关键词：方案设计；智能控制系统；结构；监测
Abstract: in this paper the author mainly according to many years engaged in architecture design, this paper analyses the architecture examples energy control system composition and design. Refers for the colleague.
Key words: the project design; Intelligent control system; Structure; monitoring
中图分类号：TU201.5 文献标识码：A文章编号：
工程概况
某学院活动中心共有3层，1、2层为学生食堂，3层为礼堂兼文体中心，供学校开会及学生体育课(篮球、乒乓球、羽毛球)使用。规划对3层礼堂安装中央空调系统，并对围护结构、照明等进行节能改造，建成节能示范工程。
1 建筑节能智能控制系统结构
根据学院的具体情况，建立一套建筑节能智能控制系统，包括空调系统节能控制系统、围护结构控制系统、照明节能控制系统。建筑节能智能控制系统装有通讯模块，利用数据采集及通讯手段实现对各能耗系统的互联网远程监测。该控制系统预留扩展接口，日后学院如需对其他能耗系统进行监控，可以随时集成到该控制系统中。
图l 建筑节能智能控制系统结构图
控制中心可以对建筑能耗状态实时监控、实时采集、定时，可满足现场展示功能。通过网络实时采集耗能信息、设备效率信息、管理信息等，通过后台分析统计图、表等方式，直接按历史时间显示中央空调各设备的电耗情况。出具历史变化的比较值及发展趋势图，根据需要进行各种统计分析。包括不同设备用电横向分析比较，同一设备不同季节、不同时间段用电量纵向分析比较。从运行操作和管理监控等层面提升节能管理水平、优化节能控制策略。
1．1 运行操作层面
可对环境参数、设备运行状态及能耗数据进行远程实时监测及故障报警，可实现远程电表集抄功能。
1．1．1 环境参数监测
对室内外温度、湿度、CO 浓度、室内照度等环境参数及相应设备的运行状态数进行实时监测，可充分了解当前环境品质及相关的环境控制策略，保证在节能的同时能充分满足环境指标要求，真正做到“节能以不降低环境品质、满足舒适度”为前提。
1．1．2 设备运行状态监测
对用能系统中各设备的运行状态和运行参数进行实时监测，当设备出现故障时，系统在线报警信息，确保设备在安全稳定状态的前提下实现节能。
1．1.3 能耗监测
对能耗系统的总能耗及主要用能设备的分项能耗、运行参数、负荷等进行实时监测，时刻跟踪各用能设备的能耗变化情况，为及时发现问题和进行故障诊断提供依据。
1．2 管理监控层面
支持管理人员对能耗进行分时、分项统计分析，帮助其了解设备的启停时间和使用规律，找到节能潜力，为优化节能管理和控制策略提供依据。
2 中央空调节能控制系统
2．1 节能控制系统
(1)建立能效管理中心，实时监控每一台能耗设备的运行状况以及能耗状况，并对实时数据进行采集分析，满足学院日后科研及教学需求；
(2)采用水泵变频技术，提高水系统的输送效率，合理控制供／回水温差。提高冷水机组的效率，实现水泵及整个水系统的节能高效运行；
(3)采用风机变频技术，提高风系统的输送效率，在满足室内换气次数的前提下合理控制风柜送风量，稳定室内温度，实现风系统的节能高效运行；
通过节能控制，提高空调系统的管理水平，使空调系统的运行情况与实际负荷需求相匹配，提高主机、水泵及风柜的运行效率，从而实现整个中央空调系统的节能高效运行，全面降低系统能耗。
2．2 能效管理中心
在中央空调系统安装能源监测管理系统，建立能效管理中心，利用数据采集及通讯手段实现对中央空调系统的在线数据监测服务。具体监测内容如表l。
表l 监测内容
作用分类 功能实现 检测数据 检测设备
在线能耗计量 能耗计量 主机/泵/风机能耗 智能电能表
COP计算 冷冻水流量 超声波流量计
环境监测 环境参数 建筑室外温湿度 温湿度传感器
空气质量 室内温湿度 温湿度传感器
设备监控和保护 低温保护 主机冷却水出水温度 温湿度传感器
高温报警 主机冷却水出水温度 温湿度传感器
流量保护 流量及泵的开关状态 流量开关反馈
实时控制 冷冻泵调节 冷却水总管进、回水温度 温湿度传感器
冷却泵调节 冷却水总管进、回水温度 温湿度传感器
主机负荷调节 冷冻水/冷却水流量 超声波流量计
风机调节 室内温度 温湿度传感器
2．3 变频控制方案
在中央空调系统中加装“中央空调节能控制系统”，实时监控冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵的工作状态，以及楼宇内外环境温度、冷冻、冷却水供回水温度、冷冻水压差、主机设备消耗功率等参数，降低设备运行的盲目性，可以随时通过计算机网络对整个中央空调系统运行状况进行监测，提高中心城中央空调各级管理人员对用电设备的管理水平。本集中控制系统具有远程操作及监控功能。中央空调节能控制系统的核心是专家系统、模糊控制及变频无级调速。在控制器中建立了知识库、模糊控制模型和模糊运算规则，形成智能模糊控制。通过全面采集影响空调系统运行的各种参数，按系统最优的原则，经智能模糊运算，得出相应的控制参数，这些控制参数被送到冷冻水子系统、冷却水子系统、冷却塔子系统和风系统，从而改变空调系统循环流体的流量和温度， 以保证整个系统在各负荷条件下，均处于最佳工作状态，从而最终达到综合节能的目的。图2为中央空调节能控制系统控制原理框图。
3 维护结构的节能技术
3.1 建筑节能主要包括三个方面：
（1）建筑群的规划布局、建筑物平面布置、体型（间距、朝向、自然通风、体形系数）。
（2）维护结构节能（保湿、隔热、气密性）
（3）采暖和空调设备节能（设备能效比、采暖空调方式、能源选择等）
3.2 体形系数
体形系数（Building Shape Coefficient）定义为建筑物与室外大气接触的外表面积F0（m2）和与其所包围的体积V0（m3）之比，即单位建筑体积所占有的外表面积.计算建筑中的体形系数时，外表面积F0不包括地面面积和楼梯间墙及分户门的面积。体形系数越大，说明单位建筑空间的热散失面积越大，能耗就越高.建筑的耗能量随着体形系数加大而增加，体形系数小，建筑物耗能效果好。为了减少建筑物的体形系数，在设计中尽量让建筑平面布局紧凑，减少外墙凸凹变化，即减少外墙面的长度。
3.3 维护结构节能内容
维护结构节能主要分为护结构，外墙、屋面、外窗、户门维护和内围护结构，分户墙和楼板维护。
维护结构节能措施主要有：
（1）提高外墙、屋面、外窗、户门及分户墙、楼板（包括底层）保温性能
（2）提高外墙、屋面、外窗隔热性能
（3）提高外窗（包括阳台门）气密性能
而外墙节能技术主要关键是如何提高外墙的保湿、隔热性能。可以采用不同的保湿材料与基层墙体复合，构成复合保湿。针对墙体，可以采用以下三种方法：外保湿、内保温、中保温或组合保温。如图3所示。或者直接采用具体较高热阻的墙体材料---自保温。
图 3
3.4 玻璃窗安装隔热膜
综合楼3层南北两面墙基本上是两面宽20m，高7m，面积为140m2 的玻璃窗。玻璃窗传热系数较大，会有大量的太阳热辐射进入室内，增加空调负荷。太阳隔热膜能减少通过玻璃进入室内的太阳热量，这是通过增加阳光的反射和玻璃的吸热达到的。反射薄膜上面覆有一层金属，这种金属制薄膜，可增加玻璃的光反射和光吸收，从而更好地将太阳热能阻挡在玻璃窗外。通过贴膜可以隔断50％～83％的太阳热能，从而减少空调负荷，实现空调节能。其原理如图5。
对玻璃窗加装隔热膜，隔热膜构造分析表，如图4所示。以降低围护结构热损失，减少空调负荷，实现空调节能。
图 4 隔热膜构造分析表
3．5 安装风幕
位于综合楼四个角落的4个楼梯问与3层礼堂之间是连通的，没有进行隔断。冷空气会向楼梯间进行扩散，造成冷量损失，增加空调能耗。因此需要在礼堂的4个入口处加装风幕， 以减少冷气外流，减少空调能耗。
图2 中央空调节能控制原理框图
图 5
3．6 安装自动窗帘
在南面部分区域安装自动窗帘，实现自动控制。在夏季，窗帘可以根据太阳光线的照射方向和强度自动调整自身的上升和下降，以保证系统尽可能多地遮挡强烈的阳光入射到建筑内部，从而节约了空调系统耗能，同时又保证为室内人员正常的工作提供合适的光照亮；在冬季尽可能不启动窗帘系统，让窗帘始终处于卷起状态，保证室内拥有充足的阳光和热量。
4 照明节能
4.1照明节能控制系统
照明控制系统将礼堂的灯具根据不同区域和功能分组，实现分组控制。根据各区域的功能要求的前提下实现节能。照明控制系统有以下几种功能：①照度控制：安装照度传感器，根据各区域的照度，自动控制灯具的开启台数，自动跟踪外部自然光线的变换，打开或关闭临窗灯具回路。②时钟控制：可根据需求设定灯具的启停时间。上课时间开灯，休息时间关灯。③人体感应：安装人体感应装置，系统按照预先设置的程序，每隔一定时间电脑巡查所有灯光回路状态，自动关闭物需使用的回路，实现人来灯亮，人走灯灭的效果。
4.2 太阳能照明系统
由于该项目建筑节能示范工程，为了尽可能多地采用节能技术措施， 在中央空调控制室安装太阳能照明系统及其智能控制器，以利用绿色能源，减少电能消耗。
对于一个独立的太阳能照明系统，其全部组成包括以下几个方面：产生电能的太阳能电池组件、储存电能的蓄电池、防止在充电和放电过程中对蓄电池过充和过放的太阳能控制器、满足用电技术参数的逆变器、太阳能电池组件用支架、控制器与蓄电池用控制箱、连接线与紧固件等。对于最关键的太阳能电池组件， 目前普遍采用单晶硅或多晶硅两种太阳能电池板，工程推荐使用单晶硅太阳能电池板。
关键词：节能构造设计；建筑设计；阐述
中图分类号：TU7文献标识码：A
1 建筑节能的重要性
随着我国城市化建设进程的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。
2 真正贯彻落实全面的建筑节能设计
2.1 整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
2.1.1 合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
2.1.2 合理的外部环境设计
在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。
2.1.3 合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。
日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
2.2 单体的节能设计
单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
2.2.1 建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。
2.2.1.1 屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温;③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。
2.2.1.2 楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。
2.2.1.3 建筑墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;而在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennamUmno大厦外墙中,则外加了一种"铺风墙"的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋,将风铺捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成"空气锁",可以有效地控制室内通风。
2.2.1.4 建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计应主要考虑:①控制建筑不同朝向的窗墙面积比;②设置遮阳措施,我国节能标准中规定,夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑的外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳;③根据需要合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风;④严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施;⑤选择高性能的建筑门窗和幕墙技术,建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念,把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来积极选择节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。
2.2.1.5 建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取口可靠的保温与"断桥"措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
2.2.2 合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
2.2.3 选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
3 加强建筑节能设计方面的学习
3.1 学习现有的节能技术
当前,很多建筑师不太懂节能技术,以及如何把节能技术应用到建筑当中。建筑师不能只是设计时套用标准图,更重要的是要明白节能原理,才能在设计中按照不同的工程、不同的部位,采取相应的节能措施,所以必须加强建筑节能方面的学习。
参考文献
关键词：绿色建筑 建设设备方案节能效益的评估
一、绿色建筑的特点
在建筑的建造和使用过程中，需要消耗大量的自然资源，同时增加环境负荷。据统计，人类从自然界所获得的50%以上的物质原料用来建造各类建筑及其附属设备。这些建筑在建造和使用过程中又消耗了全球能量的50%左右；与建筑有关的 空气污染、光污染、电磁污染等占环境总体污染的34%；建筑垃圾占人类活动产生垃圾总量的40%。
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。
就技术层面而言，绿色 建筑应考虑以下关键问题：能源、排放物、水的使用、土地的使用，对地区生态的影响和室内空气质量等同时还应考虑与之相应的建筑的功能性以及建筑美学意义。
绿色建筑的实践毫无疑问是一项高度复杂的系统工程，不仅需要建筑师具有生态环保的理念，并需要建筑设备师尽早融入，共同采取相应的设计方法，同时需要管理层、业主都具有较强的环境意识。这种多层次合作关系的介入，需要在建筑方案评审阶段确立明确的评价及认证系统，以定量的方式检测建筑设计生态目标达到的效果，用一定量指标来衡量其所达到的预期环境性能实现的程度。评价系统不仅指导检验绿色建筑实践，同时也为建筑市场提供约和规范。促使在设计，运行、管理和维护过程中更多考虑环境因素。对建筑全寿命周期的节能效益评估，将引导建筑向节能、环保、健康舒适，讲求效益的轨道发展。
二、建筑设备方案未尽早融入设计方案的遗憾
由于目前许多方案设计公司不配备设备工程师，方案评审时，过多的重视设计方案的美学效果，以此作为建筑物设计方案中的重要条件。而忽视建筑设备方案的融入，业主却要求在不改变设计方案的前提下，配套建筑设备设计。造成许多建筑先天不足，使建筑的适应性、机动性、可操作性和可维护性能、经济性大打折扣，使绿色建筑的节能问题遇到许多不应有的困难。如等方案确定后，再进行设备方案设计就有可能造成不必要的浪费。出现为节能牺牲建筑美学的效果，或为了建筑造型需要造成建筑能效降低，所建的建筑寿命周期内使用费用增高等。我国建筑设计规范要求，建筑物的使用寿命为50年。由于建筑设备方案未尽早融入设计方案的造成的遗憾严重影响了业主的使用费用提高，不利于可持续发展，绿色节能的生活方式。由于目前许多建设业主不是最终业主，各自会站在自我经济效益的角度考虑，因此更需要对建筑全寿命周期的节能效益进行尽早评估。
三、设计方案中设备方案尽早融入的优点。
首先应考虑环境的可持续发展指标，第二，资源消耗，建筑的自然资源消耗问题；第三，环境负荷，建筑在建造、运行和拆除时的排放物，对自然环境造成的压力，以及对周围环境的潜在影响；第四，室内空气质量，影响建筑使用者健康和舒适的问题；第五，可维护性，研究提高建筑的适应性、机动性、可操作性和可维护性能；第六，经济性，所研究建筑在全寿命期间的成本额；第七，运行管理，建筑项目管理与运行的实践，以期确保建筑运行时可以发挥其最大性能。以商业建筑为例：据有关统计，写字楼和酒店等商业建筑中空调、照明、电梯等系统的耗能情况大致如下：1空调：写字楼空调耗能占总耗能的比例平均为60%，其下限为50%，上限不高于70%；酒店HVAC（热、通风和空调控制）耗能占总耗能的比例为44%。2照明：写字楼照明耗能占总能的比例为23%~55%，平均26%；酒店照明耗能占总耗能的比例为29%。3、电梯：写字楼耗能占总耗能的比例为8%，酒店电梯耗能占总耗能的比例为10%。4、热水：酒店热水耗能占总耗能的比例为20%。从以上数据可以看出，在建筑设计方案中设备方案尽早融入的重要性。如空调方式，空调机房的位置对空调水系统平衡与变流量的影响、配电间位置造成供电半径过大对线路损耗的影响、光源选择对耗能的影响、太阳能热水的利用、雨污水排放对环境的影响、节水规划，废水回收技术和节约用水等，绿色建筑的节能是指绿色建筑内能源的消费和合理利用之间的平衡关系。衡量一个建筑智能化系统的节能的经济效益应该包括二个方面的内容：一方面是节能设计的范围、类别，是仅仅考虑了直接节能、还是包含了广义节能？是否具备潜在节能？另一方面是节能的实际效率和深度。节能效益到底有还是没有、高还是低？这些都是判别建筑智能化系统实际功效的重要指标。通常建筑物节能的内容和对象包括建筑设计、空调系统、照明与设备、给排水，绿色建筑节能不但包括原有传统建筑所采用的节能方法，更重要的采用先进的科技来达到更准确的调整和控制，即”主动节能’’。要达到绿色建筑的优化方案，就需要设计方案中尽早融入设备方案。
四、绿色建筑全寿命周期节能的经济效益评估
1、我国《绿色建筑评价标准》用于评价住宅建筑和办公建筑、商场、宾馆等公共建筑。《标准》的评价指标体系包括六大指标：1）节地与室外环境；2）节能与能源利用；3）节水与水资源利用；4）节材与材料资源利用；5）室内环境质量；6）运营管理（住宅建筑）、全生命周期综合性能（公共建筑）。
2、建筑的全寿命周期是指建筑从最初规划设计到随后的施工、运营及最终的拆除，形成一个全寿命周期。关注建筑的全寿命周期，其中运营阶段能为人们提供健康、舒适低耗、无害的活动空间是其中主要的一部分。因此可见设备方案尽早融入的是绿色建筑的节能效益评价的关键。
3、绿色建筑的节能效益评价可以考虑的内容与方法推荐表见下表。
绿色建筑评估是一个跨学科的、综合性的研究课题，建立我国玩整的绿色建筑评价体系及评估方法，从设计方案的源头做起，是建筑可持续发展战略刻下容缓的要求。我们还需要借鉴国外的先进经验，进行更加深入有效的探索。
五、结 束 语
受省人大环境与资源保护委员会委托，现就《浙江省绿色建筑条例（草案）》（以下简称条例草案）作如下说明：
一、制定条例的必要性
制定本条例主要基于以下三个方面的考虑：一是节能降耗和改善人居环境的需要。我省建筑总量大，每年新增面积超过1亿平方米，建材生产和建筑建造、使用过程中消耗的能源，已占全社会总耗能量的40%左右，给经济社会发展带来巨大压力。相对于传统建筑，目前绿色建筑平均节能率达65%，建造成本只增加1%左右，还显著改善建筑的健康性和舒适性。发展绿色建筑既有利于降低能耗，又有利于改善人居环境，提升居民生活质量。二是转型升级和建筑产业发展的需要。建筑业又是我省支柱产业之一，2014年增加值已占全省GDP总量的6.1%，对地方财政贡献率已达12%。发展绿色建筑有利于推动相关传统产业技术升级与产品更新换代，引领新能源、新材料、节能环保等战略性新兴产业发展，进而拉动有效投资，促进我省经济转型升级以及建筑产业更高水平地发展。三是法制建设和落实决策部署的需要。我省自2007年颁布实施《浙江省建筑节能管理办法》以来，累计建成节能建筑5.6亿平方米，形成了年节约标准煤776万吨的能力，特别是自2014年全面执行《民用建筑绿色设计标准》（DB331092-2013）以来，建成绿色建筑1.2亿平方米，绿色建筑发展和建筑节能工作已积累了一些实践经验，具有较好的工作基础。近年来，节约能源法、民用建筑节能条例相继出台，国务院实施《绿色建筑行动方案》，省委在生态文明、“两美”浙江建设、全面深化改革等决策部署中，都明确提出要大力发展绿色建筑，现有的政府规章已不相适应。加快我省建筑节能立法，并将其上升为绿色建筑条例，各方面条件已经具备，也显得十分必要和迫切。
二、起草过程
今年，省人大常委会将绿色建筑立法列入条件成熟提请审议的立法预备项目，并按照十八届四中全会关于健全人大主导立法工作机制的精神，确定由省人大环境与资源保护委员会提请审议。环资委贯彻实施民主立法、科学立法，牵头成立立法起草小组，由法工委、建设厅等部门和省人大代表、立法领域有关专家学者共同组成，积极开展条例草案的起草工作。条例草案征求意见稿形成后，起草小组先后征求了立法领域专家学者、各地建筑节能负责部门、有关建设单位和省级有关部门的意见；还赴广东等地进行学习考察，赴省内各市（县）进行调研；同时，在浙江人大门户网站公开征求意见，又书面征求省政府领导意见。在综合各方情况和反复研究修改的基础上，形成了条例草案。环资委认为，出台该条例条件已基本成熟，现提请本次省人大常委会会议审议。
三、需要说明的几个问题
条例草案分为总则、规划与建设、运营与改造、技术与应用、引导与激励、法律责任、附则等七章，共五十二条。
（一）关于条例名称及适用范围。在省人大常委会立法计划中，该法规的名称为《浙江省建筑节能条例》。环资委认为，绿色建筑比节能建筑内涵更丰富、范围更广，在以节能为核心内容的基础上，还涵盖节水、节地、节材和保护环境、减少污染等方面，更能为人们提供健康、适用和高效的使用空间，并与自然和谐。目前，我省经济社会发展走在全国前列，绿色建筑发展也处于领先地位，将立法规范范围从建筑节能拓展到绿色建筑，更符合我省经济社会发展的需要，更能发挥立法的引领作用。基于上述情况，将条例草案名称更改为《浙江省绿色建筑条例》。同时，进一步拓展条例适用范围，除沿用《民用建筑节能条例》对民用建筑的的限定外，草案第二条第三款规定，还适用于“工业用地范围内用于办公、生活服务等用途的建筑”。
（二）关于绿色建筑等级。为了因地制宜、有序推进绿色建筑发展，条例草案参照《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2014），在第五条将绿色建筑分为“一星、二星、三星三个等级”，制定不同等级技术标准进行管理，并确立分类递进和分区递进的绿色建筑实施机制。一方面，草案第六条、第二十条规定，全省城镇建设用地范围内新建、大规模改建民用建筑应当最低按一星级进行建设，其中新建国家机关办公建筑和大型公共建筑最低按二星级进行建设；另一方面，草案第九条授权市、县人民政府可以确定高于全省一般要求的绿色建筑等级，促进相对发达地区发展高等级绿色建筑。此外，草案第十至十二条还要求在建设项目可研及其批准、土地出让、委托设计等活动中，应当明确绿色建筑等级要求。
（三）关于绿色节能评估。节能评估和审查是节约能源法设定的一项行政许可事项。按照行政审批制度改革的要求，草案未增加新的行政许可环节，在第十四条适度扩充了绿色方面的评估审查内容，并将法律规定的按年综合能耗实行分类管理换算为按相应建筑面积进行分类管理。第十五条规定，新建民用建筑项目办理规划报批时，应当向城乡规划或建设主管部门报送节能评估文件，办理节能审查，对不符合绿色建筑强制性标准的，不得核发建设工程规划许可证。同时，草案第十六至十八条对图审、施工、监理、验收等环节落实节能审查意见作出规定，第十九条对出具验收能效测评报告的第三方机构作出规定，建立建设全过程闭合监管机制。
（四）关于运营节能监管。绿色建筑运营阶段的用能管理是实现节能降耗的关键环节。条例草案建立绿色建筑运行能耗监管体系，强化行政主体与行政相对人双方的责任义务。草案第十二条第三款规定，“新建国家机关办公建筑和总建筑面积一万平方米以上的其他公共建筑，建设单位应当安装用能分项计量及数据采集传输装置”。第二十五、二十六条规定，建设主管部门应当建立公共建筑运行能耗监管信息系统、建筑能耗统计制度，并向社会公布统计结果。在此基础上，第二十七条规定，对超过能耗限额标准的公共建筑实行惩罚性电价政策，实现利用价格杠杆推动既有高耗能公共建筑进行绿色改造的目的。
（五）关于绿色技术应用。绿色技术是绿色建筑的核心。条例草案第二十九条结合我省实际，确定了“推广应用自然通风、自然采光、雨水利用、可再生能源利用、余热利用和生态白蚁防治等先进适用技术”的路线。第三十一条规定城镇土地开发应当推广低影响开发模式，推进“海绵城市”建设；第三十三条规定新建民用建筑按标准强制利用可再生能源，推进可再生能源建筑应用；第三十五条规定新建保障性住房实行全装修，推进新型建筑工业化；第三十七条规定公共建筑应当推广应用建筑信息模型技术。
（六）关于扶持激励政策。为推进绿色建筑发展，在刚性规定的基础上，条例草案第四十条制定了五条激励政策，主要有：因采用墙体保温增加的建筑面积不纳入建筑容积率核算；利用太阳能、浅层地热能、空气能可以申请项目资金补助；地源（水源）热泵系统执行居民峰谷分时电价，并按照实际消耗地表水量计收水资源费；购买二星级以上绿色建筑的，住房公积金贷款额度可以上浮。第四十二、四十四条还规定自身光伏发电量可以抵扣建筑能耗，合同能源管理节约的能耗资金财政部门不予核减。这一系列激励政策可有效调动绿色建筑开发、建设、使用等主体的积极性，有助于推广绿色技术应用，引导绿色建筑快速发展。
【关键词】TOPSIS法 建筑节能 方案比选
建筑业作为我国三大耗能产业之一，建筑业中的绿色建筑将是未来发展的新趋势。而有关建筑节能设计，不再局限于节能标准，同时在节能建材中也给与了明确的说明。大力发展绿色节能建筑，有利于落实节约资源、保护环境的基本国策，同时对于调整产业结构、改善需求结构、转变建筑业的发展模式等方面有着良好的效果[1]。在进行节能建筑设计方面，节能方案的选择是建筑企业面临的常见工作，如何在众多方案中选择节能效果良好、且造价合理的方案，是本研究的主要内容。
1 建筑节能评价指标的选取
有关建筑节能的评价指标来源本文主要借鉴国家和地区颁布的各种规范性文件，例如《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）、《节能建筑评价标准》（GB/T 50668-2011）、《绿色建材评价标识管理办法》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2010）等[2-3]。一般地，规范中对指标重要性有大致的划分，分为控制项、一般项、优选项等，根据指标筛选过程中遵循的科学性、可操作性、适用性原则，研究中以居住建筑为例，所筛选的指标可构成居住建筑节能评价结构图，如图1所示：
图1 居住建筑节能评价结构图
2 基于TOPSIS法的方案比选模型
姜新佩等[4]在研究建筑节能标准中构造了节能评价模型，研究对象为公共建筑，该模型对指标的重要性进行了等级划分，由于借鉴了AHP法中的判断标准，因此在求解指标权重时需改进。本文结合TOPSIS的基本原理构造多组方案比选的评判模型：
（1）建立判断矩阵并归一化处理
针对m个评价方案，n个评价指标，可构成判断矩阵
归一化后得到的是标准矩阵B：
， i=1，2，3…m；j=1，2，3…n，0≤≤1。
（2）利用信息熵原理计算指标权重
（3）TOPSIS法原理
TOPSIS法是一种逼近理想解的排序法，在方案比选问题中有着广泛的应用。原理是通过检测评价对象与最优解和最劣解之间的距离判断评价对象与最优方案的贴近程度。确定指标权重后，对于m个方案，根据指标权重和标准矩阵B，可得到加权评价值矩阵V，其中：
（4）方案排列
通过上述构成的构成理想集合和不理想集合，通过比较评价对象与正负理想解之间的距离，可评判方案与理想方案的接近程度。
其中，越大，代表方案i与最优解贴近程度越高，即选定第i方案为最优方案。
3 结束语
本文主要探究了有关建筑节能方案的评选过程，通过从国家标准中筛选建筑的节能评价标准，以居住建筑为例，构造了建筑节能设计方案的评价指标结构图，同时，针对不同方案中的指标数值不同，为评选出最优方案，研究中基于TOPSIS法基本原理，结合信息熵理论，构造了整个方案比选的评价模型，为后续实证研究提供了参照思路。
参考文献：
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[2] GB50176-93，民用建筑热工设计规范[S].
[3] GB/T 50668-2011，节能建筑评价标准[S].
[4]姜新佩，郭肖娟，孟祥东.公共建筑节能评价指标体系研究[J].华北水利水电学院学报，2013，34（2）：78-82.
[5]石 磊，杨必裕，李建章等.基于先排序再比较计算元素权重的层次分析法[J]. 红河学院学报，2011，10（6）：85-87.
关键词:既有采暖居住建筑；热回收；空气耗热量；节能率
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1 引言
目前，建筑能耗已经成为仅次于工业能耗的第二大能源消耗大户。随着城市的发展，建筑能耗所占的比重也在逐年攀升。中国工程院院士，清华大学建筑学院江亿教授说：“目前我国建筑在运行过程中的能耗已经占到全社会总能耗的25%以上。而且还在不断增长”。
预计到2020年底，我国将新增建筑面积约300亿，如果延续目前的建筑能耗状况，每年将消耗12000亿度电，4.1亿吨标准煤，是目前全国建筑能耗的3倍。因此推行建筑节能刻不容缓。目前我们国家，北方城镇建筑面积有160亿冬季采暖能耗占到我国城市建筑能耗的总量的40%。冬季采暖能耗是建筑能耗中比例最大的一块。
在北方严寒地区和寒冷地区冬季采暖能耗是建筑能耗中，目前新建建筑65%节能标准以及既有建筑节能50%节能改造工程的大规模实施。在建筑能耗中窗户能耗所占地比例越来越高，尤其是节能65%节能目标实施后窗户的空气渗透耗热量比例将大幅上升。如何使得建筑在采暖期室内外温差为40℃（乌鲁木齐为例）的情况下，为保证室内空气品质必需的0.5h-1换气次数，将室内排到室外的18℃空气所携带的热量回收，这是节能65%目标实施后一个提高建筑节能率的有效且必须的节能措施。
2 采暖建筑空气耗热量
以乌鲁木齐市(北纬=43.77°，东经=87.68°)一栋地上6层、地下室1层、建筑物高度为18.10 m 砖混结构370砖墙单元式住宅楼，住户36户，气候分区属七区，建筑朝向南北，条式建筑体形系数为 0.31，节能计算总建筑面积（地上）2383.91，建筑体积为（地上）6195.34m³，建筑体积（地下）为479.60 m³，建筑总体积为6674.94 m³，建筑表面积：2094.90，用斯威尔能耗计算软件模拟计算，以现行的65%节能标准为例计算围护结构单项能耗值如表所示―65%节能标准建筑耗热量统计表：
65%节能标准建筑总耗热量统计表
从上表可以看出空气渗透耗热量在模型建筑节能执行《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26―2010行业标准后，建筑总耗热量中所占的比例高达58%，而护结构仅占到42%，在目前护结构总传热耗热量降低措施中，外墙保温措施在中华人民共和国公安部《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》（公消[2011]65号）中外保温材料防火等级提高到A级后，高效的有机保温材料推出外保温体系的推出建筑节能市场后，外墙围护结构的保温性能提高率与造价的上升率呈近似直线上升关系，外窗的保温性能提高通过乌鲁木齐市某住宅小区小改方案、中改方案、大改方案中窗户的节能改造对比，如下表为小区建筑节能改造工程中窗户部分改造的具体方案以及改造费用统计表。
乌鲁木齐市某小区综合节能改造窗户改造方案
序 号 节能改造
乌鲁木齐市某小区综合节能改造窗户改造造价
序号 节能改造
从上述不同方案的改造方案以及成本对比可以看出，建筑中窗户的改造造价由于换窗伴随的拆窗、安装窗户、窗边保温、窗内侧装修破坏等一系列的增加成本因素，造成改造成本如上表显示小改方案496元/窗面积，中改方案586元/窗面积，大改方案607元/窗面积。这个价格如此的高昂主要是由于换窗直接造成的。由此可以看出，窗户的耗热量降低成不也不低，由于其他护结构在护结构的传热耗热量比例中份额较小，实行再好的节能措施对整体的保温性能的提升贡献率甚小。目前，最有效的方法就是降低空气耗热量。
3 采暖建筑空气耗热量回收
依据北京工业大学汪会勇撰写的《空气热交换器的适用性分析》中以标准《空气―空气能量回收通风装置》中规定的夏季制冷性能测试工况作为实际测试工况，即室外干球温度为35℃，湿球温度为28℃；室内干球温度为27℃，湿球温度为19.5℃，结果测得论文中圆盘形显热换热器的最大显热换热效率为71.3%；膜式全热换热器最大显热换热效率为70%，潜热换热效率为70.6%，全热换热效率为70.3% 。如果此空气热回收装置用于冬季采暖建筑的的空气热回收，回收效率在冬季内外大温差的条件下会远大于70%，暂且按照70%的回收效率计算，前述模型建筑的空气耗热量回收率为：58%×70%=41.6%，可以回收整栋建筑中耗热量的41.6%。
4 结论
依据上述模型分析和理论计算约40%的节能效益，按照目前建筑节能率提法，在现行65%的基础上再节约40%，相当于在执行《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26―2010行业标准后节能率再提升14%。如果配合采暖系统室内温度调节装置及有效的室外管网的有效气候补偿和室内联动控制的前提下，这对于我国采暖地区建筑节能、能源危机、大气污染、人居环境的贡献率将是无法估量的。
新疆大学2011年度大学生创新性实验计划校级项目――空气热回收装置在采暖居住建筑应用实验研究（XJU-SRT-11018）
参考文献：
［1］中国建筑科学研究院，中国建筑业协会建筑节能专业委员会. JGJ26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分) [S].北京：中国建筑工业出版社，1996
［2］ 北京中建建筑设计院.JGJ129-2000 既有采暖居住建筑节能改造技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2000
［3］杨善勤.民用建筑节能设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997
［4］房志勇.建筑节能[M].2版.北京，中国建筑工业出版社，2006
［5］北京市建筑设计研究院.DBJ 11-602-2006 居住建筑节能设计标准[S],北京，2006
［6］《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26―2010[S].北京，2008
2009年我国国内生产总值为335353亿元，是2001年的3.4957倍；2009年全社会固定资产投资224846亿元，是2001年的6.0937倍。研究预测我国2001～2020年GDP将翻两番，总体城镇化平均年增速1%，年新增住房3亿～4亿平方米，新增建设用地1800平方公里，生活用水14亿立方米，建筑耗能64亿千瓦时，土地开发资金2700亿～3600亿元。建筑业随着城市化的加速而迅速发展。2000年底城市房屋建筑面积达376亿平方米，2002年底全国城乡建筑面积为388亿平方米，2020年底预计达686亿平方米。2009年我国房地产投资额为36232亿元，该年房屋施工面积319650万平方米，新开工面积115385万平方米，竣工面积70219万平方米。建筑能耗、工业能耗和交通能耗是社会能源消费的三大构成，全世界建筑能耗约占能源总消费量的30%左右[1]。我国2008年能源消费总量28.5亿吨标准煤，钢材消费量5.4亿吨；水泥消费量13.7亿吨。2009年能源消费总量比上年增长6.3%。钢材消费量增长22.4%；水泥消费量增长17.0%。建筑能耗对全国能耗的“贡献率”很高。目前我国单位面积能耗是发达国家的2～3倍，外墙为4～5倍，屋顶为2.5～5.5倍，外窗为1.5～2.2倍[2]。降低建筑能耗是降低全国总能耗、建设节能型社会的重要保障，而建设节能建筑又成了降低建筑能耗的重要保障，大力发展绿色节能建筑势在必行。
2问题的提出
节能建筑是对建筑生命周期每个阶段的能耗进行合理配置以达到全寿命周期能耗最低的建筑。建筑能耗的合理评估应从建筑物全寿命出发，将节能建筑设计所涉及的所有问题整合到从材料生产、设计、施工、运行、资源利用、垃圾处理、拆除直至自然资源再循环的整个过程中来。节能建筑不是消极意义上的节省，而是积极意义上的能源使用效率的提高[3]。建筑节能在推广中举步维艰的原因是主要是对其经济问题的认识和研究不够。主要表现在：开发商对节能建筑的投入产出的具体数据不清楚；住宅产业的开发商和用户非一人，开发商只关心一次性基建投资而无视长期运行的能源消耗；我国缺乏完善的建筑节能市场体系[4]。本文拟从节能建筑经济分析出发，运用现金流量分析方法考虑建筑全寿命费用，建立建筑经济效益分析模型。并选择适当的实证研究对象，运用造价和建筑经济原理计算节能投入及采用节能技术前后建筑物的费用变化情况，实例说明节能建筑的经济评价相关问题，为政府制订住宅产业化改革方案提供量化的依据。
3节能建筑寿命周期成本评估
节能建筑寿命周期成本是指建筑物从摇篮到坟墓（决策、设计、施工、直至竣工验收、使用运行、建筑物拆除等）一系列投资活动所支付的全部费用。建筑过程节能一是采取措施使建筑物使用成本降低，二是使得废弃拆除时建筑材料和建筑构件能够得到最大限度的循环利用等。要降低建筑物全寿命周期成本就要大力推广节能建筑。
3.1节能建筑寿命周期
建筑的生命周期包括建材准备阶段、建筑建造阶段、建筑使用阶段、建筑拆除阶段和废旧建材处置阶段等几个阶段。
（1）建材准备阶段。建材准备阶段进行方案必选时不但要考虑建筑运行能耗，还要考虑建筑材料生产、材料运输、建造过程中消耗的能量成本。
（2）建筑建造阶段。施工企业通过使用环境工程技术、能源技术、材料技术、管理科学及行业的成果经验，制订技术先进、经济合理的施工方法；合理使用能源、资源；减少施工对环境的影响，妥善处理好建筑垃圾，鼓励和提倡绿色施工。
（3）建筑使用阶段。建筑物的寿命长，所以运行能耗成本占寿命周期能耗的比例大，通过设计方案的比选优化和方案招投标，在质量、成本和性能指标基本相同的情况下，选择运行能耗成本低的方案。建筑运行能耗成本的改进与优化是节能建筑的重要任务。
（4）建筑拆除阶段。爆破拆除是目前解体和破碎钢筋砼结构的主要方法，但这种拆除方法能利用的旧建材少。拆除方式直接影响拆除费用和旧建材利用，结合实际选择适用的拆除方式是寿命周期成本的关键点之一。
（5）废旧建材处置阶段。目前我国每年因拆除废旧建筑物产生的建筑垃圾有1360万吨，新建筑施工所产生的建筑垃圾有4000万吨。实现建筑废弃物的资源化是未来的发展趋势。
3.2全寿命周期建筑成本模型
建筑能耗成本模型将总成本分为前期准备阶段成本、建筑建造阶段成本、建筑使用阶段成本、建筑拆除阶段成本和废旧建材处置阶段成本等。
4工程案例
浙江省某新建项目计划投资53268.21万元，其中建设投资50245万元，建设期利息3023.21万元。项目所在地杭州夏季湿润炎热、冬季寒冷干燥。夏季极端高温39.9℃，冬季平均气温比同纬度其他地区低8℃～10℃。经评估后确定的年使用成本为1581万元。拆除阶段费用为拆除及建筑垃圾处理费与回收可利用建材费用之差，可回收利用费用为建设投资的5%，拆除费用为建设投资的1%。拆除及建筑垃圾处理费为502.45万元，可回收利用费用为2512.25万元。拆除阶段费用为2009.8万元。
4.1项目寿命周期费用现值
该项目寿命周期费用现值为：PCLF=53268.21+1581.00(P/A,i,n-3)-2009.80(P/F,i,n)若建筑物寿命期n分别按30年和50年，折现率i分别按8%、10%、12%考虑。4.2现值法比选建筑寿命周期成本保温隔热和气密性是影响建筑能耗的主要内在因素，在传热热损失中，外墙约占25%，窗户约占24%，屋面约占9%[5]。我国240黏土实心砖墙传热系数为1.95W/(m2K)；钢筋砼屋面传热系数为1.45W/(m2K)；单玻金属外窗传热系数为6.40W/(m2K)。浙江省《居住建筑节能设计标准》(DB33/1015-2003)规定：屋顶的传热系数≤1.0W/(m2K)；外墙的平均传热系数≤1.5W/(m2K)；外窗的传热系数≤3.2W/(m2K)。加强围护结构的保温是减少建筑能耗的重要环节。以外窗为例，断桥隔热型铝合金LOW-E中空玻璃窗的隔热系数为2.2～2.6，节能效果为66%～59%。本例若采取表2所示护结构节能构造，采用节能措施将使得单方造价增加94.05元/m2，建筑工程造价增加669万元，但其使用成本由于护结构的节能而将随之降低。据测算，考虑节能措施后该项目年平均使用成本为948.60元。以折现率i=10%，寿命n=30年为例来考虑该项目的寿命周期成本现值结果见图3所示。非节能建筑成本现值为67757.08万元（其中，准备成本和建造成本现值和为53268.21万元，运行成本现值为14604.05万元），节能建筑成本现值为62864.21万元（其中，准备成本和建设成本现值和为53937.21万元，运行成本现值为8762.43万元）。两种方案的计算结果见图3所示。节能建筑比非节能建筑寿命周期成本现值反而降低了7.22%。虽然由于采取节能措施增加了建筑工程费用669万元，但节约了建筑物运行维护费用，建筑物寿命周期成本反而降低。节能与不节能两种方案的比选结果是选择前者。
