原創(chuàng) 高性能建筑

一、標準背景情況

ISO-52120 part1于2021年12月16日發(fā)布，是ISO/TC 205 Building environment design下屬WG 3 Building Automation and Control System (BACS) Design 管理的ISO標準。該標準是針對建筑節(jié)能、樓宇自控和建筑運行技術(shù)管理的國際標準，為我國相關(guān)科研和標準工作提供了很好的借鑒和啟示。

二、標準主要內(nèi)容

1. ISO-52120 part1主要提出了樓宇自控和建筑運行管理功能對于建筑能效的影響的評價體系，各項功能根據(jù)建筑類型和樓宇自控（BAC）兩個維度進行分類。

2. 基于對建筑能效的影響，給出對于不同建筑類型和應用場景下的樓宇自控和建筑運行管理的最低要求。

3. 對于典型建筑和運行場景，規(guī)定了一種基于系數(shù)的初步評估方法（BAC factor method），用于計算樓宇自控和建筑運行管理功能對于建筑能效的影響。

4. 規(guī)定了用于以上功能對給定建筑能效影響的詳細評估方法（Detailed method）。

三、具體內(nèi)容

3.1 方法選用原則

方法一 詳細計算法：基于建筑和系統(tǒng)的詳細描述，進行樓宇自控系統(tǒng)對于建筑用能影響的詳細計算，并給出建筑用能量和能效影響評估。

方法二 樓宇自控系統(tǒng)能效系數(shù)法：基于建筑和用能系統(tǒng)的情況，基于樓宇自控系統(tǒng)分級和樓宇自控系統(tǒng)能效系數(shù)，簡化計算得到建筑用能量和能效影響評估。僅當具有詳盡的用于建筑和能源系統(tǒng)管理的樓宇自控和運行管理功能的信息時，才應適用方法一詳細計算法。

3.2 建筑用能模型

圖5給出標準規(guī)定的用能模型，包括供給源（包括儲能），輸配系統(tǒng)，用能空間，以及需求管理。標準中進一步給出了供熱系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、多聯(lián)機系統(tǒng)和通風與空調(diào)系統(tǒng)的具體用能模型，并給出了示意圖。

3.3 樓宇自控系統(tǒng)能效分級

標準將居住建筑和公共建筑的樓宇自控系統(tǒng)的能效等級劃分為A、B、C、D四級。樓宇自控系統(tǒng)不能滿足D級要求的既有建筑應該進行改造，新建建筑必須達到C級或C級以上標準。

• D級：樓宇自控沒有能效管理功能。

• C級：標準樓宇自控能效要求。

• B級：樓宇自控系統(tǒng)具有較好的能效管理功能，并且能夠提供一部分建筑運行能效管理功能。

• A級：樓宇自控系統(tǒng)具有先進的能效管理功能，并且能夠提供完整的建筑運行能效管理功能。

B級要求房間溫控器具備聯(lián)網(wǎng)控制功能，A級要求房間溫控器具有聯(lián)網(wǎng)控制功能和負荷需求側(cè)管理功能，建筑具有集成的IBMS。對于供暖、生活熱水等7類樓宇自控管理對象，共計43項控制功能進行分級，每項控制功能按照圖7的方式，進行D、C、B、A方式進行分級。對于居住建筑，評價主要適用于公共部分。

3.4 詳細計算法

該方法采用以年、月、時為周期或采用基于統(tǒng)計的BIN方法進行能效影響計算。各控制功能需按照EN16974，EN16798，EN15316，EN52016等標準規(guī)定功能計算。詳細計算法包括5種計算方式，如圖8所示，標準中對于基本的計算原則、計算公式、應用條件進行了規(guī)定和說明。

能效系數(shù)法是對于控制系統(tǒng)、控制對象、建筑使用條件等情況不是完全掌握，進行初步評估和測算的簡化方法，該方法的應用流程見圖9。該方法對滿足不同樓宇自控能效等級（D、C、B、A）的用能系統(tǒng)，給出了不同的能效系數(shù)，以C級為基礎(chǔ)，取值為1，其他級別給出一個能效系數(shù)，用來表征不同控制功能對于建筑能效的影響。

ISO-52120 part1附錄A給出了綜合能效因子和子系統(tǒng)的分項能效因子。舉例如下：附表A.3給出了不同類型公共建筑用電綜合能效因子，可以看出，不同等級的樓宇自控能效等級，對應了不同的取值。以辦公建筑為例，D級的評估能耗是C級的110%，而最高等級A級的評估能耗是C級別的87%，相當于D級的79%。

四、思考與啟示

1. 樓宇自控和建筑能源管理對于建筑節(jié)能意義重大

本標準作為ISO標準，明確量化了樓宇自控系統(tǒng)對建筑節(jié)能的重要性。具備完善節(jié)能控制功能的樓宇自控系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑節(jié)能20%左右，辦公建筑、學校、賓館、住宅等類型建筑節(jié)能潛力尤為顯著。

2. 歐洲相關(guān)研究工作準備充分，中國應加強相關(guān)科研儲備

在附錄C和ISO 52120-2中，給出了確定樓宇自控能效因子的詳細方法和依據(jù)，由于此標準由歐洲主導，可以看出歐洲對于樓宇自控和建筑節(jié)能相關(guān)研究具有一定的先發(fā)優(yōu)勢。盡管近年來人工智能和大數(shù)據(jù)應用方面中國已經(jīng)總體處于世界先進水平，但在建筑節(jié)能領(lǐng)域相關(guān)研究工作主要還處于相對獨立的算法和工程技術(shù)研究，相對還缺乏系統(tǒng)層面，對樓宇自控系統(tǒng)的綜合性總體性能、分類、體系的綜合性研究，相關(guān)科研儲備不足，在雙碳和數(shù)字化智能化成為國家戰(zhàn)略的今天，相關(guān)研究還不能充分促進和支撐行業(yè)發(fā)展。

3.?ISO-52120 part1標準的采標

與國際標準對接是中國標準化國家戰(zhàn)略的一部分，近年來，對國際標準進行對應采標是我國標準化國際化工作的重點之一。ISO-52120 part1目前尚無對應的國家標準，它對于我國建筑節(jié)能標準體系是一個有益的補充?？紤]到我國氣候差異、建筑類型、使用習慣方面于歐洲建筑存在的差異，盡管該標準體系具有較好的通用性，能效因子應根據(jù)中國情況進行研究和確定，因此采用非等同采用可能更加合理。

4. 建筑節(jié)能未來發(fā)展應充分考慮樓宇自控的貢獻

隨著《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB55015-2021的頒布實施，我國建筑節(jié)能水平進一步提高，在國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》和住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合發(fā)布的《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》中更進一步規(guī)劃推動超低能耗建筑的規(guī)?；l(fā)展。圍護結(jié)構(gòu)性能、建筑設(shè)備設(shè)施能效、可再生能源利用的潛力得到了更多的挖掘。考慮到樓宇自控和智能化運維管理對建筑能效提升的重要作用，未來可考慮進一步借鑒歐洲標準體系和ISO標準體系，將樓宇自控等智能化系統(tǒng)的貢獻納入相關(guān)工作和標準體系，為我國建筑節(jié)能減碳下一步發(fā)展提供新的思路。

5.智能化在實際工程能效提升還沒有充分發(fā)揮作用

盡管建筑智能化系統(tǒng)對建筑能效提升的潛力巨大，在國際標準中也得到了承認和量化，但我國的工程實踐中，建筑智能化還未充分發(fā)揮其能效提升，節(jié)能減碳的作用。在中國建研院和清華大學等國內(nèi)機構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的《建筑智能化應用現(xiàn)狀調(diào)研白皮書2021》中，經(jīng)過廣泛的行業(yè)調(diào)研，指出目前我國建筑智能化系統(tǒng)的完善率仍然不高、自動調(diào)節(jié)和節(jié)能優(yōu)化等功能長期應用可靠性仍然較低，如果在此現(xiàn)狀下，認可智能化系統(tǒng)的節(jié)能貢獻，存在一定的爭議。

6.標準對行業(yè)促進的重要作用

樓宇自控系統(tǒng)、建筑能源管理系統(tǒng)等建筑智能化系統(tǒng)對于提升建筑能效、建筑節(jié)能減碳意義重大，相對于傳統(tǒng)建筑節(jié)能技術(shù)來說技術(shù)經(jīng)濟性突出，技術(shù)快速發(fā)展，潛力很大。從建筑節(jié)能、暖通空調(diào)系統(tǒng)角度來看，相關(guān)標準體系仍不完善。進一步加強學術(shù)界、主管部門、產(chǎn)業(yè)界對建筑智能化作用的認識和了解，加強剛性要求和剛性管理，將樓宇自控的性能要求納入到行業(yè)質(zhì)量管理流程，認可智能化系統(tǒng)對建筑節(jié)能減碳的量化貢獻，是我國建筑節(jié)能減碳未來發(fā)展的一個可以考慮的思路，值得深入研究和探討。

參考文獻

1. Energy performance of buildings - Contribution of building automation, controls and building management Part 1:General framework and procedures,?ISO52120-1

   https://www.iso.org/standard/65883.html?browse=tc

   
   

2. 《建筑智能化應用現(xiàn)狀調(diào)研白皮書2021》 中國建筑科學研究院