背景
　　建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾，改善人民生活、工作条件，减轻环境污染，促进经济可持续发展的根本途径。我国建筑节能标准完成了全过程、全气候区、全类型的覆盖。
　　GB  50189—2015《公共建筑节能设计标准》（以下简称2015年版《标准》）已经完成修订，准确评估2015年版《标准》执行后的全国公共建筑的降耗情况有助于跟踪和衡量我国未来一段时间的建筑能耗水平，为国家建筑节能政策的落实和制定提供重要的基础数据，同时也有助于根据现行技术标准和行业发展情况自下而上确定国家或地区的建筑节能发展目标；对于已经确定宏观节能减排量化目标的地区，可以利用建筑总体节能率自上而下进行行业或技术类别的节能减排量化目标，进而明确相关产业的发展路径和应采取的支持力度。
　　不同于居住建筑，公共建筑种类繁多、功能复杂，单一建筑内存在多种功能，使其用能特征复杂，不同类型、不同气候区的公共建筑用能特点差异大，因此2015年版《标准》提高不同气候区公共建筑能效的重点存在较大区别。因此需要综合考虑我国建筑特征、不同类型公共建筑的能耗特点以及建筑的分布情况，对标准修订后的节能效果进行全面准确地评估。

　　国内研究现状
　　我国第一部建筑节能设计标准颁布于1986年，之后按照先北方后南方、先居住建筑后公共建筑的发展顺序，陆续出台或更新了针对不同气候区、不同建筑类型的建筑节能设计标准，见表1。这些标准均以静态基准的节能率作为目标，静态基准是指我国1980—1981年通用设计建筑的能耗水平。

表1　我国建筑节能标准节能率情况

　　GB  50189—2005《公共建筑节能设计标准》（以下简称2005年版《标准》）中公共建筑的100％能耗基准值指的是以20世纪80年代建造的公共建筑作为比较能耗的基准建筑，其围护结构性能、暖通空调设备及系统能效、照明设备相关参数都按照1980年代的情况选取。
　　我国建筑节能标准的评估以特定时间的建筑能耗作为基准，不同气候区、不同类型的建筑节能标准存在差异，在基准上也存在差异。

　　研究方法
　　本文采用以上一版标准作为基准的动态基准，采用能够代表我国公共建筑用能特点、分布水平的典型公共建筑模型数据库和建筑能耗模拟软件作为工具，对2015年版《标准》同2005年版《标准》进行逐条比对，定量分析对建筑能耗产生重要影响的条文的节能效果，以便更准确反映建筑节能标准修订后对我国建筑节能的促进作用和对建筑能耗降低的贡献。

　　《公共建筑节能设计标准》修编情况
　　2015年版《标准》较2005年版《标准》有了较大的提升。主要技术内容包括：更新了围护结构热工性能限值和冷热源能效限值；围护结构热工性能限值和冷源能效限值均按照建筑热工分区分别作出规定——增加了窗墙面积比大于0.7时围护结构热工性能限值，增加了围护结构进行权衡判断建筑物热工性能所需达到的基本要求；补充细化了权衡计算的输入输出内容和对权衡计算软件的要求；增加了建筑分类和建筑设计的有关规定；将原第3章室内环境节能设计计算参数移入附录B围护结构热工性能的权衡计算；增加了不同气候区空调系统的电冷源综合制冷性能系数限值，修订了空调冷（热）水系统耗电输冷（热）比、集中供暖系统耗电输热比、风道系统单位风量耗功率的计算方法及限值；新增了给水排水系统、电气系统和可再生能源应用的相关规定；增加了对超高、超大建筑的节能设计复核的要求。
　　通过对2015年版《标准》和2005年版《标准》的逐条比对可知，节能提升主要体现在围护结构热工性能限值、暖通空调系统冷源和热源的能效限制、输送系统能效、过渡季免费供冷、水力平衡、给水排水系统输配能效、照明系统的能效提升以及可再生能源利用等方面。具体体现在第3.2.1，3.3.1，4.2.3，4.2.5，4.2.10，4.2.14，4.2.17，4.2.19共8条强制性条文。2015年版《标准》对围护结构热工性能限值和冷源能效限值进行了分气候区规定，分别见表2和表3，表2显示了围护结构热工性能限值提升情况（以寒冷地区为例），表3显示了冷水机组能效限值提升情况（以夏热冬冷地区为例）。与此同时，第3.2.2，3.2.5，3.2.10，3.2.11，3.2.12，3.3.5，3.4.1，4.2.4，4.2.6，4.2.11，4.2.12，4.2.15，4.2.18，4.2.20，4.3.3条等32条普通条文对建筑能耗有较大的影响。本文将通过建筑能耗模拟软件对条文的变化进行定量研究。

表2　围护结构热工性能限值提升情况（以寒冷地区为例）

注：2015年版《标准》外窗遮阳性能采用太阳得热系数SHGC表示，2005年版《标准》则采用遮阳系数Sc表示，对于玻璃而言，可以采用SHGC等于Sc乘以0.87计算。

　　建筑能耗模型的建立
　　我国公共建筑种类繁多，为了研究公共建筑整体的、最具普适性的建筑性能指标与建筑节能率的关系，开发能够用于分析研究代表我国公共建筑性能的工具，标准编制组建立了能够代表我国公共建筑使用特点和分布特征的典型公共建筑模型数据库，该数据库包括2个部分：一是各类公共建筑的物理参数和运行特征；二是各类公共建筑在各气候区的分布特征。数据库中典型建筑通过向国内主要设计院、科研院所等单位征集确定，典型公共建筑基本情况见表4；其分布特征是在国家统计局提供数据的基础上经分析得到的。由公共建筑分布特征数据得到各类公共建筑在各气候区的分布权重及公共建筑整体在各个气候区的分布权
重，气候区典型城市见表5。

表4　典型建筑模型情况

　　2005年版《标准》公共建筑模型是指完全按照2005年版《标准》要求设置的典型公共建筑模型。主要包括围护结构热工参数、围护结构做法、冷热源性能参数等信息，建筑模型完全满足2005年版《标准》和同时期的其他标准的要求。使用建筑能耗模拟软件TRNSYS建立详细的建筑能耗计算模型。逐一建立5个典型城市的7类典型公共建筑的35个典型建筑模型，并统一采用典型气象年数据。
　　2015年版《标准》公共建筑模型是指完全按照2015年版《标准》要求设置的典型公共建筑模型，在2005年版《标准》模型的基础上，按照标准的提升，逐条对TRNSYS中的建筑能耗计算模型进行修改，直至其完全满足2015年版《标准》的要求。
　　2005年版《标准》公共建筑模型和2015年版《标准》公共建筑模型均包括5个气候区5个典型城市的７类典型公共建筑，共计70个建筑能耗模拟计算模型。能耗计算范围包括暖通空调系统和照明系统，所有能耗数据均统一换算为一次能源。

　　定量节能率的计算
　　根据数据库中提供的分类公共建筑的分布数据，将按各类型建筑模型计算得到的能耗值加权计算至公共建筑整体能耗中。按照式（1）计算公共建筑整体节能率：

　　该方法使用加权的方法将单体模型的节能率有效地统一到公共建筑的整体中，是一种将单体建筑研究规律扩展至公共建筑整体规律的方法。通过各气候区不同类别公共建筑的面积分布特征取权重，对各类公共建筑的性能参数计算结果加权，得到不同气候区公共建筑整体的节能率。以2005年版《标准》的节能水平为基准，结合不同气候区、不同类型建筑的分布情况，明确了本次修订后我国公共建筑整体节能量的提升水平。体现了2015年版《标准》执行后我国公共建筑能耗较执行2005年版《标准》的减少情况。这种基于动态基准的节能率评价方法是目前建筑节能率评估的主流方法。
　　基于典型公共建筑模型数据库进行计算和分析，2015年版《标准》与2005年版《标准》相比，由于围护结构热工性能的改善和供暖空调设备和照明设备能效的提高，不同地区不同类型公共建筑全年供暖、通风、空调和照明的总能耗减少5.3％～35.7％。从北方至南方，不同气候区全年供暖、通风、空调和照明的总能耗减少约20％～23％，其中围护结构分担节能率约4％～6％，供暖空调系统分担节能率约7％～10％，照明设备分担节能率约7％～9％。通过典型公共建筑模型数据库中的分布数据加权计算确定本次标准修订后由于围护结构、供暖空调设备和照明设备能效的提升，全国公共建筑能耗整体降低21.6％，考虑到标准中对可再生能源应用、给水排水系统、电气系统以及全新风供冷、冷却塔免费供冷等节能措施的要求，本次标准修订后全国公共建筑总能耗降低约30％，相对于上世纪80年代建筑，节能65％以上。

　　结论
　　引入动态基准的节能率计算方法，更加准确地对建筑节能标准的节能效果进行评估，避免了行业中存在的单体建筑节能率与全国总体建筑节能率的概念混淆问题。
　　通过逐条比对2015年版《标准》与2005年版《标准》，采用典型公共建筑模型数据库和TRNSYS计算确定，2015年版《标准》实施后全国公共建筑能耗降低约30％，该节能率是综合考虑不同气候区、不同建筑类型加权后的计算值，反映的是本标准修订并执行后全国公共建筑的整体节能水平，并不代表某单体建筑的节能率。该节能率是对2015年版《标准》节能效果的全面科学评价，使政府对全国建筑的总体情况有真实全面的了解，对于政策的制定、与能源有关的各种活动的开展都不无裨益，为跟踪我国建筑节能标准节能工作的进展提供了依据。

本刊摘自《暖通空调》