技术概述

建筑能效测评标识评估是指依据国家相关法律法规和技术标准,通过科学、规范的检测手段和计算方法,对建筑物的能源消耗状况、节能性能进行综合评价,并给予相应能效等级标识的技术活动。该项评估工作是推动建筑节能事业发展的重要技术支撑,也是落实国家"双碳"战略目标的关键环节。

随着我国城镇化进程的不断加快,建筑能耗已占全社会总能耗的比重逐年上升,建筑节能工作的重要性日益凸显。建筑能效测评标识评估制度的实施,能够有效引导建筑向节能、绿色、低碳方向发展,促进建筑节能技术的创新与应用,提高建筑能源利用效率,减少温室气体排放。

建筑能效测评标识评估主要包含两个层面的内容:一是建筑能效测评,即通过现场检测、理论计算等方式,对建筑的围护结构热工性能、供暖通风空调系统能效、照明系统能效、可再生能源利用等方面进行综合评价;二是建筑能效标识,根据测评结果,按照规定的等级划分标准,确定建筑的能效等级,并向社会公示,为建筑使用者、购买者提供能耗信息参考。

从技术发展历程来看,我国建筑能效测评标识评估工作经历了从探索试点到全面推广的发展过程。目前,新建居住建筑和公共建筑均需按照相关标准进行能效测评,既有建筑在节能改造后也需要进行能效评估。测评结果将作为建筑竣工验收、节能验收的重要依据,也是申请绿色建筑评价标识、节能示范项目等的前提条件。

建筑能效测评标识评估的核心目标是客观、准确地反映建筑的实际能耗水平和节能性能,为政府部门制定建筑节能政策、加强建筑节能管理提供技术支撑,同时引导市场主体关注建筑能效,促进建筑节能产业健康发展。

检测样品

建筑能效测评标识评估的检测样品主要指需要进行能效测评的各类建筑实体及其相关系统、设备、材料等。根据建筑类型、功能特点和测评目的的不同,检测样品的范围和内容也会有所差异。

从建筑类型角度划分,检测样品主要包括以下几类:

  • 新建居住建筑:包括住宅小区、公寓楼、别墅等各类新建居住建筑,重点检测其围护结构热工性能、供暖空调系统能效、自然通风与采光等性能指标。
  • 新建公共建筑:包括办公楼、商场、酒店、医院、学校、文化体育场馆等各类新建公共建筑,由于其功能复杂、能耗强度高,测评内容更为全面和深入。
  • 既有建筑改造项目:对进行节能改造的既有建筑,需要在改造前后分别进行能效测评,评估改造效果和节能收益。
  • 绿色建筑项目:申请绿色建筑评价标识的建筑,需要提交建筑能效测评报告作为重要支撑材料。
  • 超低能耗建筑和近零能耗建筑:此类建筑对能效要求极高,测评标准和要求也更为严格。

从检测内容角度划分,检测样品还包括:

  • 建筑围护结构:包括外墙、屋面、外门窗、楼地面等围护结构构件,检测其传热系数、热惰性指标、气密性能等热工性能参数。
  • 供暖通风空调系统:包括冷热源设备、末端设备、输配系统、控制系统等,检测其能效比、性能系数、水力平衡度等性能指标。
  • 照明系统:包括公共区域照明、房间照明、景观照明等,检测其照度、功率密度、控制方式等。
  • 可再生能源系统:包括太阳能光伏发电系统、太阳能热水系统、地源热泵系统等,检测其系统效率、发电量、集热量等性能指标。
  • 建筑能源管理系统:包括能耗监测系统、楼宇自控系统等,检测其数据采集精度、控制功能等。

检测样品的选择和确定需要根据测评项目的具体情况,结合相关标准规范的要求,由测评机构专业人员与建设单位共同商定,确保样品具有代表性和完整性。

检测项目

建筑能效测评标识评估的检测项目涵盖建筑能源消耗的各个方面,检测项目设置的科学与否直接关系到测评结果的准确性和可靠性。根据现行国家及行业标准,检测项目主要包括以下几个大类:

围护结构热工性能检测项目:

  • 外墙传热系数检测:通过热流计法或热箱法测定外墙的传热系数,评估外墙保温性能是否满足设计要求和相关标准限值。
  • 屋面传热系数检测:采用与外墙类似的检测方法,测定屋面的传热系数,评价屋面保温隔热性能。
  • 外门窗传热系数检测:检测外门窗的传热系数、气密性能等级、水密性能、抗风压性能等,综合评价外门窗的热工性能。
  • 外窗综合遮阳系数检测:考虑窗框、玻璃和外遮阳设施的共同作用,检测外窗的综合遮阳系数。
  • 热桥部位检测:对阳台板、挑板、女儿墙等容易形成热桥的部位进行检测,评估其对建筑整体热工性能的影响。

供暖空调系统检测项目:

  • 冷热源设备性能检测:检测冷水机组、锅炉、热泵等设备的制冷(制热)量、输入功率、性能系数或能效比。
  • 水泵性能检测:检测水泵的流量、扬程、输入功率、效率等性能参数。
  • 风机性能检测:检测风机的风量、风压、输入功率、效率等性能参数。
  • 水系统水力平衡度检测:检测空调水系统各分支回路的水流量,计算水力平衡度。
  • 空调末端性能检测:检测风机盘管、组合式空调机组等末端设备的供冷(供热)量、风量、功率等。
  • 系统运行效率检测:综合检测供暖空调系统的整体运行效率,评价系统设计和运行管理的合理性。

照明系统检测项目:

  • 照度检测:检测各功能房间或区域的照度值,判断是否满足标准要求。
  • 照明功率密度检测:计算单位面积的照明安装功率,评估照明系统设计的节能性。
  • 统一眩光值检测:检测工作场所的统一眩光值,评价照明光环境的舒适性。
  • 显色指数检测:检测照明光源的显色指数,评估光环境质量。

可再生能源系统检测项目:

  • 太阳能光伏系统检测:检测光伏组件的光电转换效率、系统发电量、逆变器效率等。
  • 太阳能热利用系统检测:检测集热器效率、系统集热量、贮热水箱热损因数等。
  • 地源热泵系统检测:检测地埋管换热器的换热量、热泵机组性能、系统综合能效比等。

建筑整体能耗检测项目:

  • 建筑围护结构节能性能实测评估:通过实测数据计算建筑围护结构的节能率。
  • 建筑能耗实测评估:通过能耗监测数据,计算建筑单位面积能耗、人均能耗等指标。
  • 室内热环境检测:检测室内温度、湿度、风速、平均辐射温度等参数,评价室内热舒适度。

检测方法

建筑能效测评标识评估采用多种检测方法相结合的方式,包括现场检测、实验室检测、软件模拟计算、文件资料审查等,以全面、准确地评价建筑的能效水平。

围护结构热工性能检测方法:

热流计法是检测围护结构传热系数的主要方法之一。该方法通过在被测围护结构表面安装热流计和温度传感器,测量通过围护结构的热流密度和内外表面温度,根据稳态传热原理计算传热系数。该方法具有测试周期短、操作简便的优点,适用于各种类型围护结构的现场检测。检测时需选择具有代表性的测点位置,避开热桥部位和异常区域,确保测试结果的准确性。

热箱法是另一种常用的传热系数检测方法,特别适用于外门窗、外墙保温系统等的检测。该方法通过在被测构件两侧建立稳定的温度场,测量通过构件的热流量,从而计算传热系数。热箱法可分为标定热箱法和防护热箱法两种,其中防护热箱法精度更高,但设备较为复杂。

红外热成像法主要用于检测围护结构的热工缺陷,如保温缺失、空气渗透、热桥等。通过红外热像仪获取围护结构表面的温度分布图像,分析温度异常区域,判断是否存在热工缺陷及其程度。该方法具有快速、非接触、可视化等优点,常作为辅助检测手段。

供暖空调系统检测方法:

供暖空调系统的检测一般在系统正常运行状态下进行。检测前需确认系统已稳定运行足够时间,各设备处于正常工作状态。检测过程中,采用流量计、温度传感器、功率分析仪等仪器,测量系统的流量、温度、功率等参数,计算系统效率和性能系数。

冷水机组性能检测通常采用焓差法或热平衡法。在蒸发器和冷凝器水侧安装流量计和温度传感器,测量冷冻水和冷却水的流量及进出口温差,计算制冷量;同时测量机组的输入功率,从而计算性能系数。

水泵和风机性能检测主要采用流量计、压力计、功率计等仪器,测量流量、扬程(风压)和功率等参数,计算效率。检测时应注意测量不同负荷工况下的性能,评价设备部分负荷性能。

照明系统检测方法:

照度检测采用照度计,在标准规定的测量平面上选取若干测点进行测量。测点布置应根据房间形状、功能分区、灯具布置等因素确定,测点数量应满足标准规定的统计要求。测量时应避免外界光线干扰,确保测量结果准确。

照明功率密度检测通过清点各房间或区域的照明灯具数量,核实灯具功率,结合房间面积进行计算。同时应核实灯具类型、控制方式等是否符合设计要求。

可再生能源系统检测方法:

太阳能光伏系统检测需在晴好天气条件下进行,测量光伏阵列的开路电压、短路电流、最大功率点电压和电流等参数,计算系统效率和发电量。逆变器效率检测通过测量其输入端和输出端的功率进行计算。

太阳能热利用系统检测需要测量集热器进出口温度、流量、辐照度等参数,计算系统集热量和效率。检测周期一般不少于3天,且应包含晴好天气和多云天气。

软件模拟计算方法:

对于部分无法现场检测或难以直接测量的参数,可采用软件模拟计算方法。常用的建筑能耗模拟软件能够根据建筑模型、气象参数、设备参数等输入信息,计算建筑的全年能耗。软件模拟应经过校准,以实测数据为参考,确保模拟结果的可靠性。

检测仪器

建筑能效测评标识评估需要使用多种专业检测仪器设备,仪器的精度和可靠性直接影响检测结果的准确性。检测机构应配备齐全的检测仪器,并定期进行校准和维护,确保仪器处于正常工作状态。

围护结构热工性能检测仪器:

  • 热流计:用于测量通过围护结构的热流密度,是热流计法检测传热系数的核心仪器。常用热流计包括平板式热流计和绕性热流计,后者适用于曲面或不规则表面。
  • 温度测量仪器:包括热电偶、热电阻、温度记录仪等,用于测量围护结构内外表面温度、空气温度等。铂电阻温度传感器精度高、稳定性好,应用最为广泛。
  • 红外热像仪:用于检测围护结构表面的温度分布,发现热工缺陷。根据应用需求,可选择不同分辨率和测温范围的型号。
  • 传热系数检测仪:集成热流计和温度传感器的综合检测设备,可实现自动数据采集和处理。
  • 外门窗检测设备:包括传热系数检测装置、气密性检测装置、水密性检测装置等,用于外门窗各项性能的检测。

供暖空调系统检测仪器:

  • 超声波流量计:用于测量管道内水流量,具有非接触测量、不干扰流场、安装简便等优点,是空调水系统检测的首选仪器。
  • 涡轮流量计:精度高、响应快,适用于小口径管道流量的精确测量。
  • 温度传感器:用于测量供水温度、回水温度、送风温度、回风温度等。常用铂电阻温度传感器,精度等级应满足检测要求。
  • 功率分析仪:用于测量电机、压缩机、加热器等设备的电功率。应能测量有功功率、无功功率、功率因数等参数。
  • 风速仪:包括热线风速仪、叶轮风速仪等,用于测量风管内的风速和风量。
  • 压力计:用于测量水泵扬程、风机风压、过滤器阻力等。
  • 湿度计:用于测量空气相对湿度,评价空调系统除湿能力和室内热环境。
  • 噪声计:用于测量空调设备运行噪声,评价声环境质量。

照明系统检测仪器:

  • 照度计:用于测量室内照度,应选择精度等级满足标准要求的型号,并进行定期校准。
  • 亮度计:用于测量亮度,可用于眩光评价和光环境分析。
  • 光谱辐射计:用于测量光源的光谱功率分布,计算显色指数、色温等参数。
  • 功率计:用于测量照明系统的功率消耗。

可再生能源系统检测仪器:

  • 太阳辐照计:用于测量太阳辐照度,是太阳能系统效率检测的关键仪器。包括总辐射表、直接辐射表、散射辐射表等。
  • 光伏测试仪:用于测量光伏组件的I-V特性曲线,评估光伏组件性能。
  • 电能质量分析仪:用于检测光伏逆变器输出电能质量,包括谐波、电压偏差、频率偏差等。
  • 地温测试仪:用于测量地埋管换热器周围的土壤温度,评价地源热泵系统的运行效果。

其他通用检测仪器:

  • 数据采集系统:用于自动采集和记录各种传感器的检测数据,提高检测效率和数据可靠性。
  • 气象参数测量仪器:包括干球温度计、湿球温度计、气压计、风速风向仪等,用于测量检测期间的气象参数。
  • 建筑气密性检测设备:包括风机门测试设备,用于检测建筑整体气密性能。

应用领域

建筑能效测评标识评估的应用领域广泛,涵盖建筑工程建设管理的各个环节,以及政府节能监管、绿色金融支持、市场交易等多个方面。

建筑工程建设管理领域:

新建建筑竣工验收和节能验收是建筑能效测评标识评估最主要的应用场景。根据国家相关规定,新建居住建筑和公共建筑在竣工验收前,必须进行建筑能效测评,测评结果作为节能验收的依据。能效测评报告是建筑工程竣工验收备案的必备材料之一,对于能效测评不合格的建筑,不得通过节能验收,不得办理竣工验收备案手续。

绿色建筑评价标识申请。建筑能效测评结果是申请绿色建筑评价标识的重要支撑材料。绿色建筑评价强调建筑的实际运行效果,能效测评提供的现场检测数据和计算结果,能够客观反映建筑的节能性能,为绿色建筑星级评定提供依据。

超低能耗建筑、近零能耗建筑认定。这类高能效建筑对节能性能有极高的要求,需要通过严格的能效测评进行认定。测评内容包括围护结构气密性检测、整体能耗模拟分析、室内环境参数检测等,测评结果是建筑能否获得相应认定的重要依据。

既有建筑节能改造领域:

既有建筑节能改造前的能效评估。在进行节能改造前,通过对既有建筑进行能效评估,可以全面了解建筑的能耗状况和节能潜力,识别节能改造的重点方向,为制定节能改造方案提供技术支撑。

节能改造效果评估。节能改造完成后,通过能效测评可以验证改造效果,评估节能收益,为改造项目的验收和绩效评价提供依据。对比改造前后的能效测评结果,可以量化节能改造的经济效益和环境效益。

政府节能监管领域:

建筑能耗监测与管理。政府节能主管部门通过建立建筑能耗监测平台,对重点用能建筑进行能耗监测,能效测评数据是监测平台的重要数据来源。通过分析建筑能效测评数据,政府可以掌握本地区建筑能效水平,制定针对性的节能政策措施。

节能执法检查。在节能执法检查中,能效测评结果是判断建筑是否符合节能标准要求的重要依据。对于能效测评不合格的建筑,节能主管部门可以依法责令限期整改,甚至予以行政处罚。

绿色金融支持领域:

绿色建筑信贷支持。银行等金融机构在发放绿色建筑贷款时,可以依据能效测评结果评估建筑的节能性能和绿色等级,对高能效建筑给予贷款额度、利率等方面的优惠支持。

绿色债券发行。企业发行绿色债券用于建筑节能项目时,需要提供项目节能效果的证明材料,能效测评报告是重要的支撑文件。

建筑保险产品。保险公司可以基于能效测评结果,开发建筑节能保险产品,为建筑节能性能提供保障。

市场交易领域:

建筑交易与租赁。在建筑买卖或租赁过程中,能效标识可以向购买者或承租方提供建筑的能耗信息,提高市场透明度,引导消费者选择高能效建筑。在一些国家和地区,建筑交易时必须提供能效证书,已成为强制性的市场规则。

合同能源管理。在合同能源管理项目中,节能服务公司与用能单位需要约定节能量的基准值和分享方式,能效测评结果是确定基准