如何缩小建筑能源绩效差距

　　性能差距是建筑环境行业的一个众所周知的问题，但如果不加以解决，将继续阻碍我们实现净零的努力。有研究突出了性能差距的真实程度，表明建筑物一旦投入使用，其能耗可能比设计阶段的计算高出 5 到 10 倍。

　　在能源价格上涨和净零目标倒计时正在进行的时候，我们不能继续建造在能源效率方面表现不佳的建筑。据统计，建筑环境占能源相关二氧化碳 (CO2) 排放量的 39%，因此我们必须朝着缩小绩效差距的方向迈进。

　　建筑项目利益相关者(包括建筑用户、建筑师和设计师)之间的更好沟通，从早期设计阶段一直到建筑物投入运营后的管理人员，是缩小绩效差距的关键。为了促进这种协作并更好地预测能源性能，必须利用可用的技术来为在整个建筑生命周期中做出的决策提供信息。

　　为什么会存在性能差距?

　　全球各国长期以来一直在设计合规文化，但人们越来越意识到转向绩效设计的需求越来越大。随着气候变化对我们的威胁迫在眉睫，回避向性能设计迈进根本不是一种选择。建筑行业必须寻求超越合规性，以便进行合作，以实现目标并将可持续性置于建筑项目的核心。

　　促进这种转变是所有相关人员的责任，而不仅仅是建筑设计人员的工作。客户需要投资于高质量的设计，这是基于高质量的证据。专业人员任命和费用通常基于以前的项目，这通常意味着继续沿用过时的项目层次结构并重复相同的设计错误。只有在整个项目团队紧密合作以实现每个项目阶段的目标时，才能实现显著的能源使用减少。

　　存在性能差距的另一个原因是能源计算通常基于更适合过去时代的简单稳态计算，而不是满足当今对极低能耗建筑的挑战性需求所需的颗粒度方法。

　　此外，在进行运营能源计算时，预测中没有包括或不准确地呈现不受管制的能源消耗来源，例如插座负载、外部照明或服务器机房。这经常导致大量能源没有被纳入预测，并且一旦所有这些来源都投入使用，就会出现差异。

　　在施工阶段，偏离设计计划的错误或变更也会影响能源绩效。设计师与施工团队之间经常存在沟通不足，这意味着后期设计阶段的变化可能无法反馈给设计师。此外，近年来设计合规性的趋势增加了未量化错误的可能性，因为它倾向于不考虑每栋建筑的个性化需求。由于对计算结果缺乏信心，设计人员经常增加不必要的设计余量，这反过来又会导致工厂和相关设备的尺寸明显过大，再次造成运营效率低下。

　　所以，我们知道存在性能差距的原因，但我们如何缩小它呢?

　　通过能源评级系统鼓励进步

　　以英国为例，2020 年 11 月推出的 NABERS UK 是一个六星级评级系统，用于衡量办公室运营后的实际能源使用情况，标志着向基于绩效的设计转变的关键时刻。NABERS 绩效流程设计意味着开发商或业主将致力于为新办公室开发或重大翻新实现特定的 NABERS 能源评级，帮助减少绩效差距的机会并提高运营效率。

　　目前，NABERS UK 仅对办公楼进行评级，属于自愿过程，但英国政府计划于 2022 年 4 月启动新的国家能源绩效评级系统的第一阶段。然而，为了满足能源等级的要求，们需要指导如何达到这一要求。

　　净零公共部门建筑标准

　　目前，苏格兰期货信托基金已采取措施帮助公共机构履行净零承诺，并通过委托实施净零公共部门建筑标准来实现能源目标。与标准相关的建模指南是远离在苏格兰建筑中普遍采用的合规建模方法的一部分，旨在为设计师提供做出正确决策所需的信息。

　　在 IES，我们与苏格兰期货信托基金密切合作，开发了一份动态仿真建模指南，以帮助人们达到标准。这涉及到所有项目利益相关者在每个 RIBA 阶段将他们的知识输入到构建模型中，以加强协作、验证性能预测并消除存在性能差距的可能性。

　　我们如何利用技术来实现目标?

　　为了使人们达到某些能源等级或净零标准，他们需要从早期设计阶段就使用先进的建模工具。使用这些工具可确保考虑所有因素，例如所有基础建筑能量负荷;整栋建筑暖通空调和较小的能源用户，例如外部照明;服务的热收益;以及插座负载。

　　拥有建筑物模型还可以分析一系列“离轴”场景，例如天气条件或运营或占用变化，这可能会对建筑物的性能产生影响。这为项目团队提供了详细的信息和数据，以做出明智的决策，并有证据支持，这意味着他们可以包含最可持续和最节能的设计元素，同时满足经济和职业要求。

　　一旦建筑物投入使用，高质量的设计阶段建筑模型也可以重新用作数字孪生。可以测试不同的改造和翻新选项，以确定可以在哪些方面进行改进以提高性能，并帮助缩小能源预测和运行性能之间的任何剩余差距。建模消除了建筑项目的猜测，并为每个单独的建筑物量身定制计算，从简单地满足合规标准转向创建排放量最低的建筑物和城市。

　　加强利益相关者之间的沟通

　　为了使建模流程高效工作，从开始到设计再到操作的协作和沟通是关键。这对于缩小性能差距的更广泛目标也至关重要。所有利益相关者都需要了解建筑物的能源目标，这就是 NABERS UK 等系统有助于设定目标并概述实现这一目标所需的目标。实现净零目标的风险很高，因为客户和建筑运营商期望从根本上降低能源消耗，而这只能通过所有相关人员的集体努力来实现。

　　如前所述，建筑生命周期每个阶段的行动都会对下一阶段和最终能源绩效产生影响。为方便起见，通常会重复相同的设计方法，但可以根据以前项目的经验进行改进，这些经验应该与建筑物的运营和占用者进行交流。这种反馈可以为下一个项目提供有价值的见解，并有助于确定如何避免或纠正未来的绩效差距。节省成本的尝试，通常被称为“价值工程”，也会增加运营能耗。例如，当涉及到能源分表时，成本通常会被削减，这是微调和监控运行中的能源消耗的关键。

　　总体而言，从早期设计阶段一直到运营都采用性能建模工具，并确保所有利益相关者之间的有效沟通都是缩小性能差距的关键。随着最近的 IPCC 报告再次令人痛心地提醒气候变化的真正影响，我们必须研究如何建造和改造建筑物以尽可能提高能源效率，并减少建筑环境对地球的整体影响。