張仕永

（重慶市建筑節(jié)能協(xié)會，重慶401147）

重慶市建筑節(jié)能設(shè)計中建筑智能化問題探討

張仕永

（重慶市建筑節(jié)能協(xié)會，重慶401147）

該文介紹了重慶市建筑節(jié)能設(shè)計的基本情況，結(jié)合多年從事的建筑能效測評工作，對建筑節(jié)能設(shè)計軟件不能真實反映竣工項目的設(shè)備能耗、既有建筑節(jié)能改造中智能化節(jié)能設(shè)計的重點及如何提高建筑智能化工程的節(jié)能設(shè)計質(zhì)量問題進行分析總結(jié)，提出相應(yīng)的建議。

重慶；建筑智能化；節(jié)能設(shè)計；PBECA2008;夏熱冬冷地區(qū)

1 重慶市建筑節(jié)能設(shè)計的基本情況

自2005年10月10日起重慶市建設(shè)行政區(qū)域內(nèi)新建、改建、擴建的民用建筑工程強制執(zhí)行建筑節(jié)能50%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)開始，重慶市建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過了三次較大的編制和修改：即從2005年執(zhí)行的建筑節(jié)能50%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 134-2001、《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189-2005、《重慶市居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DB 50/ 5024-2002，發(fā)展到2006年9月1日開始執(zhí)行的公共建筑節(jié)能50%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DBJ50-052-2006、2008年1月1日開始執(zhí)行的《居住建筑節(jié)能65%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DBJ50-071-2007，再發(fā)展到2010年6月1日開始執(zhí)行的修訂標(biāo)準(zhǔn)《居住建筑節(jié)能50%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DBJ50-102-2010、《居住建筑節(jié)能65%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DBJ50-071-2010。隨著居住建筑節(jié)能65%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)覆蓋的主城區(qū)范圍越來越廣和《重慶市建筑節(jié)能條例》推行的建筑能效測評與標(biāo)識制度的實行，重慶市的建筑節(jié)能工作已貫穿到項目的整體規(guī)劃及建筑的設(shè)計、施工、驗收及使用階段，建筑節(jié)能工作已步入規(guī)范化的閉合管理過程之中。

建筑節(jié)能設(shè)計涉及到建筑、暖通、電氣、給排水專業(yè)，目前在建筑節(jié)能設(shè)計過程中過分注重建筑外圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計，對建筑智能化的節(jié)能設(shè)計及監(jiān)管重視程度不夠，下面結(jié)合實際從事的建筑能效測評工作，對建筑智能化的節(jié)能設(shè)計等問題作一些問題分析，以便制定對策提高建筑節(jié)能水平，充分發(fā)揮建筑智能化在節(jié)能及綠色建筑中的作用。

2 建筑節(jié)能設(shè)計軟件與設(shè)備節(jié)能的聯(lián)動性

重慶市目前市面上的建筑節(jié)能設(shè)計軟件有三款：PKPM、清華斯維爾、天正節(jié)能軟件。自2010年6月1日起執(zhí)行新的居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，建筑節(jié)能設(shè)計分析軟件統(tǒng)一使用PKPM系列的重慶地方版本PBECA2008 1.00版（免費注冊使用）。

以PBECA2008節(jié)能設(shè)計分析軟件為例，我們可對建筑圍護結(jié)構(gòu)的外墻、屋面、樓地面、門窗及玻璃幕墻的節(jié)能構(gòu)造材料及性能指標(biāo)提出具體的要求，其中門窗及玻璃幕墻主要是對其使用的型材種類、玻璃的傳熱系數(shù)及遮陽系數(shù)、整窗或玻璃幕墻的氣密性等級提出要求，并要求控制其窗墻比；而外墻、屋面、樓地面是由多層不同材料構(gòu)成，下面為某辦公樓的外墻節(jié)能構(gòu)造，見表1。

表1 外墻傳熱系數(shù)

單層材料的熱阻值R=D/λ（D:材料厚度，單位：m；λ：導(dǎo)熱系數(shù)，單位：W/m.K）；整個外墻的熱阻Ro=Ri+∑R+Re=Ri+R1+R2+R3+……+Re（Ri、Re：分別為外墻內(nèi)、外表面的熱阻，其值根據(jù)相應(yīng)地區(qū)所處的氣候帶區(qū)域查詢相應(yīng)的規(guī)范表取值；R1、R2、R3：為各層材料的熱阻）。

在建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計中，對外墻、屋面、樓地面的節(jié)能設(shè)計主要是控制其熱阻值，在節(jié)能設(shè)計分析軟件中外墻、屋面、樓地面的熱阻值、導(dǎo)熱系數(shù)修正系數(shù)及其表面太陽輻射吸收系數(shù)都直接參與節(jié)能率的計算，而外窗及玻璃幕墻主要是取其傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)值參與節(jié)能計算。

在“暖通節(jié)能、電氣節(jié)能”菜單中輸入的有關(guān)暖通空調(diào)、電氣照明參數(shù)值并不直接參與建筑節(jié)能率的計算，房間的能耗計算除了直接跟圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計有關(guān)外，還與節(jié)能模型中設(shè)定的房間類型有關(guān)。不同類型的能耗房間在計算空調(diào)制冷、采暖能耗時所取的默認(rèn)參數(shù)值不一樣（主要參數(shù)值有：房間的夏季室內(nèi)設(shè)計溫度、冬季室內(nèi)設(shè)計溫度、新風(fēng)量、換氣次數(shù)、照度等），由此可見通過節(jié)能分析軟件計算出的建筑節(jié)能率與項目竣工時設(shè)備的實際能耗未直接關(guān)聯(lián)，建筑能效測評核定計算的節(jié)能率并未真正反映出建筑的實際設(shè)備能耗，節(jié)能設(shè)計軟件采用的DOE-2計算方法計算出的最終節(jié)能效率百分比是在建筑圍護結(jié)構(gòu)采用一定的節(jié)能措施下取其氣候參數(shù)、朝向、建筑平立剖面圖及房間默認(rèn)的能耗參數(shù)模擬計算出的一個節(jié)能效率百分比[1]。

3 既有建筑節(jié)能改造中建筑智能化系統(tǒng)的作用

既有建筑在重慶市建筑總量中約占77%，除了自2005年10月10日新建民用建筑強制執(zhí)行節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)外，其余建筑基本都未進行建筑節(jié)能設(shè)計，換言之這些既有建筑將浪費大量的能源。

目前，既有建筑的節(jié)能改造主要受制于節(jié)能改造資金不足，為了解此困局，多數(shù)節(jié)能改造項目采用合同能源的管理方式。在既有建筑的節(jié)能改造過程中，我們應(yīng)將改造重點放在單位面積能耗高、節(jié)能空間大的公共建筑上（如：辦公樓、商場、賓館等）。

既有建筑的節(jié)能改造，首先需作建筑能耗診斷，通過現(xiàn)場的查看和建筑能耗歷史數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)建筑節(jié)能改造的重點并編制資金投入和節(jié)能效益回收周期情況分析表。在既有建筑的節(jié)能改造過程中，往往施工周期較短，一般不可能對建筑的外圍護結(jié)構(gòu)做大面積的改造（改造措施多數(shù)是提高門窗及玻璃幕墻的節(jié)能性能：如型材更換、玻璃更換、加裝遮陽設(shè)施等），公共建筑的節(jié)能改造除了采用高效的節(jié)能設(shè)備外，多數(shù)需沿用以前的設(shè)備或加裝、更換部分節(jié)能設(shè)備，重點是需采用設(shè)備節(jié)能的優(yōu)化控制策略，降低設(shè)備的運行能耗[2]。

在既有建筑的節(jié)能改造過程中，如遮陽設(shè)施隨太陽角度的及時調(diào)整、照明設(shè)備的時間控制及照度控制、暖通系統(tǒng)的溫濕度及變風(fēng)量、變頻控制等都離不開建筑智能化技術(shù)。

重慶市屬于夏熱冬冷地區(qū)，根據(jù)表2可見每年的3-5月及10-11月為重慶市氣候舒適季節(jié)，房間一般不需要進行采暖或制冷，自然通風(fēng)的過度季節(jié)時間共153d（約占全年時間的42%），只要通過智能化控制或房間合理的窗墻比控制及外窗開啟保持室內(nèi)的通風(fēng)換氣良好，就能滿足人們舒適的工作和生活環(huán)境要求，由此可節(jié)約大量的建筑能耗。

4 新建民用建筑中建筑智能化系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量

民用建筑包括居住建筑和公共建筑兩大類。住宅建筑中一般有廉租房、公租房、經(jīng)濟適用房、一般商品房、高檔商品房（建筑結(jié)構(gòu)型式有低層、高層、超高層），根據(jù)《重慶市住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》DBJ/T50-082-2008，不同定位的單體住宅建筑或住宅小區(qū)有著不同的建筑智能化設(shè)計要求。而根據(jù)《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50314-2006，公共建筑的智能化設(shè)計按辦公建筑、商業(yè)建筑、文化建筑、媒體建筑、體育建筑、學(xué)校建筑、醫(yī)院建筑、交通建筑、通用工業(yè)建筑來分類，不同類別的公共建筑有著不同的智能化需求。

在實際的建筑智能化設(shè)計過程中，由于建筑智能化工程主要是完成信息流的傳輸和控制，有別于建筑工程其他專業(yè)的設(shè)計，其施工單位一般具有建筑智能化工程的設(shè)計能力和安裝調(diào)式能力。重慶市的大多數(shù)建筑設(shè)計院都未配備專業(yè)的弱電工程設(shè)計師，建筑智能化工程圖紙由電氣工程師設(shè)計，其設(shè)計深度不夠，多數(shù)不能按圖施工，加之施工圖審查之后建設(shè)單位才將智能化設(shè)備的選型確定，很多建筑智能化工程由于其系統(tǒng)的復(fù)雜性、專業(yè)性、方案及設(shè)備選型的滯后等原因?qū)е铝私^大多數(shù)建筑智能化工程都必須進行二次深化設(shè)計，建設(shè)單位按照智能化工程的深化設(shè)計方案及圖紙與施工單位簽訂合同，建筑智能化工程按照其合同進行施工，最終完成智能化工程進度款的支付、工程質(zhì)量驗收和竣工結(jié)算。

重慶市多數(shù)施工圖審查單位同樣缺乏弱電工程師，特別是對大型公共建筑不具備建筑智能化系統(tǒng)工程的審查能力，而且多數(shù)二次深化設(shè)計的智能化工程圖紙都未進行施工圖審查，因此無法充分發(fā)揮建筑智能化系統(tǒng)提供的安全、便捷、舒適、高效、節(jié)能和環(huán)保等功能。為了解決該問題，我們可以利用重慶市建委成立的建筑智能化專家?guī)熨Y源，組建專業(yè)的建筑智能化工程審圖公司彌補建筑智能化工程的技術(shù)審查薄弱環(huán)節(jié)，加強建筑能效測評過程中對智能化系統(tǒng)工程的圖紙審查程序檢查和竣工資料的復(fù)核，方可大大提高建筑智能化工程的設(shè)計質(zhì)量。

5 結(jié)論

重慶市的建筑節(jié)能設(shè)計已強制執(zhí)行了7年多，居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也經(jīng)過三次大的編制及修訂發(fā)布過程，建筑節(jié)能工作由最初難以推動的困難局面發(fā)展到如今能正常貫穿到建筑的設(shè)計、施工、檢測及驗收環(huán)節(jié)。但根據(jù)以上從建筑節(jié)能設(shè)計軟件與設(shè)備節(jié)能的聯(lián)動性、既有建筑節(jié)能改造中建筑智能化系統(tǒng)的作用及新建民用建筑中建筑智能化系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量三個方面的分析和探討，我們可以發(fā)現(xiàn)重慶市建筑節(jié)能設(shè)計過程中的建筑智能化方面存在以下問題。

（1）建筑節(jié)能設(shè)計軟件不能真實反映項目竣工后設(shè)備的實際能耗，建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計只是為設(shè)備節(jié)能創(chuàng)造一個有利的節(jié)能環(huán)境條件，需對目前的PKPM節(jié)能設(shè)計軟件作較大修改才能模擬竣工項目設(shè)備能耗變化引起的建筑節(jié)能率變化，否則節(jié)能設(shè)計軟件無法反映出暖通系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)及智能化系統(tǒng)的實際運行節(jié)能效率。

（2）在既有建筑的節(jié)能改造過程中，建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能上主要推行遮陽措施和自然通風(fēng)，優(yōu)化的智能節(jié)能控制方案更能發(fā)揮在活動遮陽、自然通風(fēng)等設(shè)備運行節(jié)能方面的作用。

（3）針對重慶市建筑工程設(shè)計單位和施工圖審查機構(gòu)智能化系統(tǒng)設(shè)計深度不夠和審查能力薄弱等問題，提出應(yīng)對智能化集成施工單位二次深化的智能化工程方案及圖紙完善其施工圖審查程序，提高建筑智能化在建筑節(jié)能及綠色建筑中的作用。

[1]付祥釗，肖益民，盧軍，等.建筑節(jié)能原理與技術(shù)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2008：106-140，170-200，273-304.

[2]孟沖，張亮，楊益新，等.南京朗詩國際街區(qū)能效測評分析[J].建設(shè)科技，2011(14)：46-49.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

On Problems of Building Intellectualization in Building Energy Efficiency Design in Chongqing

The basic situations of building energy efficiency design in Chongqing are discussed.The problems in the building energy efficiency design software of failure to authentically reflect the energy consumption of equipment in completed project,the important parts in intellectual energy efficiency design and ways to enhance design quality are discussed with corresponding suggestions presented.

Chongqing;building intellectualization;building energy efficiency design;PBECA2008;area with hot summer and cold winter

TU201.5

A

1671-9107（2013）07-0037-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.07.037

2013-04-22

張仕永（1966-），男，四川蒼溪人，本科，工程師，主要從事建筑智能化和建筑節(jié)能等相關(guān)工作。