绿色建筑能效测评系统构建研究

石岩1   魏蕾2

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摘  要：在当今社会，随着环境污染和能源危机日益严峻，绿色建筑的发展成为全球关注的焦点。绿色建筑不仅能最大限度地节约资源、保护环境、减少污染，还能为人们提供健康、舒适的生活和工作环境。因此，构建一套科学、系统的绿色建筑能效测评系统显得尤为重要。这不仅有助于提升建筑的能效性能，减少能源消耗，还能推动建筑行业向更加可持续的发展方向转型，实现经济效益与环境保护的双赢。

关键词：绿色建筑；能效测评；技术指标体系

一、绿色建筑能效测评系统构建的理论基础

1. 绿色建筑的概念与特点

绿色建筑强调在其整个生命周期内最大程度地节约资源（包括节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，同时为人们提供健康、适用和效能高的空间。这种建筑方式旨在与自然环境和谐共生，确立了人、建筑和环境之间相互依存、互利共生的发展方向。特别是在资源利用上，绿色建筑通过高效能的设计和材料选择，显著降低能源和水的需求。此外，绿色建筑还注重室内环境质量，通过自然采光、优化室内空气品质等手段，创造舒适健康的居住和工作环境。这些特点共同定义了绿色建筑的多维度价值，不仅体现在能效上，还包括对居住者身心健康和生态环境的正面影响。

2. 建筑能效测评的重要性

建筑能效测评作为衡量建筑综合性能的一项重要措施，其目的在于通过科学方法量化建筑的能源消耗情况，评估其能源使用的效率。该过程涉及对建筑设计、材料选用、设备安装及运营管理等多方面的考量，以识别能效潜力和改进空间。通过测评，建筑业主、设计师以及运营管理者能够获得关于如何降低能耗、提升建筑性能的具体建议，从而实现经济成本和环境影响的双重优化。此外，能效测评还有助于推动绿色建筑标准的实施和更新，为建筑行业的可持续发展提供动力。通过这一过程，建筑不仅成为满足人类居住和工作需求的空间，更成为推动社会可持续发展的重要平台。

二、基于绿色建筑能效测评指标体系的确立

绿色建筑的定义强调在其生命周期全阶段极力节约各类资源如能源、土地、水资源和材料等，同时致力于环境保护和污染减少，旨在为居住者提供一个既健康又高效的空间，实现与自然的和谐共存。这种建筑理念追求人类、建筑物及环境三者之间的和谐与协调，通过有效利用自然资源和采纳人工技术手段，旨在营造出一种既舒适又有益健康的居住环境，并力图最小化对自然环境的负面影响，体现了从自然获取资源与向自然归还资源之间的平衡关系。

在确立绿色建筑能效测评指标体系时，我们采纳了一种综合性和层次性的策略，这种策略结合了从宏观到微观的方法，兼顾国际视角与国内实际情况，遵循了科学性、系统性、代表性、独立性以及可操作性五大原则。依据《绿色建筑评价标准》GB/T50378—2014和《建筑能效标识技术标准》JGJT288—2012，我们对绿色建筑能效的深层含义进行了逐级拆解，从而构建了一个全面的能效测评指标体系。

该体系将建筑能效评估作为其核心目标，下分为四大准则层：建筑物功能与舒适度指标、建筑设计与维护结构性能指标、可再生能源利用指标以及设备能效与优化控制指标。每一准则层下又细化为具体的评价指标，旨在全方位、多角度地评价和提升建筑的能效表现。这样的分层设计既确保了评价体系的全面性和科学性，也便于具体操作和实际应用，为绿色建筑的能效提升指明了方向。

三、绿色建筑能效测评指标的具体内容与分析

1. 建筑物功能与舒适性指标

在绿色建筑中，建筑物的功能性和居住者的舒适性是衡量其能效表现的重要指标。建筑内部的人员密度直接影响能源消耗水平，因为更高的人口密度通常需要更多的通风和空调以维持室内环境的舒适。同时，室内温度和湿度的调节不仅关乎居住者的舒适感，还直接影响能耗，因为空调和加湿器或除湿器的使用频率与这些参数紧密相关。此外，室内空气品质是关乎健康的重要指标，保证空气质量往往需要额外的能源投入，如空气净化系统的运行。

安全性和便捷性也是评估建筑物能效的重要方面。安全自动化系统如消防和监控装置的运行同样消耗能源。而建筑物的通信自动化系统，包括无线网络、传感器等，其运作同样基于能源消耗。照明系统的平均照度水平不仅关系到视觉舒适和安全，也是能耗管理的关键点，恰当的照明设计和节能灯具的使用可以显著减少能源消耗。

2. 建筑物设计与维护结构指标

建筑的设计与其结构的维护对能效有着深远的影响。建筑朝向和体型系数是设计时考虑的重要因素，它们决定了建筑对外部环境的响应能力，如自然光的利用和热能的保持或排放，从而直接影响能源的需求。窗墙面积比及窗户的传热系数是决定建筑热效率的关键，这些参数影响冷暖气系统的工作强度，进而影响能耗。

围护结构的传热系数衡量了建筑保温和隔热性能的高低，优良的围护结构可以减少能源在室内外的无效交换。同时，建筑外窗的气密性对于防止空气渗透，减少不必要的热损失或增益尤为关键。遮阳技术的应用，通过阻挡直射阳光，减少室内温度的过度升高，是有效控制夏季室内温度，减少冷气使用的策略之一。这些设计与维护方面的考量共同构成了绿色建筑能效测评的重要组成部分，旨在通过科学的方法减少能源消耗，提升建筑的整体能效表现。

3. 可再生能源利用指标

在绿色建筑的能效测评中，可再生能源的使用率是一个关键指标，它衡量了建筑在能源需求中对可再生资源的依赖程度。这包括太阳能、空气源热泵、土壤源热泵等的利用比例，尤其在提供生活热水、供暖和制冷方面。例如，太阳能热水器的使用比例直接反映了建筑对传统能源的依赖程度减少情况。类似地，采用太阳能光伏板和风力发电设施能在一定程度上替代传统电力供应，其在总电力消耗中的比例越高，表明建筑越绿色、越可持续。提高这些比例不仅能有效降低对化石燃料的依赖，还能显著减少温室气体排放，促进环境保护。

4. 设备能效与优化控制指标

设备的能效比及其优化控制在绿色建筑能效评估中占有重要位置。这关乎采暖、空调、照明以及电气系统的能效，其中每一项都采用了节能型产品和技术。例如，一个高效的采暖系统可以在消耗较少能源的同时提供必要的热量，空调系统的高能效比意味着以最低能耗实现最优制冷效果。此外，热回收系统的引入，可以通过回收利用建筑内外的余热或废热，减少能源浪费。蓄冷蓄热系统的运用进一步平衡了能量的供需，避免了能源在高峰时段的过度消耗。设备能耗的分项计量和在线监测系统不仅为节能诊断提供数据支持，还通过实时分析优化能源使用效率。最后，供热、通风、空调与照明系统的自动控制技术，根据实际需要自动调节运行状态，确保了能源使用的精准性和效率，同时满足了室内环境舒适性和使用需求。

四、指标的无量纲化处理与评价准则

1. 指标的无量纲化处理

在进行绿色建筑能效的评价过程中，将各项指标转换为无量纲形式，即将它们标准化，是一项基础而关键的步骤。这种转换允许我们对不同的评价指标进行公平比较，无论原始数据的量纲或量级如何。具体来说，这一过程涉及将每个指标的实际测量值转化为一个无量纲的数值，通常落在一个预定的范围内，如0到1。这样的转换不仅归一化了数据范围，还保留了原始数据间的相对大小和差异。

该过程通常涉及正向指标和逆向指标的区分。对于正向指标，即那些数值越大表示表现越好的指标，其无量纲化处理确保了数值的增加与性能的提升直接相关。相反，对于逆向指标，即数值越小表示表现越好的指标，其处理方式则确保数值的降低反映了性能的提升。通过这样的处理，每个指标的贡献于总评价中变得直接可比，为综合评价提供了坚实基础。

2. 指标的评价准则

确立评价准则是对绿色建筑能效测评体系进行有效应用的核心。这些准则不仅为评价过程提供了明确的评分标准，还确保了评价的公正性和一致性。在构建这一体系时，通常会将定量指标与定性指标结合起来，以综合反映建筑的能效性能。定量指标的评价准则基于具体的数值范围，如能效比或能耗水平，而定性指标则依赖于对建筑特性或性能的主观评估，如使用舒适度或设计创新性。

评价准则的制定通常涵盖了从优至劣的多个等级，每个等级都对应特定的分值范围或描述性评语，从而为评价人员提供了清晰的判断依据。例如，根据建筑所在地区的气候特征和具体能效要求，可以设定具体的能效指标阈值，从而为不同级别的绿色建筑能效标识提供标准。这种分级方法既促进了评价过程的标准化，也为建筑设计和改进提供了明确方向。

五、结语

通过本研究，我们成功构建了一套综合性的绿色建筑能效测评系统，涵盖了从建筑设计、舒适性到可再生能源利用及设备能效的全方位评价指标。无量纲化处理与评价准则的应用，进一步增强了该系统的科学性和操作性。我们认为，这一系统不仅为绿色建筑的设计与实施提供了实用的参考依据，而且对促进建筑行业的可持续发展具有重要意义。

参考文献：

[1]何婷婷,史志鹏.绿色建筑的能效监测系统构建[J].河南科技,2019,(02):94-96.

[2]陶妍艳,徐刚,陈雁等.建筑绿色度评价与预测优化[J].土木工程与管理学报,2021,38(01):120-126.