设施管理如何进行建筑绿化节能工作评估
在中国,获得绿色建筑标识的项目超过了2000个,建筑的总面积达到了8.1亿平方米,我们也注意到,国际社会对中国的绿色能源发展有着非常高的评价。但是我们也注意到,国外的研究过程中,绿色建筑的能耗控制能不能真正达到预期的效果是值得考证的,例如美国绿色建筑的评价过程中,虽然绿色认证的建筑整体比普通建筑节能20%,但是绿色认证的不同等级之间,能耗的高低没有显著的区分度,部分建筑甚至没有达到节能的效果。另外,即使获得认证的建筑,其环境品质,例如我们在意的室内光热、空气品质等,是不是真正达到了要求呢?通过研究可以看出,在办公室的空气品质方面,绿色建筑比常规建筑有明显的提升,但是在光环境、办公室的布局以及噪声,或者周围建筑的性能方面,绿色建筑并没有达到预期,事实上这也是我们国家面临的问题。
绿色建筑蓬勃发展时,国内外绿色建筑实际性能研究比较少,我们需要加快对绿色建筑运行性能的调研,掌握它是否达到性能提升的预期效果。
绿色建筑常用评价是上个世纪60年代就开始的,往往对应的是建筑的空间,或者是非常简单的主观环境性能的评价,对于运行阶段的评价,目前来看还是比较少的。另外一个方面,绿色建筑评价标准在运行阶段的评价,用户的参与度相对来说比较少,目前沿用老的方法——利用核查社工,因此很难反映出用户的满意度和实际性能指标的情况。
因此我们提出了一个针对绿色建筑环境性能的、基于实测的性能后评价方法。它和传统意义上的后评估方法不同的是,我们强调基于现场实测进行评估。这有什么不同呢?首先,传统意义上的后评估,它关注的是对建筑、空间,或者环境性能的一个历史记忆,进行一个访谈,像设计院在建筑建设一年后做的回访一样;而我们提出的是基于现场实测的评价,关注实测过程中用户对建筑或环境的反映。第二,传统的PUE(Power Usage Effectiveness,数据中心总设备能耗)不重视测量评价时刻环境的物理特性,我们强调把历史记忆和现场实测结合起来,而且要求把能耗指标和环境质量指标进行全面的对比研究,因此,我们综合两种方法的优缺点,对国内的绿色建筑进行了实测调研。
从2010年以来,我们对国内获得绿色建筑标识的22个办公项目、19个商场项目进行了现场的调研和室内物理环境的长期监测,监测时间超过了一年。通过研究发现,大部分获得认证的办公建筑的能耗是比较低的,但是也有约三分之一获得标识的办公建筑的实际能耗比应有的能耗值略高。对于一些采用了新技术的能耗,我们发现温室独立控制的项目,总体而言它的空调电耗水平较低,除了个别楼宇用了30度以上的电,其他大多数的能耗都控制在30度以下,而且整体系统能效较好。我们还发现,采用了地燃热泵的一些项目,其空调产暖能耗也并非是最低的,因此,能耗的高低和技术性能对等。
我们发现很多项目的运营策略存在着一些问题。首先,如果我们的绿色建筑都采用自然通风加分散空调,那么装机的容量大概是每平方米1瓦,能耗相当于每平方米3度电,每年大概运行三千个小时。如果采用的是全空气,每平方米的装机容量大概是18瓦,每年运行四千小时,那么仅风机的能耗就达到了72度电,约为风扇式空调的24倍。如果采用新风加风机盘管,那么每平方米用12度电,因此输配的能耗在整个空调产冷系统能耗中是最关键的一个影响因素。
第二,太阳能热水器管的应用。传统的绿色认证里,的确鼓励一些项目尽量采用太阳能热水器,以达到绿色高星级的要求。但是调研这些项目后发现,太阳能热水系统的保障力不高,平均低于50%,我们认为应该采用分散式的热水系统,或者直接采用一些空气源的热水系统,这样的最终能效和热水的保障力应该更高。
最后,我们对比照明电耗和插座的能耗情况,在这些获得绿色建筑标识的项目里面,其照明和插座的能耗基本令人满意,这也是国内发展绿色建筑的重点之一。
除了降低能耗之外,大家更关心的是环境品质的提升,要求对建筑里正常人数的20%进行问卷调研,同时,在一年内实测室内典型的房间温湿度、二氧化碳浓度、光照度、噪声,通过对客观参数的测量,和对主观参数的问卷调查,共同对室内环境品质做出评价。我们得到的重要结论是,二氧化碳浓度是空气品质的一个重要影响因素,而绿色建筑对二氧化碳浓度的确有较好的控制,当我们把不同季节的满意度均值做一个比较,可以看出在室内环境评价方面绿色建筑明显优于常规建筑,但这主要针对公共建筑,尤其以办公建筑为主。因此我们也提出,绿色建筑性能要基于实测,因为建筑好坏和实际环境的指标有差异,第一和设计指标对比,我们可以结合模式分析来发现运行和设计的问题;第二要和当地的评价指标对比,或者数据库的指标对比,这有利于提醒业主和客户绿色建筑是不是在一个比较良好的状态里运行。
除了总能耗的评价,业主更需要关心分项能耗的评价。当总能耗非常高时,有可能是由于插座能耗导致的。举例说明,室内温湿度能耗的细分工作,指标是多少?用户对室内温湿度的评价分数是多少?照明的能耗是多少?室内照明光反映的评价指标得分是多少?以类似的方法不断细化,进而形成天花板的能耗控制。与分项能耗的过程控制相结合的方式,能够推进我们绿色建筑的功效得以实现。
我们总结了非公共建筑绿色性能提升的思路,有以下几点:第一,应该强调基于“被动优先,个体可调”的环境性能提升为导向。例如ASHRAE(美国热、冷冻和空调工程师协会)强调,如果我们可以开启窗户,那么室内所能接受的温度范围就会更大,那么采用立式风机盘管加开窗新风系统加地道风系统,全年空调的平均耗电量只有14度电,这是非常好的结构,在山东交通学院图书馆已经实现了。
第二,在天津有一个项目,它的调节措施是利用风扇、窗户和遮阳等,它全年的空调耗能平均为15度电。深圳建设院的大楼强调通风可调,它的空调电耗平均为16度左右。这些数字的巧合提醒我们,不管在哪个气候区,只要按照环境优先、个体可调的思路,那么环境质量会很高,平均能耗可以降低至20度电以下,这是百分之四五十的节能。
第三,在规划设计时,要选择一个优化目标,不要强调整体更好,可以强调采光最优、通风最优……基于这个目标,我们可以寻找建筑的最佳平面布局,优化中厅的集体参数,不断优化建筑表面。天津塘沽新区的外贸楼正是这样,所以它的实际能耗和环境的综合达到一个比较好的结果。
第四是采用新的思路,强调以节能和环境性能提升作为单一或者多目标进行改善优化。例如我们对建筑的通风进行优化,这是建筑的表面,我们通过模拟之后,研究可开启的外窗,它在建筑立面上的分布情况,强调建筑立面资源的参数化处理情况,这可以得到很好的结果。印度新德里的一个项目就是对它的各个体系进行优化。优化了体系之后,我们可以接着优化室内中厅的位置、数量、大小,中国建筑设计研究院也对整个立面进行了一个通风和遮阳的优化,事实上是一个比较理性化的参数结果,强调以数据为导向,跟绿色建筑的性能实现反向优化,这个思路就是,总能耗为60度电,热舒适是在无空调、无采暖的时候,70%的时间可以达到热舒适的效果,90%的时间自然通风可以满足。以此作为目标进行反向优化,对建筑的体形、体面的几何信息进行优化。在机电系统优化里,我们也可以按照类似的思路来进行。例如办公建筑的节能怎么拆分到冷热源、输配系统,拆分到末端?照明的节能怎么样进行拆分?怎么考虑细微的影响?这一系列也是改善规划的逻辑。
不同的国家有不同的绿色认证标准,其导向也不一样。国外更强调在一个相对封闭的人工环境里改善空气条件,然后再谈节能,所以环境品质分数很高。例如人均新风量是30立方米,而一些认证标准鼓励做到人均100立方米,在此前提下再来谈节能,但实际能耗无法降低。就像鼓励人们开悍马而又谈省油一样。美国基本上以电风量为主,每平方米电风量末端达到了72度电,国内多以空心盘管为主,这样每平方米又差了60度电,而且国内多鼓励以使用自然通风为主。美国考虑晚上会遗失物品,所以要求24小时照明。另外我们也有很多例子可以说明我们国家的绿色建筑后评估的特色和做法。
绿色建筑要在标识的申报之外,有更多的追求,关键是要提升环境性能,同时降低能耗,这才是绿色建筑发展的最有效途经。
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