性能差距是建筑環(huán)境行業(yè)的一個(gè)眾所周知的問(wèn)題，但如果不加以解決，將繼續(xù)阻礙我們實(shí)現(xiàn)凈零的努力。有研究突出了性能差距的真實(shí)程度，表明建筑物一旦投入使用，其能耗可能比設(shè)計(jì)階段的計(jì)算高出 5 到 10 倍。
在能源價(jià)格上漲和凈零目標(biāo)倒計(jì)時(shí)正在進(jìn)行的時(shí)候，我們不能繼續(xù)建造在能源效率方面表現(xiàn)不佳的建筑。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑環(huán)境占能源相關(guān)二氧化碳 (CO2) 排放量的 39%，因此我們必須朝著縮小績(jī)效差距的方向邁進(jìn)。
建筑項(xiàng)目利益相關(guān)者（包括建筑用戶(hù)、建筑師和設(shè)計(jì)師）之間的更好溝通，從早期設(shè)計(jì)階段一直到建筑物投入運(yùn)營(yíng)后的管理人員，是縮小績(jī)效差距的關(guān)鍵。為了促進(jìn)這種協(xié)作并更好地預(yù)測(cè)能源性能，必須利用可用的技術(shù)來(lái)為在整個(gè)建筑生命周期中做出的決策提供信息。
為什么會(huì)存在性能差距？全球各國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)一直在設(shè)計(jì)合規(guī)文化，但人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到轉(zhuǎn)向績(jī)效設(shè)計(jì)的需求越來(lái)越大。隨著氣候變化對(duì)我們的威脅迫在眉睫，回避向性能設(shè)計(jì)邁進(jìn)根本不是一種選擇。建筑行業(yè)必須尋求超越合規(guī)性，以便進(jìn)行合作，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)并將可持續(xù)性置于建筑項(xiàng)目的核心。
促進(jìn)這種轉(zhuǎn)變是所有相關(guān)人員的責(zé)任，而不僅僅是建筑設(shè)計(jì)人員的工作?？蛻?hù)需要投資于高質(zhì)量的設(shè)計(jì)，這是基于高質(zhì)量的證據(jù)。專(zhuān)業(yè)人員任命和費(fèi)用通常基于以前的項(xiàng)目，這通常意味著繼續(xù)沿用過(guò)時(shí)的項(xiàng)目層次結(jié)構(gòu)并重復(fù)相同的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。只有在整個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)緊密合作以實(shí)現(xiàn)每個(gè)項(xiàng)目階段的目標(biāo)時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)顯著的能源使用減少。
存在性能差距的另一個(gè)原因是能源計(jì)算通常基于更適合過(guò)去時(shí)代的簡(jiǎn)單穩(wěn)態(tài)計(jì)算，而不是滿(mǎn)足當(dāng)今對(duì)極低能耗建筑的挑戰(zhàn)性需求所需的顆粒度方法。
此外，在進(jìn)行運(yùn)營(yíng)能源計(jì)算時(shí)，預(yù)測(cè)中沒(méi)有包括或不準(zhǔn)確地呈現(xiàn)不受管制的能源消耗來(lái)源，例如插座負(fù)載、外部照明或服務(wù)器機(jī)房。這經(jīng)常導(dǎo)致大量能源沒(méi)有被納入預(yù)測(cè)，并且一旦所有這些來(lái)源都投入使用，就會(huì)出現(xiàn)差異。
在施工階段，偏離設(shè)計(jì)計(jì)劃的錯(cuò)誤或變更也會(huì)影響能源績(jī)效。設(shè)計(jì)師與施工團(tuán)隊(duì)之間經(jīng)常存在溝通不足，這意味著后期設(shè)計(jì)階段的變化可能無(wú)法反饋給設(shè)計(jì)師。此外，近年來(lái)設(shè)計(jì)合規(guī)性的趨勢(shì)增加了未量化錯(cuò)誤的可能性，因?yàn)樗鼉A向于不考慮每棟建筑的個(gè)性化需求。由于對(duì)計(jì)算結(jié)果缺乏信心，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常增加不必要的設(shè)計(jì)余量，這反過(guò)來(lái)又會(huì)導(dǎo)致工廠(chǎng)和相關(guān)設(shè)備的尺寸明顯過(guò)大，再次造成運(yùn)營(yíng)效率低下。
所以，我們知道存在性能差距的原因，但我們?nèi)绾慰s小它呢？
通過(guò)能源評(píng)級(jí)系統(tǒng)鼓勵(lì)進(jìn)步以英國(guó)為例，2020 年 11 月推出的 NABERS UK 是一個(gè)六星級(jí)評(píng)級(jí)系統(tǒng)，用于衡量辦公室運(yùn)營(yíng)后的實(shí)際能源使用情況，標(biāo)志著向基于績(jī)效的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)刻。NABERS 績(jī)效流程設(shè)計(jì)意味著開(kāi)發(fā)商或業(yè)主將致力于為新辦公室開(kāi)發(fā)或重大翻新實(shí)現(xiàn)特定的 NABERS 能源評(píng)級(jí)，幫助減少績(jī)效差距的機(jī)會(huì)并提高運(yùn)營(yíng)效率。
目前，NABERS UK 僅對(duì)辦公樓進(jìn)行評(píng)級(jí)，屬于自愿過(guò)程，但英國(guó)政府計(jì)劃于 2022 年 4 月啟動(dòng)新的國(guó)家能源績(jī)效評(píng)級(jí)系統(tǒng)的第一階段。然而，為了滿(mǎn)足能源等級(jí)的要求，們需要指導(dǎo)如何達(dá)到這一要求。
凈零公共部門(mén)建筑標(biāo)準(zhǔn)目前，蘇格蘭期貨信托基金已采取措施幫助公共機(jī)構(gòu)履行凈零承諾，并通過(guò)委托實(shí)施凈零公共部門(mén)建筑標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)能源目標(biāo)。與標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的建模指南是遠(yuǎn)離在蘇格蘭建筑中普遍采用的合規(guī)建模方法的一部分，旨在為設(shè)計(jì)師提供做出正確決策所需的信息。
在 IES，我們與蘇格蘭期貨信托基金密切合作，開(kāi)發(fā)了一份動(dòng)態(tài)仿真建模指南，以幫助人們達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。這涉及到所有項(xiàng)目利益相關(guān)者在每個(gè) RIBA 階段將他們的知識(shí)輸入到構(gòu)建模型中，以加強(qiáng)協(xié)作、驗(yàn)證性能預(yù)測(cè)并消除存在性能差距的可能性。
我們?nèi)绾卫眉夹g(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)？為了使人們達(dá)到某些能源等級(jí)或凈零標(biāo)準(zhǔn)，他們需要從早期設(shè)計(jì)階段就使用先進(jìn)的建模工具。使用這些工具可確?？紤]所有因素，例如所有基礎(chǔ)建筑能量負(fù)荷；整棟建筑暖通空調(diào)和較小的能源用戶(hù)，例如外部照明；服務(wù)的熱收益；以及插座負(fù)載。
擁有建筑物模型還可以分析一系列“離軸”場(chǎng)景，例如天氣條件或運(yùn)營(yíng)或占用變化，這可能會(huì)對(duì)建筑物的性能產(chǎn)生影響。這為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提供了詳細(xì)的信息和數(shù)據(jù)，以做出明智的決策，并有證據(jù)支持，這意味著他們可以包含最可持續(xù)和最節(jié)能的設(shè)計(jì)元素，同時(shí)滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)和職業(yè)要求。
一旦建筑物投入使用，高質(zhì)量的設(shè)計(jì)階段建筑模型也可以重新用作數(shù)字孿生?？梢詼y(cè)試不同的改造和翻新選項(xiàng)，以確定可以在哪些方面進(jìn)行改進(jìn)以提高性能，并幫助縮小能源預(yù)測(cè)和運(yùn)行性能之間的任何剩余差距。建模消除了建筑項(xiàng)目的猜測(cè)，并為每個(gè)單獨(dú)的建筑物量身定制計(jì)算，從簡(jiǎn)單地滿(mǎn)足合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向創(chuàng)建排放量最低的建筑物和城市。
加強(qiáng)利益相關(guān)者之間的溝通為了使建模流程高效工作，從開(kāi)始到設(shè)計(jì)再到操作的協(xié)作和溝通是關(guān)鍵。這對(duì)于縮小性能差距的更廣泛目標(biāo)也至關(guān)重要。所有利益相關(guān)者都需要了解建筑物的能源目標(biāo)，這就是 NABERS UK 等系統(tǒng)有助于設(shè)定目標(biāo)并概述實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)所需的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)很高，因?yàn)榭蛻?hù)和建筑運(yùn)營(yíng)商期望從根本上降低能源消耗，而這只能通過(guò)所有相關(guān)人員的集體努力來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如前所述，建筑生命周期每個(gè)階段的行動(dòng)都會(huì)對(duì)下一階段和最終能源績(jī)效產(chǎn)生影響。為方便起見(jiàn)，通常會(huì)重復(fù)相同的設(shè)計(jì)方法，但可以根據(jù)以前項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，這些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該與建筑物的運(yùn)營(yíng)和占用者進(jìn)行交流。這種反饋可以為下一個(gè)項(xiàng)目提供有價(jià)值的見(jiàn)解，并有助于確定如何避免或糾正未來(lái)的績(jī)效差距。節(jié)省成本的嘗試，通常被稱(chēng)為“價(jià)值工程”，也會(huì)增加運(yùn)營(yíng)能耗。例如，當(dāng)涉及到能源分表時(shí)，成本通常會(huì)被削減，這是微調(diào)和監(jiān)控運(yùn)行中的能源消耗的關(guān)鍵。
總體而言，從早期設(shè)計(jì)階段一直到運(yùn)營(yíng)都采用性能建模工具，并確保所有利益相關(guān)者之間的有效溝通都是縮小性能差距的關(guān)鍵。隨著最近的 IPCC 報(bào)告再次令人痛心地提醒氣候變化的真正影響，我們必須研究如何建造和改造建筑物以盡可能提高能源效率，并減少建筑環(huán)境對(duì)地球的整體影響。
