綠色建筑規(guī)劃階段的承諾是否兌現(xiàn)？

綠色建筑憑借其極低的能源總需求，以及能耗最低的優(yōu)化建筑系統(tǒng)技術(shù)脫穎而出，但綠色建筑的各系統(tǒng)之間需要高度協(xié)調(diào)，運行參數(shù)的錯誤設置會導致建筑低效運行，并造成能源消耗增加。

遺憾的是，這一問題經(jīng)常出現(xiàn)，因此在規(guī)劃階段設定的能源效益往往在建筑運行過程中無法實現(xiàn)。甚至可以說，在實際的建筑運行過程中鮮有開展能源效益的檢查工作。在大多數(shù)時候，無論是業(yè)主還是運營商都不了解維持建筑正常運行所需“消耗”的能源，無法確認室內(nèi)舒適性，也不了解規(guī)劃階段的承諾是否兌現(xiàn)。

但有意思的是，如果是談論車，無論是自己的車還是鄰居的車，人們卻往往對這些數(shù)據(jù)了如指掌。即使是在使用大排量的汽車，人們都很樂于展示自己的車是經(jīng)濟合算的。

總之，我們可以說，由于測量儀器的缺乏或不完整，建筑運行更多的是以建筑用戶的滿意度為導向，而不是降低能耗。這一點從本質(zhì)上而言不能說是錯的，而只能看成是運行目標的覆蓋范圍不足。因此，建議實施戰(zhàn)略性的能源管理，將長期目標設定為盡可能以最低的能耗和成本滿足用戶的需要。

遺憾的是，這樣的戰(zhàn)略性能源管理極少得以實施。通常情況下，人們總是從合理性出發(fā)或通過比較上個月或上年度的能源賬單，來對自己的月度或年度能源費用進行控制。

造成這一缺陷的原因可追溯到現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)和工具雖然標準化但功能卻不完整的測量儀器。這些測量儀器不太注重能耗的分析和優(yōu)化，而只側(cè)重于每個建筑構(gòu)件的功能，用于定向分析和評估的工具往往不夠人性化，所以往往被棄之不用或很少使用。

某棟建筑或某個系統(tǒng)是否能高效地運行，或與上期能源賬單相比而增加的能耗是否可以通過不同應用方法、氣候或其他影響因素加以解決，這個問題在大多數(shù)情況下只能在付出艱辛努力之后才能得到解決，或是根本無法解決。例如，在德國，用于建筑的供暖、制冷、通風和照明的能耗占總能耗的40%，但令人費解的是，在這個領(lǐng)域可供選擇的解決方法和工具卻極少。

除了缺乏工具、測試技術(shù)設備不足等原因，無法在建筑運行階段完全實現(xiàn)規(guī)劃階段所預設的節(jié)能潛力的另一個原因是：規(guī)劃、施工和最終建筑運行階段往往間隔數(shù)年的時間，因此規(guī)劃階段的內(nèi)容時常被忘卻腦后，而當初的項目成員也已換人。圖1反映了建筑運行優(yōu)化的現(xiàn)狀及其與新制定解決方案的比較。

圖1 建筑運行現(xiàn)狀優(yōu)化與未來自動化運行優(yōu)化方式的對比

雖然大多數(shù)建筑記錄了運行參數(shù)，但通常我們無法從這些參數(shù)中了解建筑運行水平是否是最優(yōu)的。在大多數(shù)情況下，我們僅限于比較一下實際能耗與上期能耗的賬單。這意味著并沒有完全利用可用的節(jié)能潛力。

因此，綠色建筑需要一種不同的方法：在規(guī)劃階段創(chuàng)造和使用的模擬模型反映了建筑的熱行為，也是分析建筑實測能耗的參考。模擬模型類似建筑運行，反映了理論上的能源消耗。

通過比較能耗記錄與計算得出的能源消耗（在相同邊界條件下測量：相同氣候和可比使用率水平），我們可以得出關(guān)于建筑運行過程中節(jié)能潛力的結(jié)論。

定向和戰(zhàn)略性的建筑運行和能源管理需要將系統(tǒng)工程測量儀器擴展至某個點，以便盡可能在最短時間間隔內(nèi)完整地登記并記錄能量流、室內(nèi)溫度、系統(tǒng)參數(shù)等。

在這種情況下，我們要引入數(shù)據(jù)記錄儀的概念。如果巧妙地記錄這些數(shù)據(jù)，則可控制額外的成本，且通過高效能源管理系統(tǒng)所節(jié)約的能源成本遠遠超過一套詳細數(shù)據(jù)記錄儀系統(tǒng)的費用。

數(shù)據(jù)記錄儀的方案需要精心設計，使其能連續(xù)一致地測試和分析能源平衡。必須注意的是，測試精度和容錯度應調(diào)整至儀器記錄數(shù)值。例如，在測試熱激活構(gòu)件的溫度時，與供暖裝置供暖，流動溫度與回返溫度的溫差為20度相比，需要較高的記錄精度，源于能源流動與回返之間的約2K溫度差值。此外，測試點選點必須正確。錯誤的位置可能很快導致高達30%的記錄誤差。除理解能源技術(shù)外，測試人員也需要學習測試工程知識。

實際記錄數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)之間的比較結(jié)果也可以進一步微調(diào)，以涵蓋——除能源消耗和能源消耗外——運行參數(shù)和系統(tǒng)工程條件數(shù)值，供測試、確認和比較。這有助于盡早確認運行行為的變化——例如，由系統(tǒng)構(gòu)件受到污染引發(fā)的變化。這意味著，效率低下和運行故障可通過預防性措施處理。

然而，海量數(shù)據(jù)的分析僅靠看儀表數(shù)字是無法完成的。因此，實際記錄數(shù)值和計算數(shù)值之間的比較工作將采用自動化方式完成。為此，需利用帶有建筑優(yōu)化和故障檢測功能的能源監(jiān)控系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 設備的故障自動檢測、自動診斷及運行優(yōu)化的監(jiān)控系統(tǒng)

信號系統(tǒng)的布置可向操作人員顯示仍在“綠色區(qū)域”中，即優(yōu)化狀態(tài)下運行的系統(tǒng)；以黃色標識的系統(tǒng)則表示已處于低效運行階段，能耗可能會增加，需進行具體分析；以紅色標識的區(qū)域表示急需改善系統(tǒng)參數(shù)，以避免效率低下、運行缺陷和能耗增加。

可用上述工具建立一個戰(zhàn)略性的建筑運行管理系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)。通過對運行數(shù)據(jù)的定向評估和分析有可能達到建筑的節(jié)能運行。

項目實例——整體節(jié)能的證明

建筑投入運行之后的第一年便可實現(xiàn)對整體節(jié)能的證明。為了實現(xiàn)能源平衡，像氣候、利用率和系統(tǒng)運行等核心影響因素也應體現(xiàn)出來，因為規(guī)劃階段的任何能源基準僅適用于當時規(guī)定為目標值的參數(shù)。

因此，一個透明的驗證程序是非常復雜的，尤其當運行邊界條件與規(guī)劃條件之間存在很大差異的時候。在這種情況下，可根據(jù)運行條件調(diào)整各參數(shù)。這就需要一個穩(wěn)健的模擬模型，以記錄氣候、使用、建筑及系統(tǒng)運行之間的交換。此類系統(tǒng)往往已在規(guī)劃階段存在，可用于多種用途。

以OWP11建筑為例，圖3說明了這樣一種方法：OWP11建筑的供暖能源消耗在規(guī)劃階段計算為37kW·h(m2·a)。在建筑運行第一年，能耗讀取數(shù)據(jù)卻高出50%。通過逐步調(diào)整模擬模型中的運行參數(shù)，可以查明該供暖能耗較高的原因。事實證明，由于辦公區(qū)域的工位并不密集，所以規(guī)劃中設定的熱源在運行過程中未能充分實現(xiàn)。而室內(nèi)熱源的“缺失”則造成了較高的供暖能耗。

圖3 通過模擬方式分析OWP11建筑的供暖能耗

借助符合建筑運行狀態(tài)可靠的模擬模型，就可容易地得出潛在可采取的節(jié)能措施。