民用建筑能效评测及PKPM的应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：高佳楠（1989），男，汉族，山西太原人，大学本科学历，工程师，研究方向为建筑节能。-172-民用建筑能效评测及 PKPM 的应用 高佳楠 山西建工建筑工程检测有限公司，山西 太原 030006 摘要：摘要：民用建筑能耗是广义的，包括从建筑的设计到拆除全过程的所有能源消耗。建筑运行能耗是民用建筑能耗中占比最大的部分，直接影响着人们的能源消耗。早在 2012 年，中国民用建筑造成的污染已占总污染量的三分之一左右。显然，大力实施民用建筑节能，控制民用建筑能耗是当前亟待解决的问题。针对绿色建筑构建全面系统的能效测评体系，确定了具体的评价指标，并应用 PKPM，分析了绿色民用建筑对于 XX 镇 5#民用建筑，研究了PKPM 能效计算软件发布的围护结构热耗指标。关键词：关键词：民用建筑；能效；PKPM 中图分类号：中图分类号：TU242 随着经济的发展，绿色民用建筑已成为当今世界整个民用建筑业的发展趋势。绿色民用建筑的出现，推动了我国节能民用建筑的发展，同时在改善民生、保护环境、加快民用建筑业发展方式转变等方面发挥了作用，最终推进生态文明建设1。在国外，自上个世纪 70 年代发生的全球性能源危机以来，世界各国政府对建筑能效的利用情况进行了实事求是的分析与研究，并得到一个重要的结论：建筑能效是社会总消耗的一个重要组成部分。为此，各国纷纷建立了自己的建筑能效标准与相关规范，并在不断的更新与执行中。一些发达国家早在那时就开始了建筑能效工作，在这三十年里，社会效益和经济效益是显而易见的。国外发达国家的经验也成为国内建筑能效理念的借鉴目标，主要研究方向表现在整栋建筑的生态理念与节能上，关于屋顶的单项研究也较少。关于德国，由于能源极度缺乏，一般依靠进口，另一方面，德国由于处于高纬度地带，冬季较长较冷，此种背景下，德国视节约能源为一项基本国策，建筑节能技术相对而言比较领先，主要体现在建筑保温节能技术与新能源利用技术等方面。美国早在 1975 年就颁布了 ASHRAE(美国采暖、制冷及空调工程协会)标准，在此基础上编写并实施了一系列有关建筑节能的标准与规范。尽管绿色民用建筑在我国数量少，但分布分散。在国家对绿色民用建筑的大力推广下，各地区的绿色民用建筑发展速度已经呈现出迅猛提速的趋势。能效评价是对民用建筑能耗、能耗系统效率等绩效指标进行计算和测试的过程。对于民用建筑能效评价，需要从单体民用建筑开始，同时考虑到相关的管网和冷热源设备。在民用建筑中，节能设备主要涵盖采暖空调和照明两个部分。在民用建筑能效评价过程中，使用模拟计算软件对民用建筑的供暖和空调系统进行操作2。在此过程中，我们进行了模拟计算，以获得民用建筑能耗的参考值。相对节能率是民用建筑能效评测的重要指标。在仿真计算领域，DesT、PKPM、Desiware Builder 等软件是当前最受欢迎的选择之一。民用建筑能耗模拟和相对节能率的高低，很大程度上取决于是否使用了 PKPM 软件，它为建筑能效评测提供了重要的支持。1 绿色民用建筑能效评测系统构建 1.1 绿色民用建筑能效评测体系建设思路 该评价体系根据绿色民用建筑能耗分类和分项计量规则，按照民用建筑能耗中各要素的类型，对整个民用建筑单元的能耗进行划分，对民用建筑能耗的基本项目进行划分3。能源消耗评估系统纳入民用建筑物和围护结构。设有防护结构、采暖通风与空调、照明与电力、能源综合利用四个一级子项；然后将每个一级子项细化为 14 个可量化的二级子项，并根据各个子项的特点进一步确定子项的具体评价参数。1.2 绿色民用建筑能效评测体系框架 通过绿色民用建筑能效监测得到的参数不能直接评价绿色民用建筑的能耗，也不能按照基本项目和奖励项目对绿色民用建筑进行评分，与绿色民用建筑评价标准国标的相关分数相比/T 50378-2014 项目，构建绿色民用建筑能效评测指标体系，如图 1 所示。中国科技期刊数据库 工业 A-173-图 1 绿色民用建筑能效评测指标体系 图中相关指标说明如下：循环水泵 EHR 计算公式，集中供热系统的耗电量和传热比按以下公式计算：h0.003096/bEHRGHQA BLT 式中：T-设计供回水温差（）；1.3 绿色民用建筑能效评价 为了使绿色民用建筑能效评价指标体系中的各项指标能够直接反映民用建筑的能耗，便于与其他参考民用建筑进行比较；同时为了使指标与现行其他规范指标保持一致，使指标具有通用性，构建绿色民用建筑能耗指标集4。2 民用建筑能效评测中 PKPM 的应用 2.1 民用建筑能效标识对象原始设计数据 为了更好地推广既有民用建筑改造工作，需要持续加强 PKPM 能效计算软件的研发，以便提高模拟值的准确性和可靠性。节能设计标准是完善整个民用建筑能效标识制度的关键。研究对象为广东省 XX 镇 5#限价商品房民用建筑，地上六层（无地下室），一层为商业网点，二至六层为单位住宅。民用建筑基地面积为 756.03 平方米，总民用建筑面积为 4668.31 平方米。商业部分外墙（包括地下墙）表 1 PKPM 能效计算软件计算结果及人工验证 序列号 围护名称 向 i-Ki*Fi-t Ki Fi t%pkpm 手算 区别 pkpm 标准 pkpm 手算 区别 pkpm 手算 1 屋顶/5490.37 5490.3-0.06 0.97 0.97 0.45 714.66 17.6 17.6 o.00 10.49 7.12 2 外墙 南 7144.41 7099.42-44.98 0.84 0.84 0.6 800.35 17.71 17.6-0.11 41.85 28.42 东方 2934.08 2945.15 11.07 0.91 0.91 0.6 306.48 17.53 17.6 0.06 北 8977.33 8997.9 20.57 0.95 0.95 0.6 896.92 17.55 17.6 0.04 西方 2850.o1 2863.08 13.07 o.91 o.91 0.6 297.94 17.51 17.6 o.08 3 外窗 南 6349.79 6356.89 7.09 1.o 2.74 131.82 17.58 17.6 0.02 40.98 27.83 东方 993.73 992.22-1.51 1.o 2.7 20.88 17.62 17.6-0.02 北 12991.2 13004.32 13.12 1.o 2.7 273.66 17.58 17.6 0.o1 西方 1103.82 1103.21-0.61 1.o 2.71 23.13 17.61 17.6-o.01 4 楼梯间墙/0 10292.57 10292.56 0.6 0.6 1.32 738.39 0 17.6 17.6 0 13.35 s 门/0 1137.58 1137.58 0.6 0.6 1.78 60.52 0 17.6 17.6 0 1.47 6 外门 南 374.37 3774.5 0.13 0.84 0.84 2.2 116.05 17.59 17.6 0 10.52 7.56 东方 0 0 0 0.91 0.91 0 0 0 17.6 17.6 北 1731.21 2052.54 321.33 0.95 0.95 1.98 62 14.84 17.6 2.75 西方 0 0 0.91 0.91 0 0 0 17.6 17.6 7 架空地板/7498.54 7498.55 o.01 0.6 710.09 17.59 17.6 2.44 14.33 9.72 8 收缩缝隙 1367.05 1367.02-0.03 0.3 0.3 0.6 431.51 17.6 17.6 0.0o 2.61 1.7 G 楼梯问屋顶/266.85 266.84118-0.01 0.97 0.97 0.45 52.7 11.6 11.6 0 0.51 0.34 10 楼梯问外墙 南 540.77 540.792 0.022 0.84 0.6 92.5 11.59 11.6 o.00 2.08 1.41 东方 0 0 0 0 0 0 0 11.6 11.6 北 550.11 550.05228-0.057 0.95 0.6 83.19 11.6 11.6 0 西方 0 0 0 0 0 0 11.6 11.6 11 楼梯间外窗 南 742.98 742.99 0.013 1 2.78 23.04 11.59 11.6 o.00 1.42 0.6 东方 0 0 0 0 0 0 0 11.6 11.6 北 0 0 0 0 0 0 0 11.6 11.6 西方 0 0 0 0 0 0 0 11.6 11.6 中国科技期刊数据库 工业 A-174-为 370mm 厚的非粘土实心砖，采用 50mm 厚的挤压保温/保温措施。外墙传热系数为 KW/m2.K=0.52；住宅部分外墙采用 370mm 厚的非粘土实心砖，采用 50mm 厚的挤塑保温/隔热措施。外壁传热系数为 KW/m2.K=0.50。采用 60mm 厚挤塑保温/隔热措施，屋面传热系数为 0.45W/m2.K。楼道单元门及入户门均采用节能门，透明部分传热系数为2.23W/m2.K，门板传热系数为1.61W/m2.K，按比例取平均值传热系数为 2.20W/m2.K。均采用单框中空玻璃塑钢平开窗，夹层 6mm，传热系数 2.23W/m2.K。2.2 住宅民用建筑能效评价内容 民用建筑能效标识需要分别对理论值和实测值进行标识，这个过程包括两个阶段。住宅和民用建筑能效标识理论值的计算应在项目整体竣工验收后进行。2.3 民用建筑能效标识方法 PKPM 能效计算软件的计算数据是民用建筑能效标识工作的基础5。对于 XX 镇限价商品房 5#民用建筑，在 PKPM 能效计算软件中，我们可以轻松获取两栋民用建筑的体型系数、楼层、建筑面积、空间划分、热耗指标的理论值以及围护结构的具数据。有相同朝向和功能的住宅民用建筑对象进行比较。过去住宅民用建筑多不重视节能设计。这些民用建筑的楼梯间和客厅阳台通常不采取采暖措施。除了结构保温外，围护结构外壁使用不含有保温材料。同时，由于缺乏具体信息，例如建筑类型、地理位置、气候条件等，所以无法给出更精确的描述。在同一功能下，这些虚拟民用建筑并无不同。我们必须按照实际试验报告中的指标调整民用建筑各围护结构的传热系数，并确保其符合住宅民用建筑节能设计标准的限值（即节能 50%或节能 65%），这是强制性的规定。当需要指定修正系数时，委托方需要提供完整竣工图、节能计算书、住宅民用建筑测绘报告等资料。2.4 影响民用建筑能效标识结果的主要因素 民用建筑节能设计要求和民用建筑能效标识实施的前提下，直接用量化数据反映标注民用建筑的能耗水平。在实际操作中，不同的软件操作人员建模习惯会导致对民用建筑能效评价与标志技术标准的理解存在差异。不同的检测单位出具的民用建筑围护结构热工性能和产品节能性能检测报告的数据存在差异，说明其检测过程存在不确定性。PKPM 能效计算软件新旧更新包的差异，可能会导致同一对象热耗指标的能效计算结果存在很大的不确定性。2.5 PKPM 能效计算软件计算结果及人工验证 见表 1。3 结论 民用建筑能耗标签理论值计算前期的数据采集工作相对复杂。PKPM 能效计算软件是众多民用建筑能耗标注软件之一。民用建筑能效标识理论值的计算还存在不少问题，软件计算数据与人工验证存在一定差异。本文以绿色民用建筑评价标准为基础，对其节能和能源利用进行研究。在此基础上提出了绿色民用建筑能效评价体系，提出了绿色民用建筑能效评价的具体计算指标，同时，以 XX 镇限价商品房 5#住宅为例，民用建筑围护结构热耗指标只有一个。本项目的能效计算显示，节能率达到了 14%。65%的住宅民用建筑能效等级为一星的统计结果令人惊讶。值得注意的是，本项目在节能方面表现优异，节能率高达惊人的 14%。民用建筑改造是推动国民经济可持续发展的关键措施。因此，在实际工作中，要加强操作人员对民用建筑能效标识技术标准的学习和理解，提高自身的工作能力；政府加强对各个环节的监督管理，不断完善整个民用建筑能效评价和标识体系。参考文献 1叶东甫.被动式建筑能效测评研究J.砖瓦,2022(01):42-43.2赵晓康,张举.基于 PKPM 的合肥某医院建筑能效测评基础项计算J.安徽建筑,2019,26(10):181-183.3何婷婷,史志鹏.绿色建筑能效测评系统构建J.智能城市,2019,5(06):13-14.4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):94-96.5黄春美.公共建筑能效测评中 PKPM 的应用J.工程质量,2018,36(05):49-57.