试论我国绿色通风空调系统评价体系框架

我国绿色通风空调系统评价体系框架研究北京建筑工程学院 王祎 王随林 宋晓新 张旭摘 要 随着低碳经济的建设发展，绿色建筑已成为现代建筑及其设备系统发展的主题，高效能绿色建筑设备系统设计、运行管理和系统评价是实现建筑绿色化的关键技术之一。本文在分析国内外绿色建筑评价基础上，研究适合我国的绿色通风空调系统评价指标体系，包括评价理论与原则、评价指标及综合评价参数等，建立适合我国国情的多层次、多目标、多因素的绿色通风空调系统评价指标体系。为促进绿色通风空调设备系统低碳技术的发展及推广应用提供技术支持。关键词 绿色 通风空调 系统 评价体系 综合评价参数1引言随着以低能耗、低污染、低排放为特征的低碳经济建设，建筑业正向高效生态型模式发展，绿色智能化建筑已成为现代建筑及其设备技术发展的主题。据统计，我国建筑用能占总能耗的1/3左右1。在建筑耗能中，通风空调能耗所占比例越来越大，公共建筑的全年能耗中，大约50%60%2消耗于暖通空调系统。因此，绿色通风空调系统是实现绿色建筑的重要组成部分，建立绿色通风空调系统评价指标体系，对促进绿色通风空调设备系统低碳技术的发展及推广应用，规范并引导建筑设备市场向绿色低碳轨道发展，为提高我国建筑节能水平提供技术支持，具有重要意义。绿色既是一个实现目标，又是一种价值观念，绿色建筑评价体系的核心目的是追求多方利益共赢。绿色通风空调系统评价和绿色建筑评价都是一个跨学科、综合性的研究课题。本文在分析国内外绿色建筑评价基础上3，研究适合我国的绿色通风空调系统评价指标体系，包括评价理论与原则、评价指标及综合评价参数等，建立适合我国国情的多层次、多目标、多因素的绿色通风空调系统评价指标体系。旨在提升人居生活、工作空间和环境的舒适性，提升通风空调能源与资源利用水平、减少环境污染，为系统设计、施工验收与运行管理及系统的节能改造提供依据，规范和引导建筑设备系统设计与运行管理向绿色低碳轨道发展，为提高我国建筑设备系统节能和低碳技术水平提供技术支持。2绿色通风空调系统评价指标体系建立的理论与原则2.1绿色通风空调系统评价的理论绿色通风空调系统评价指标体系的建立是一项高度复杂的系统工程，需要多个学科、不同领域的理论知识作支撑指导4，如：建筑学、环境学、生态学、能源学、经济学、社会学、心理学、材料与设备等，并且需要与不同领域的专家合作。绿色通风空调系统评价指标体系应该遵循的理论依据主要有：可持续发展理论、全生命周期评价理论、系统工程理论和层次分析评价理论等。2.2绿色通风空调系统评价的原则绿色通风空调系统评价是一个综合分析生态环境与建筑设备建造及其相互作用的过程，在对其进行评价时应主要遵循如下原则。科学性原则：绿色通风空调系统评价指标体系概念明确，有一定的科学内涵，能够客观、真实、综合地反映评价系统内部各指标之间的关系，同时，要考虑基本因素的影响，并注意评价范围掌握适度。技术合理性原则：绿色通风空调系统评价必须与当前我国的科学技术水平相适应。如果指标制定的过高，超出了现实的技术条件，那么无法对其进行真实的评价；反之，指标制定的太低，一味迁就现有的技术条件，那么也就失去了评价的真实意义。协调性原则：绿色通风空调系统评价应向绿色建筑评价一样，应能够协调经济、社会、环境和建筑的关系，协调通风空调系统长期运营与短期投入的关系、系统局部与建筑整体的利益关系，评价指标尽量与我国已有建筑节能等方面的规范、准则相协调，从而使评价过程具备综合的全面性与法规的制约性。易操作性原则：绿色通风空调系统评价指标体系所涉及的方面和研究的指标很多，不可能把所有指标都定为评价指标，要尽量选取有代表性或者起决定性作用的综合指标，对于某些无法合理量化的指标，应做特殊处理，这样可以使得评价指标体系简明适用、繁简适宜、操作方便。开放性原则：绿色通风空调系统评价进程应当遵循开放性原则，评价的数据和方法对公众开放5，吸收包括群众、专业人士、社会技术团体等广大范围的人士参与，包括各年龄阶段的当地人士的代表等，确保得到不同价值观的认可，此外对所有数据的判断和假设及其存在的不确定性因素都应该给出明确的解释。动态性原则：绿色通风空调系统评价是一个动态的过程，由于环境是复杂而又变化的，评价也应是可重复、可应变的，因此要不断地对评价基准进行调整以保证其合理性，而且还要与新技术的发展同时进步，对新的决策做出正确的反馈。3绿色通风空调系统评价指标体系的建立在分析和比较国内外绿色建筑评价和各国建筑环境评价体系关于通风空调系统评价的基础上6，如：美国的LEED绿色建筑评估体系、日本的CASBEE建筑物综合环境性能评价体系、英国的BREEAM评价体系、澳大利亚的建筑环境评价体系NABERS、加拿大等国际组织的绿色建筑挑战GBTool和中国绿色建筑评价标准等，根据我国建筑与设备技术及评价的发展状况，以及未来发展趋势，建立适合我国的绿色通风空调系统评价指标体系。3.1绿色通风空调系统的概念根据可持续发展战略和绿色经济等理念，绿色通风空调系统的定义为：在通风空调系统全寿命周期内，最大限度减少能源与资源的消耗并提高能源和资源利用效率，尽可能利用可再生能源和资源，最大限度减少污染排放，经济合理，尽可能延长系统寿命，创造安全、健康、舒适、高效的人居空间，最终达到人、通风空调建筑和自然三者和谐统一。3.2绿色通风空调系统评价指标体系绿色通风空调系统评价体系由建筑主体节能水平评价、通风空调系统能源消耗评价、室内环境评价、社会环境效益评价和经济性评价五个子项构成，涵盖了通风空调系统的各个方面，评价体系组成见图1所示，评价指标的制定力求兼顾完整性和可操作性，并具有一定的前瞻性，可用于指导通风空调系统全寿命周期的两个阶段评价过程：即设计阶段和运营管理阶段。绿色通风空调系统评价指标体系建筑主体评价 设计阶段运行管理阶段能耗评价指标室内环境质量评价指标社会环境效应评价指标经济性评价指标能耗评价指标室内环境质量评价指标社会环境效应评价指标经济性评价指标空调建筑负荷参考空调建筑负荷图1 绿色通风空调系统评价体系3.3绿色通风空调系统评价体系评分原则绿色通风空调系统评价按照全过程控制、分阶段评估的指导思想，将评估过程分为两个组成部分：第一部分：设计阶段；第二部分：运行管理阶段；针对上述不同阶段的特点和要求，在通风空调系统全生命周期的不同阶段，对其环境性能要求的侧重点是不同的，即使各个阶段存在相同的评价内容，在权重设置上也会存在差异，评价指标如图2所示。绿色通风空调系统评分原则如下：评价指标采取定性与定量相结合的原则。对于具有明确量化指标的措施，依据量化指标进行评分；对于非量化的措施，依据评分原则和专家经验进行评分。定性指标以技术措施为主，即利于评价，也有助于指导设计，且各项措施的最终得分取各评估专家评分的算术平均值；评价项目从最底层的评价指标开始，评价分数乘以其权重即可得到该指标得分，所有同类指标得分求和即可得到对应的上一级的评价分数，此分数再乘以其对应的权重，依次类推，便可得到评价项目的总分数； 评价指标体系的结构具有良好的开放性，便于指标的增减和修改。图2 绿色通风空调系统评价指标3.4绿色通风空调系统综合评价参数通过分析比较各国绿色建筑的综合评价参数，并结合我国国情及通风空调系统的特点，提出能充分反映建筑生态环境、系统能耗特征的绿色通风空调系统的综合评价指标为：式中：BVACEE（Ventilation and Air-Conditioning Building Environmental Efficiency）为通风空调建筑环境效率；Q（Quality）为通风空调建筑环境质量与性能和为使用者提供服务的水平；代表参评通风空调系统对室内环境影响和建筑使用者生活舒适性的改善；L（Load）为通风空调建筑物的外部环境负荷；代表参评通风空调系统的能源、资源、环境负荷和经济的付出。对通风空调建筑物进行评估时，首先是对Q和L进行分别评价，得出各自的评分结果后再将这两项相除，最后得到通风空调建筑环境效率BVACEE。从公式中可以看出，当分子Q越大、分母L越小时，BVACEE斜率越大，也就代表此通风空调系统的绿色性能越高。将二者综合起来即可对通风空调系统的“绿色”等级做出全面的评价，并充分体现了可持续的理念“通过最少的环境载荷达到最大的舒适性改善”，使得通风空调建筑环境效率评价结果更加简洁、明确。根据BVACEE的物理意义，可以评价通风空调系统的绿色水平或等级，可将通风空调系统的评价结果由低到高的依次排列在二维坐标图上，见图3所示所示。利用此方法，按照“五级”评定通风空调系统的绿色等级，即分别代表极好、很好、好、一般、差。 Q ABCDE012345012345L:能源、资源和环境负荷和经济付出通风空调建筑外部环境负荷图3 绿色通风空调系统评分等级上图中，A区：很少的资源能源和环境付出和优秀的建筑设备系统服务品质，为最佳绿色通风空调系统。B区、C区：尚属于绿色通风空调系统，但或资源与环境消耗太大或通风空调系统品质略低。D区：高资源、能源消耗，但通风空调系统品质不高。E区：很多的资源能源和环境付出却获得低劣的通风空调系统品质，一定要避免的通风空调系统。4结论本文通过对绿色通风空调系统评价指标体系建立的理论与原则、评价指标及综合评价参数等内容的研究，得出如下结论：（1）绿色通风空调系统应为：在通风空调系统全寿命周期内，最大限度减少能源与资源的消耗并提高能源和资源利用效率，尽可能利用可再生能源和资源，最大限度减少污染排放，经济合理，尽可能延长系统寿命，创造安全、健康、舒适、高效的人居空间，最终达到人、通风空调建筑和自然三者和谐统一。本文还提出能充分反映建筑生态环境、系统能耗特征的绿色通风空调系统的综合评价指标BVACEE和通风空调系统的绿色水平或等级。（2）绿色通风空调系统评价指标体系的建立，应该遵循可持续发展理论、全生命周期评价理论、系统工程理论和层次分析评价理论，应该遵循科学性、技术合理性、协调性、易操作性、开放性、动态性评价原则。（3）绿色通风空调系统评价体系评价由建筑主体节能水平评价、通风空调系统能源消耗评价、室内环境评价、社会环境效益评价和经济性评价五个子项构成。从对绿色通风空调系统生命周期评价出发，至少应包括设计阶段评价和运行管理阶段的评价。（4）绿色通风空调系统评价指标体系评分原则，可采用评价指标采取定性与定量相结合的原则，对于具有明确量化指标的措施，依据量化指标进行评分；对于非量化的措施，依据评分原则和专家经验进行评分。（5）绿色通风空调系统评价是一个跨学科、综合性的研究课题，还有待遇进一步深入研究完善，以为促进绿色通风空调设备系统低碳技术的发展及推广应用提供技术支持。参考文献2 中华人民共和国建设部公共建筑节能设计标准(GB50189 2005)M . 北京:中国建筑工业出版社,20053 王祎，王随林，王清勤等国外绿色建筑评价体系分析建筑节能，2010,24 李启明，聂筑梅现代房地产绿色开发和评价江苏：江苏科学技术出版社，20035 陈亢利等生态住