GB 50189《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）是我國*部針對公共建筑的節(jié)能專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，建立了從建筑室內(nèi)熱環(huán)境到建筑熱工性能，再到暖通空調(diào)等用能系統(tǒng)的一套相對完整的公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)指標(biāo)體系，對我國公共建筑節(jié)能工作起到了關(guān)鍵的指引作用。該《標(biāo)準(zhǔn)》自2005年實(shí)施以來，我國建筑節(jié)能工作持續(xù)深入，新的建筑材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，以及我國面臨的能源形勢，都對《標(biāo)準(zhǔn)》提出了新的要求。
全面提升公共建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是本次修訂的基本要求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的同時還應(yīng)滿足室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量及人們對室內(nèi)舒適度日益提高的要求。此外，對公共建筑能效的提升還需要充分考慮我國不同氣候區(qū)的建筑特點(diǎn)、不同類型公共建筑的能耗特征、建筑節(jié)能技術(shù)的適宜性和經(jīng)濟(jì)性以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的支撐能力。因此，如何兼顧上述要求合理確定修訂原則，全面提升公共建筑的節(jié)能水平，在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的前提下，優(yōu)化、確定標(biāo)準(zhǔn)修訂的節(jié)能目標(biāo)，是本次修訂的核心工作內(nèi)容，對推動公共建筑節(jié)能工作及新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》存在的主要問題
重點(diǎn)條款分氣候區(qū)、分建筑規(guī)模進(jìn)行規(guī)定
我國地域遼闊，氣候多樣，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡。作為一部可操作的國家標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該充分考慮氣候差異性和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度差異性。從北到南供暖能耗在公共建筑全年能耗中所占比例逐漸減小，而公共建筑空調(diào)能耗逐漸增加。因此，在不同氣候區(qū)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能對于全年建筑能耗的貢獻(xiàn)比例不同，空調(diào)系統(tǒng)對于全年建筑能耗的貢獻(xiàn)比例也有很大差異。2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》在圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能參數(shù)的規(guī)定中，分氣候區(qū)給出差異性規(guī)定，很好地詮釋了“氣候設(shè)計(jì)"的原則。本次修訂應(yīng)該繼續(xù)堅(jiān)持這一思路，在空調(diào)系統(tǒng)能源系統(tǒng)性能的要求中同樣分氣候區(qū)進(jìn)行規(guī)定。
另一方面，大型公共建筑通常功能復(fù)雜，能耗組成復(fù)雜，單位面積能耗強(qiáng)度大，能耗總量大；而單體建筑面積較小的公共建筑往往功能單一、用能系統(tǒng)及能耗構(gòu)成相對簡單。對不同體量的公共建筑規(guī)定相同的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)資料，往往給單體面積小的公共建筑的設(shè)計(jì)帶來大量煩瑣的計(jì)算。單體面積小的公共建筑總面積比例很小，在全國范圍公共建筑總能耗中占比低，因此，對其要求與大型公共建筑相同的設(shè)計(jì)計(jì)算過程意義不大，且影響設(shè)計(jì)效率；對于臨時性建筑更是如此。本次修訂應(yīng)該吸納“抓大放小"的思想，對公共建筑中的用能大戶增加要求，對單體面積小的公共建筑簡化要求。增加《標(biāo)準(zhǔn)》的合理性和可操作性。
2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》的后臺計(jì)算模型需改進(jìn)
公共建筑種類繁多、功能復(fù)雜，單一建筑內(nèi)存在多種功能，用能特征復(fù)雜。2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》編制中后臺能耗計(jì)算的模型主要根據(jù)辦公建筑模型計(jì)算出各限值，應(yīng)用于辦公建筑，準(zhǔn)確性和科學(xué)性較好，但對于在公共建筑中同樣占比大的酒店、商場類建筑，應(yīng)用中偏差較大。本次修訂需要對2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》編制的后臺計(jì)算模型加以改進(jìn)，一是需要豐富模型中公共建筑的種類，使得《標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)能夠代表更廣泛的建筑類別；二是需要通過統(tǒng)計(jì)調(diào)研明確各類型公共建筑在全國范圍內(nèi)的面積占比情況，使得《標(biāo)準(zhǔn)》的計(jì)算模型可以真實(shí)反映我國公共建筑的整體情況。
減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷規(guī)定的漏洞
2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》中允許當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能參數(shù)不能達(dá)到限值規(guī)定時，通過權(quán)衡判斷的計(jì)算方法判別建筑整體熱工性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。這是一種性能化的評價方法，相對于核查圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部位熱工性能限值的規(guī)定方式，權(quán)衡判斷通道更加靈活，允許性能薄弱的部位被性能好于標(biāo)準(zhǔn)要求的部位彌補(bǔ)，總體達(dá)到要求即算合規(guī)，為設(shè)計(jì)的多樣性打開了一條通道。但由于2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》條文的規(guī)定不夠細(xì)致，在實(shí)施過程中暴露了一些問題，有時甚至成為鉆空子的渠道。這些問題集中體現(xiàn)在以下幾方面。
1）對方法本身和計(jì)算參數(shù)的理解存在差異。圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能化評價方法對建筑模型各參數(shù)的規(guī)定不夠具體，參數(shù)及運(yùn)行策略如何設(shè)置也不明確，導(dǎo)致不同設(shè)計(jì)人員對建筑參數(shù)的理解不同，造成計(jì)算結(jié)果的差異。同時，2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》未對實(shí)施圍護(hù)結(jié)構(gòu)權(quán)衡判斷的設(shè)計(jì)項(xiàng)目提出熱工性能限值要求的“門檻值"，也就是說任何不滿足標(biāo)準(zhǔn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)限值要求的建筑均可能通過權(quán)衡判斷的計(jì)算調(diào)整到合規(guī)，這顯然不合理。
2）計(jì)算軟件之間存在差異。2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定權(quán)衡判斷以建筑能耗模擬軟件為計(jì)算工具，但未對軟件的具體功能和類型進(jìn)行明確要求。軟件內(nèi)置參數(shù)和用戶輸入的參數(shù)沒有規(guī)范、統(tǒng)一，造成同一設(shè)計(jì)項(xiàng)目使用不同軟件得到的計(jì)算結(jié)果不一致；甚至同一設(shè)計(jì)項(xiàng)目使用相同計(jì)算軟件，不同設(shè)計(jì)人員也可能計(jì)算得到不同結(jié)果，很大程度上影響了權(quán)衡判斷的可靠性。
3）zui終比較的物理量不夠明確。2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷zui終比較的是參照建筑和實(shí)際建筑的供暖和空調(diào)能耗，但《標(biāo)準(zhǔn)》中未給出設(shè)備效率值，因此實(shí)際應(yīng)用中往往比較的是建筑耗熱量和除熱量。這種情況下，將建筑冷熱負(fù)荷的值相加作為比較依據(jù)，物理意義不明確，也不合理。
2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》的覆蓋面需完善
2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定供暖、空調(diào)和照明計(jì)入建筑能耗的計(jì)算范圍。但事實(shí)上，建筑給排水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的設(shè)置也會在很大程度上影響公共建筑的能耗。近年來隨著各級政府對可再生能源建筑應(yīng)用政策引導(dǎo)力度的加大，其對公共建筑節(jié)能的作用也應(yīng)在《標(biāo)準(zhǔn)》中有所體現(xiàn)。
另外，2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》中分氣候區(qū)的規(guī)定沒有將溫和地區(qū)納入，近年來公共建筑中多聯(lián)機(jī)應(yīng)用越來越多，因此在修訂過程中需要增補(bǔ)和完善相應(yīng)條文。
強(qiáng)制性指標(biāo)的確定方法需改進(jìn)
我國建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中對重要建筑部品和設(shè)備的量化節(jié)能性能要求，現(xiàn)有方法主要依靠行業(yè)專家經(jīng)驗(yàn)和已實(shí)施工程的數(shù)據(jù)，由于沒有科學(xué)系統(tǒng)的分析方法，得出的定量指標(biāo)缺乏具有說服力的計(jì)算依據(jù)。因此需要建立一種科學(xué)的優(yōu)化分析方法，作為節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)基本的分析工具，用于節(jié)能目標(biāo)的確定及分解，以提高標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性。
（國外建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)編制的方法及特點(diǎn)詳情參看雜志全文）
2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》受ASHRAE90.1影響較大。
修訂原則及主要內(nèi)容
修訂原則
本次《標(biāo)準(zhǔn)》修訂的出發(fā)點(diǎn)是滿足國家對建筑節(jié)能的要求，全面提升公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)各項(xiàng)性能指標(biāo)。《標(biāo)準(zhǔn)》的修編過程中，通過定量計(jì)算確定各項(xiàng)量化參數(shù)指標(biāo)。擴(kuò)展《標(biāo)準(zhǔn)》的覆蓋范圍，專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域在原有供暖空調(diào)、照明能耗規(guī)定的基礎(chǔ)上，增加對給排水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的用能要求；補(bǔ)充溫和地區(qū)相關(guān)規(guī)定，實(shí)現(xiàn)《標(biāo)準(zhǔn)》對我國氣候區(qū)的全面覆蓋。對圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷等操作過程較復(fù)雜的技術(shù)點(diǎn)，加強(qiáng)操作細(xì)節(jié)規(guī)定，減少由于操作者理解不同帶來的結(jié)果差異。
修訂的主要內(nèi)容
1）實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能專業(yè)領(lǐng)域和我國氣候區(qū)的全覆蓋。專業(yè)領(lǐng)域涵蓋建筑與建筑熱工、供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)、給水排水、電氣、可再生能源應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了建筑節(jié)能專業(yè)領(lǐng)域的全覆蓋。增加了對溫和地區(qū)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的規(guī)定。
2）建立典型公共建筑模型及數(shù)據(jù)庫。
根據(jù)建筑業(yè)企業(yè)房屋建筑竣工面積數(shù)據(jù)（2009—2011年），整理得到8種類型建筑在我國不同氣候區(qū)的分布權(quán)重。2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》修訂中對公共建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能和冷熱源的能效等定量規(guī)定的計(jì)算均基于以上公共建筑不同類別、不同氣候區(qū)分布的二維權(quán)重因子加權(quán)得出，更加科學(xué)合理，符合我國目前公共建筑的實(shí)際需求。
3）以動態(tài)基準(zhǔn)評價法衡量節(jié)能量提升。以2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》的節(jié)能水平為基準(zhǔn)，結(jié)合不同氣候區(qū)、不同類型建筑的分布情況，明確了本次修訂后我國公共建筑整體節(jié)能量的提升水平。這種基于動態(tài)基準(zhǔn)的節(jié)能率評價方法也符合目前習(xí)慣做法。
4）采用年收益投資比SIR（saving to investment ratio），SIR為使用某項(xiàng)建筑節(jié)能措施后產(chǎn)生的年節(jié)能量（折合成標(biāo)準(zhǔn)煤，單位為kg/a）與采用該項(xiàng)節(jié)能措施所增加的初投資的比值，SIR值即單位投資所獲得的年節(jié)能量（單位為kg/a（元?a）））組合優(yōu)化篩選法（簡稱SIR優(yōu)選法）確定了本次修訂的節(jié)能目標(biāo)。SIR優(yōu)選法是基于單項(xiàng)節(jié)能措施的優(yōu)劣排序，構(gòu)建*建筑節(jié)能方案的系統(tǒng)性分析方法。本次修訂采用犛犐犚優(yōu)選法對節(jié)能目標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算和分解，提高了指標(biāo)的科學(xué)性。
5）全面提升圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能強(qiáng)制性指標(biāo)要求。與2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》相比，由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能提升，供暖、通風(fēng)及空調(diào)能耗將降低4％～6％。對溫和地區(qū)，增加了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的限值要求。本次修訂補(bǔ)充了窗墻面積比大于0.7情況下的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能限值，減少了因窗墻面積比超限而進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷的情況。
6）全面提高冷源設(shè)備及系統(tǒng)的能效強(qiáng)制性要求且分氣候區(qū)進(jìn)行規(guī)定。本次修訂與2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》相比，由于供暖、通風(fēng)空調(diào)和照明等用能設(shè)備能效的提高可帶來14％～19％的節(jié)能量。分氣候區(qū)規(guī)定了冷源設(shè)備及系統(tǒng)的能效限值，增強(qiáng)了《標(biāo)準(zhǔn)》的地區(qū)適應(yīng)性，提高了節(jié)能設(shè)計(jì)的可操作性。
7）改進(jìn)冷水機(jī)組IPLV計(jì)算公式。為更好地反映我國冷水機(jī)組的實(shí)際使用條件，在大量調(diào)查和數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，對冷水機(jī)組IPLV公式進(jìn)行了更新。
8）增加建筑分類規(guī)定，抓大放小。將建筑分為甲、乙兩類，簡化單體建筑面積小的乙類建筑的設(shè)計(jì)程序，提高可操作性。對建筑高度超過150 m或單棟建筑地上建筑面積大于200 000 m2的大型公共建筑，增加專家論證的要求。
9）完善了圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷的相關(guān)規(guī)定。針對圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷在2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施中暴露的問題，本次修訂從2個方面入手：一是擴(kuò)大限值規(guī)定覆蓋的范圍，補(bǔ)充了窗墻面積比大于0.7的情況，同時乙類建筑不再允許采用權(quán)衡判斷；二是完善了權(quán)衡計(jì)算所需基礎(chǔ)參數(shù)，統(tǒng)一了輸入、輸出參數(shù)格式，明確了權(quán)衡計(jì)算軟件的功能要求，明確以全年供暖和空調(diào)能耗之和作為判斷標(biāo)準(zhǔn)并給出簡化計(jì)算方法。此外，增設(shè)了權(quán)衡判斷的“門檻"，即規(guī)定了各項(xiàng)參數(shù)必須達(dá)到的zui低要求，保證了使用權(quán)衡判斷的建筑的熱工設(shè)計(jì)不至于存在太差的“短板"。
10）引入太陽得熱系數(shù)SHGC替代原遮陽系數(shù)Sc作為衡量透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能參數(shù)，并給出了SHGC的限值。太陽得熱系數(shù)和遮陽系數(shù)2個物理量存在線性換算關(guān)系。
《標(biāo)準(zhǔn)》節(jié)能目標(biāo)的確定和分解
本次修訂參考了發(fā)達(dá)國家建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)編制的經(jīng)驗(yàn)，建立了代表我國公共建筑使用特點(diǎn)和分布特征的典型公共建筑模型數(shù)據(jù)庫，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了建筑能耗分析模型及節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析模型；根據(jù)各項(xiàng)節(jié)能措施的技術(shù)可行性，以單一節(jié)能措施的年收益投資比SIR為分析指標(biāo)，確定不同節(jié)能措施選用的優(yōu)先級，將不同節(jié)能措施組合成多種節(jié)能方案；以節(jié)能方案的全壽命周期凈現(xiàn)值NPV大于零為指標(biāo)對節(jié)能方案進(jìn)行篩選分析，進(jìn)而確定各類公共建筑模型在既定條件下的*投資與收益關(guān)系曲線，在此基礎(chǔ)上，確定*節(jié)能方案。根據(jù)*節(jié)能方案中各項(xiàng)節(jié)能措施的SIR值，確定《標(biāo)準(zhǔn)》對圍護(hù)結(jié)構(gòu)、供暖空調(diào)系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)各相關(guān)指標(biāo)的要求。圖1為節(jié)能目標(biāo)及分解技術(shù)路線圖。
節(jié)能目標(biāo)及分解技術(shù)路線圖
本次修訂采用SIR優(yōu)選法，根據(jù)我國實(shí)際情況，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析，確定了我國不同氣候區(qū)典型城市不同類型公共建筑的*建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而確定了我國現(xiàn)有條件下公共建筑技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的節(jié)能目標(biāo)，并將節(jié)能目標(biāo)逐項(xiàng)分解到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、供暖空調(diào)等系統(tǒng)，zui終確定了本次《標(biāo)準(zhǔn)》修訂的相關(guān)節(jié)能指標(biāo)要求。
SIR優(yōu)選法的引入使得《標(biāo)準(zhǔn)》的制定邁入科學(xué)分析階段，使《標(biāo)準(zhǔn)》對技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的考量更充分，提升目標(biāo)更加科學(xué)合理。
結(jié)語
自2005年版《標(biāo)準(zhǔn)》頒布實(shí)施，2015年版《標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)際修訂周期為10 a。因此，應(yīng)縮短節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的修訂周期，才能適應(yīng)我國建筑節(jié)能飛速發(fā)展的現(xiàn)狀以及建筑業(yè)節(jié)能減排任務(wù)的要求。同時，需要借鑒國外標(biāo)準(zhǔn)編制的成功經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)我國標(biāo)準(zhǔn)編制基礎(chǔ)性研究工作。
