能耗產(chǎn)生于運行階段，生命周期內(nèi)的每個階段都存在影響實際能耗的因素(見圖1)。生命周期內(nèi)的各個因素互相聯(lián)系，互相作用，共同決定了建筑的最終能耗。

圖1 建筑生命周期及影響能耗部分因素

建筑生命周期中，不同階段得到的信息反饋不同，對建筑能耗的作用也不同。建筑的投資和規(guī)劃設(shè)計階段不產(chǎn)生能耗，但對建筑實際能耗的影響確是非常大的。這些階段采用主動控制，預(yù)先估算出建筑總能耗，通過方案比選與評估選出最佳方案實施。建筑施工與運行階段輸出建筑實際能耗，這兩個階段產(chǎn)生的能耗是開發(fā)設(shè)計階段綠色建筑方案能耗的反應(yīng)，運行時也存在一些因素影響輸出能耗，這階段采用被動控制與主動控制結(jié)合的方式。

3.2 投資階段的主動控制

不同的開發(fā)商，由于投資理念、市場定位、戰(zhàn)略目標(biāo)的不同，開發(fā)建筑的形態(tài)、功能也各不相同，這些差異會影響建筑能耗。位于香港九龍灣的“零碳天地”，采用太陽能光伏板及生物柴油發(fā)電，建筑周圍種植的370棵樹，平均每小時可以回饋電網(wǎng)99×106W，預(yù)計未來50 a可以降低溫室氣體排放8 250 t。開發(fā)商在項目立項時確立項目節(jié)能減排目標(biāo)，后續(xù)階段以此為控制目標(biāo)實施控制。

3.3 方案設(shè)計階段的主動控制

方案設(shè)計階段估算方案能耗，根據(jù)估算能耗值優(yōu)化方案，確定最優(yōu)方案。優(yōu)化方案可以采用措施有：利用自然光源為建筑采光，合理布置建筑朝向，考慮自然通風(fēng)和室內(nèi)氣流組織為建筑在過度季節(jié)營造適宜的室內(nèi)環(huán)境，減少使用空調(diào)的時間。空調(diào)系統(tǒng)、熱泵技術(shù)、新風(fēng)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)合理選型等。優(yōu)化方案，要盡量通過被動式設(shè)計，讓建筑具備一定自身的調(diào)節(jié)能力，保證一年中的大部分時間能夠營造舒適的室內(nèi)環(huán)境。主動式設(shè)計中的各個系統(tǒng)要互相協(xié)調(diào)，運作時處于最佳工況。方案初步設(shè)計階段確定建筑形式，結(jié)合建筑周圍微氣候環(huán)境主要使用主動設(shè)計方法(圖2)。詳細設(shè)計階段確定建筑設(shè)備系統(tǒng)形式和可采用的建筑技術(shù)方案，完成被動設(shè)計方案。

圖2 綠色建筑設(shè)計主動控制

3.4 施工、運行階段的能耗控制

施工與運行階段采用主動控制與被動控制相結(jié)合的方式(圖3)。施工階段至建筑交付使用后會產(chǎn)生實際能耗。這兩個階段有以下因素會造成建筑能耗偏高：空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試不恰當(dāng)，空調(diào)以低負荷運行，空調(diào)系統(tǒng)冷熱負荷互相抵消，新風(fēng)量過大，用戶用能習(xí)慣不恰當(dāng)?shù)?。在項目施工階段實施主動控制，搭建能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計平臺，分別測試建設(shè)項目空調(diào)、照明、采暖、電氣系統(tǒng)的能耗。在施工過程中調(diào)試系統(tǒng)，確保系統(tǒng)在最佳工況下運行，降低系統(tǒng)運行能耗。在項目運行階段采用被動控制，根據(jù)收集到的空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)的各分項能耗數(shù)據(jù)，與設(shè)計模擬能耗值對比，分析偏差，找出能耗過大原因，再次調(diào)試系統(tǒng)使其達到最佳狀態(tài)。

圖3 施工、運行階段的主動控制與被動控制

4 結(jié)束語

為了綠色建筑能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能，需要科學(xué)技術(shù)的進步與支撐，同時也需要突破固有的管理模式，從建筑生命周期的角度出發(fā)深刻認識建筑能耗產(chǎn)生的原因，以及容易導(dǎo)致能耗過高的關(guān)鍵階段。根據(jù)這些原因，從能耗控制的目的出發(fā)，結(jié)合分析、預(yù)測、反饋的主動控制以及反饋、分析、調(diào)整的被動控制，在建筑生命周期的各個階段對建筑可能會產(chǎn)生的能耗，以及實際能耗實施控制，是能耗目標(biāo)控制管理可以使用的一種模式。

[1] 國務(wù)院.節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃[OL].中華人民共和國中央人民政府網(wǎng)，2012-08-06

[2] GB/T 50378-2006綠色建筑評價標(biāo)準[S]

[3] 清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010

[4] 切克蘭德.統(tǒng)論的思想與實踐[M].華夏出版社,1990