原创高性能架构
1.标准背景
ISO-52120第1部分于2021年12月16日发布,是由ISO/TC 205下的WG 3和(BACS)管理的ISO标准。该标准是建筑节能、楼宇自动化和楼宇运营技术管理的国际标准,为我国相关科学研究和标准工作提供了很好的参考和启发。
二、标准主要内容
ISO-52120第1部分主要提出了建筑自动化和建筑运营管理功能对建筑能效影响的评估体系。 每种功能按照建筑类型和楼宇自动化(BAC)两个维度进行分类。 根据对建筑节能的影响,给出了不同建筑类型和应用场景下对建筑自动化和建筑运行管理的最低要求。 对于典型的建筑和运营场景,指定了基于系数的初步评估方法(BAC)来计算建筑自动化和建筑运营管理功能对建筑能源效率的影响。 针对上述功能对给定建筑物能源性能的影响,规定了详细的评估方法( )。
图 1 标准盖
图2 ISO EPB标准规定的单元框架
图3 ISO-标准目录
三、具体内容
3.1 方法选择原则
图4 详细计算方法与BAC系数法对比
方法一详细计算方法:根据建筑物和系统的详细描述,对楼宇自控系统对建筑物能耗的影响进行详细计算楼宇自控系统包含哪些内容,对能耗和能效进行影响评估给出了建筑物的外观。
方法2 楼宇自控系统能效系数法:根据建筑物和用能系统的情况,根据楼宇自控系统的分类和楼宇自控系统的能效系数,对建筑能耗和能效进行影响评估通过简化计算得到。 仅当可获得有关建筑和能源系统管理的建筑自动化和运营管理功能的详细信息时,才应应用方法 1 详细计算。
3.2 建筑能源利用模型
图5 建筑能耗模型
图5显示了标准中规定的能源使用模型,包括供应来源(包括储能)、输配电系统、能源空间和需求管理。 标准进一步给出了采暖系统、生活热水系统、制冷系统、多联机系统和通风空调系统的具体能耗模型,并给出了示意图。
3.3 楼宇自动化系统能效分类
该标准将住宅建筑和公共建筑的楼宇自控系统能效等级分为A、B、C、D四个等级。楼宇自控系统不能满足D级要求的现有建筑应进行改造,新建建筑必须达到C级及以上标准。
B类要求房间温控器具备联网控制功能,A类要求房间温控器具备联网控制功能和负荷需求侧管理功能,且建筑内集成IBMS。 对于供暖、生活热水等7类楼宇自动化管理对象,共划分了43种控制功能,每种控制功能按照图7所示的方法分为D、C、B、A模式。对于住宅建筑,评价主要适用于公共部分。
图6 评价体系
图7 分级评价应用示例
3.4 详细计算方法
该方法采用年、月、小时循环或基于统计的BIN法计算能效影响。 各个控制功能需要根据标准规定的功能进行计算。 具体计算方法包括5种计算方法,如图8所示。标准中对基本计算原理、计算公式和应用条件进行了规定和解释。
图8 详细计算方法常用方法 3.5 能效系数法
能效系数法是在没有完全掌握控制系统、控制对象、建筑使用条件等情况下进行初步评价和计算的简化方法。该方法的应用流程如图9所示。该方法给出了不同的能效系数满足不同楼宇自动化能效级别(D、C、B、A)的用能系统。 以C级为基准,取值为1,其他等级给出能效系数。 它用于表征不同控制功能对建筑能效的影响。
图9 能效系数法应用流程
ISO-52120第1部分的附录A给出了子系统的综合能效因子和分项能效因子。 举例如下: 附表A.3给出了不同类型公共建筑的综合能源效率系数。 可见,不同等级的楼宇自动化能效等级对应不同的数值。 以办公楼为例,D级的评估能耗是C级的110%,而最高等级A级的预计能耗是C级的87%,相当于C级的79%。 D类的那个。
图10 公共建筑用电综合能效系数
图11 住宅建筑用电综合能效系数
四、思考与启示
1、楼宇自动化和建筑能源管理对建筑节能具有重要意义
该标准作为ISO标准,明确量化了楼宇自动化系统对于建筑节能的重要性。 具有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,办公楼、学校、酒店、住宅等建筑的节能潜力尤为显着。
2、欧洲相关研究工作准备充分,中国应加强相关科研储备
附录C和ISO 52120-2给出了确定楼宇自动化能效系数的详细方法和依据。 由于该标准由欧洲主导,可见欧洲在楼宇自动化和建筑节能研究方面具有一定的先发优势。 尽管近年来我国在人工智能和大数据应用方面总体处于世界先进水平,但建筑节能领域的相关研究工作仍主要集中在相对独立的算法和工程技术研究,系统层面还存在不足。 综合楼宇自控系统的总体性能、分类、系统性等方面的研究比较全面,且缺乏相关的科研储备。 在双碳、数字智能成为国家战略的今天,相关研究并不能充分推动和支撑行业发展。
3. 标准采用ISO-52120第1部分标准
与国际标准对接是中国国家标准化战略的一部分。 近年来,采用与国际标准相对应的标准一直是我国标准化国际化工作的重点之一。 ISO-目前尚无相应的国家标准,是对我国建筑节能标准体系的有益补充。 考虑到我国气候、建筑类型、使用习惯与欧洲建筑相比的差异,虽然标准体系具有较好的通用性,但能效因子应根据我国的情况进行研究确定,因此可能更为合理使用非对等。
4、未来建筑节能发展应充分考虑楼宇自动化的贡献
随着《建筑节能与可再生能源利用通用规范》-2021年的颁布实施,我国建筑节能水平进一步提升。 证监会联合印发的《城乡建设碳达峰实施方案》进一步规划推动超低能耗建筑规模化发展。 围护结构性能、建筑设备设施节能、可再生能源利用潜力得到更多挖掘。 考虑到楼宇自动化和智能运维管理对于提高建筑节能的重要作用,未来可以考虑进一步参考欧洲标准体系和ISO标准体系,楼宇自动化等智能系统的贡献将得到进一步提升。纳入相关工作和标准体系,为我国的建筑建设做出贡献。 为下一步节能减碳的发展提供了新的思路。
5、智能化对实际工程能效的提升并未充分发挥作用
虽然建筑智能化系统在提高建筑节能方面潜力巨大,并已在国际标准中得到认可和量化,但在我国的工程实践中,建筑智能化在提高能效、节能减碳方面的作用尚未充分发挥。 中国建筑科学研究院与清华大学等国内机构联合发布的《2021建筑智能化应用现状研究白皮书》中,经过广泛的行业调研后指出,目前我国建筑完善率系统智能化程度仍不高,自动调节、节能优化等功能长期应用可靠性仍较低。 在当前形势下,承认智能系统的节能贡献存在争议。
六、标准对行业的重要推动作用
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高建筑节能、建筑节能减碳具有重要意义。 与传统建筑节能技术相比,技术经济性突出,技术发展迅速,潜力巨大。 从建筑节能和暖通空调系统来看,相关标准体系尚不完善。 进一步加强学术界、主管部门和行业对建筑智能化作用的认识和认识,强化刚性要求和刚性管理,将楼宇自动化的性能要求纳入行业质量管理流程,认识到智能系统对建筑智能化的贡献。建筑节能减碳量化贡献是我国建筑节能减碳未来发展可以考虑的思路,值得深入研究和探讨。
参考
的 - 的 和 第 1 部分:和 , -1
《2021年建筑智能化应用现状调查白皮书》中国建筑科学研究院