原创 高性能建筑
一、标准背景情况
ISO-52120 part1于2021年12月16日发布，是ISO/TC 205 Building environment design下属WG 3 Building Automation and Control System (BACS) Design 管理的ISO标准。该标准是针对建筑节能、楼宇自控和建筑运行技术管理的国际标准，为我国相关科研和标准工作提供了很好的借鉴和启示。
二、标准主要内容
图1 标准封面
图2 ISO EPB标准规定的单元框架
图3 ISO-52120 part1标准目录
三、具体内容
3.1 方法选用原则
图4 详细计算方法与BAC系数法的比较
方法一 详细计算法：基于建筑和系统的详细描述，进行楼宇自控系统对于建筑用能影响的详细计算，并给出建筑用能量和能效影响评估。
方法二 楼宇自控系统能效系数法：基于建筑和用能系统的情况，基于楼宇自控系统分级和楼宇自控系统能效系数，简化计算得到建筑用能量和能效影响评估。仅当具有详尽的用于建筑和能源系统管理的楼宇自控和运行管理功能的信息时，才应适用方法一详细计算法。
3.2 建筑用能模型
图5 建筑用能模型
图5给出标准规定的用能模型，包括供给源（包括储能），输配系统，用能空间，以及需求管理。标准中进一步给出了供热系统、生活热水系统、制冷系统、多联机系统和通风与空调系统的具体用能模型，并给出了示意图糖心vlog在线观看。
3.3 楼宇自控系统能效分级
标准将居住建筑和公共建筑的楼宇自控系统的能效等级划分为A、B、C、D四级。楼宇自控系统不能满足D级要求的既有建筑应该进行改造，新建建筑必须达到C级或C级以上标准。
B级要求房间温控器具备联网控制功能，A级要求房间温控器具有联网控制功能和负荷需求侧管理功能，建筑具有集成的IBMS。对于供暖、生活热水等7类楼宇自控管理对象，共计43项控制功能进行分级，每项控制功能按照图7的方式，进行D、C、B、A方式进行分级。对于居住建筑，评价主要适用于公共部分。
图6 评价体系
图7 分级评价应用举例
3.4 详细计算法
该方法采用以年、月、时为周期或采用基于统计的BIN方法进行能效影响计算。各控制功能需按照EN16974，EN16798，EN15316，EN52016等标准规定功能计算。详细计算法包括5种计算方式，如图8所示，标准中对于基本的计算原则、计算公式、应用条件进行了规定和说明。
图8 详细计算法常用方法3.5 能效系数法
能效系数法是对于控制系统、控制对象、建筑使用条件等情况不是完全掌握，进行初步评估和测算的简化方法，该方法的应用流程见图9。该方法对满足不同楼宇自控能效等级（D、C、B、A）的用能系统，给出了不同的能效系数，以C级为基础，取值为1，其他级别给出一个能效系数，用来表征不同控制功能对于建筑能效的影响。
图 9 能效系数法应用流程
ISO-52120 part1附录A给出了综合能效因子和子系统的分项能效因子。举例如下：附表A.3给出了不同类型公共建筑用电综合能效因子，可以看出，不同等级的楼宇自控能效等级，对应了不同的取值。以办公建筑为例，D级的评估能耗是C级的110%，而最高等级A级的评估能耗是C级别的87%，相当于D级的79%。
图10 公共建筑用电综合能效因子
图11 居住建筑用电综合能效因子
四、思考与启示
1. 楼宇自控和建筑能源管理对于建筑节能意义重大
本标准作为ISO标准，明确量化了楼宇自控系统对建筑节能的重要性。具备完善节能控制功能的楼宇自控系统可实现建筑节能20%左右，办公建筑、学校、宾馆、住宅等类型建筑节能潜力尤为显著。
2. 欧洲相关研究工作准备充分，中国应加强相关科研储备
在附录C和ISO 52120-2中，给出了确定楼宇自控能效因子的详细方法和依据，由于此标准由欧洲主导，可以看出欧洲对于楼宇自控和建筑节能相关研究具有一定的先发优势。尽管近年来人工智能和大数据应用方面中国已经总体处于世界先进水平，但在建筑节能领域相关研究工作主要还处于相对独立的算法和工程技术研究，相对还缺乏系统层面，对楼宇自控系统的综合性总体性能、分类、体系的综合性研究，相关科研储备不足，在双碳和数字化智能化成为国家战略的今天，相关研究还不能充分促进和支撑行业发展。
3. ISO-52120 part1标准的采标
与国际标准对接是中国标准化国家战略的一部分，近年来，对国际标准进行对应采标是我国标准化国际化工作的重点之一。ISO-52120 part1目前尚无对应的国家标准，它对于我国建筑节能标准体系是一个有益的补充。考虑到我国气候差异、建筑类型、使用习惯方面于欧洲建筑存在的差异，尽管该标准体系具有较好的通用性，能效因子应根据中国情况进行研究和确定，因此采用非等同采用可能更加合理。
4. 建筑节能未来发展应充分考虑楼宇自控的贡献
随着《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021的颁布实施，我国建筑节能水平进一步提高，在国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》和住房和城乡建设部、国家发展改革委联合发布的《城乡建设领域碳达峰实施方案》中更进一步规划推动超低能耗建筑的规模化发展。围护结构性能、建筑设备设施能效、可再生能源利用的潜力得到了更多的挖掘。考虑到楼宇自控和智能化运维管理对建筑能效提升的重要作用，未来可考虑进一步借鉴欧洲标准体系和ISO标准体系，将楼宇自控等智能化系统的贡献纳入相关工作和标准体系，为我国建筑节能减碳下一步发展提供新的思路。
5.智能化在实际工程能效提升还没有充分发挥作用
尽管建筑智能化系统对建筑能效提升的潜力巨大，在国际标准中也得到了承认和量化，但我国的工程实践中，建筑智能化还未充分发挥其能效提升，节能减碳的作用。在中国建研院和清华大学等国内机构联合发布的《建筑智能化应用现状调研白皮书2021》中，经过广泛的行业调研，指出目前我国建筑智能化系统的完善率仍然不高、自动调节和节能优化等功能长期应用可靠性仍然较低，如果在此现状下，认可智能化系统的节能贡献，存在一定的争议。
6.标准对行业促进的重要作用
楼宇自控系统、建筑能源管理系统等建筑智能化系统对于提升建筑能效、建筑节能减碳意义重大，相对于传统建筑节能技术来说技术经济性突出，技术快速发展，潜力很大。从建筑节能、暖通空调系统角度来看，相关标准体系仍不完善。进一步加强学术界、主管部门、产业界对建筑智能化作用的认识和了解，加强刚性要求和刚性管理，将楼宇自控的性能要求纳入到行业质量管理流程，认可智能化系统对建筑节能减碳的量化贡献，是我国建筑节能减碳未来发展的一个可以考虑的思路，值得深入研究和探讨。
参考文献
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