性能差距是建筑環(huán)境行業(yè)的一個眾所周知的問題，但如果不加以解決，將繼續(xù)阻礙我們實現(xiàn)凈零的努力。有研究突出了性能差距的真實程度，表明建筑物一旦投入使用，其能耗可能比設(shè)計階段的計算高出 5 到 10 倍。
在能源價格上漲和凈零目標(biāo)倒計時正在進(jìn)行的時候，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，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效差距的方向邁進(jìn)。
建筑項目利益相關(guān)者（包括建筑用戶、建筑師和設(shè)計師）之間的更好溝通，從早期設(shè)計階段一直到建筑物投入運營后的管理人員，是縮小績效差距的關(guān)鍵。為了促進(jìn)這種協(xié)作并更好地預(yù)測能源性能，必須利用可用的技術(shù)來為在整個建筑生命周期中做出的決策提供信息。
為什么會存在性能差距？全球各國長期以來一直在設(shè)計合規(guī)文化，但人們越來越意識到轉(zhuǎn)向績效設(shè)計的需求越來越大。隨著氣候變化對我們的威脅迫在眉睫，回避向性能設(shè)計邁進(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，以實現(xiàn)目標(biāo)并將可持續(xù)性置于建筑項目的核心。
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)計人員的工作?？蛻粜枰顿Y于高質(zhì)量的設(shè)計，這是基于高質(zhì)量的證據(jù)。專業(yè)人員任命和費用通?；谝郧暗捻椖?，這通常意味著繼續(xù)沿用過時的項目層次結(jié)構(gòu)并重復(fù)相同的設(shè)計錯誤。只有在整個項目團(tuán)隊緊密合作以實現(xiàn)每個項目階段的目標(biāo)時，才能實現(xiàn)顯著的能源使用減少。
存在性能差距的另一個原因是能源計算通常基于更適合過去時代的簡單穩(wěn)態(tài)計算，而不是滿足當(dāng)今對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)行運營能源計算時，預(yù)測中沒有包括或不準(zhǔn)確地呈現(xiàn)不受管制的能源消耗來源，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)致大量能源沒有被納入預(yù)測，并且一旦所有這些來源都投入使用，就會出現(xiàn)差異。
在施工階段，偏離設(shè)計計劃的錯誤或變更也會影響能源績效。設(shè)計師與施工團(tuán)隊之間經(jīng)常存在溝通不足，這意味著后期設(shè)計階段的變化可能無法反饋給設(shè)計師。此外，近年來設(shè)計合規(guī)性的趨勢增加了未量化錯誤的可能性，因為它傾向于不考慮每棟建筑的個性化需求。由于對計算結(jié)果缺乏信心，設(shè)計人員經(jīng)常增加不必要的設(shè)計余量，這反過來又會導(dǎo)致工廠和相關(guān)設(shè)備的尺寸明顯過大，再次造成運營效率低下。
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？
通過能源評級系統(tǒng)鼓勵進(jìn)步以英國為例，2020 年 11 月推出的 NABERS UK 是一個六星級評級系統(tǒng)，用于衡量辦公室運營后的實際能源使用情況，標(biāo)志著向基于績效的設(shè)計轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時刻。NABERS 績效流程設(shè)計意味著開發(fā)商或業(yè)主將致力于為新辦公室開發(fā)或重大翻新實現(xiàn)特定的 NABERS 能源評級，幫助減少績效差距的機(jī)會并提高運營效率。
目前，NABERS UK 僅對辦公樓進(jìn)行評級，屬于自愿過程，但英國政府計劃于 2022 年 4 月啟動新的國家能源績效評級系統(tǒng)的第一階段。然而，為了滿足能源等級的要求，們需要指導(dǎo)如何達(dá)到這一要求。
凈零公共部門建筑標(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，并通過委托實施凈零公共部門建筑標(biāo)準(zhǔn)來實現(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，開發(fā)了一份動態(tài)仿真建模指南，以幫助人們達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。這涉及到所有項目利益相關(guān)者在每個 RIBA 階段將他們的知識輸入到構(gòu)建模型中，以加強(qiáng)協(xié)作、驗證性能預(yù)測并消除存在性能差距的可能性。
我們?nèi)绾卫眉夹g(shù)來實現(xiàn)目標(biāo)？為了使人們達(dá)到某些能源等級或凈零標(biāo)準(zhǔn)，他們需要從早期設(shè)計階段就使用先進(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，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”場景，例如天氣條件或運營或占用變化，這可能會對建筑物的性能產(chǎn)生影響。這為項目團(tuán)隊提供了詳細(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)計元素，同時滿足經(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)計階段建筑模型也可以重新用作數(shù)字孿生?？梢詼y試不同的改造和翻新選項，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)測和運行性能之間的任何剩余差距。建模消除了建筑項目的猜測，并為每個單獨的建筑物量身定制計算，從簡單地滿足合規(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，從開始到設(shè)計再到操作的協(xié)作和溝通是關(guān)鍵。這對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)并概述實現(xiàn)這一目標(biāo)所需的目標(biāo)。實現(xiàn)凈零目標(biāo)的風(fēng)險很高，因為客戶和建筑運營商期望從根本上降低能源消耗，而這只能通過所有相關(guān)人員的集體努力來實現(xiàn)。
如前所述，建筑生命周期每個階段的行動都會對下一階段和最終能源績效產(chǎn)生影響。為方便起見，通常會重復(fù)相同的設(shè)計方法，但可以根據(jù)以前項目的經(jīng)驗進(jìn)行改進(jìn)，這些經(jīng)驗應(yīng)該與建筑物的運營和占用者進(jìn)行交流。這種反饋可以為下一個項目提供有價值的見解，并有助于確定如何避免或糾正未來的績效差距。節(jié)省成本的嘗試，通常被稱為“價值工程”，也會增加運營能耗。例如，當(dāng)涉及到能源分表時，成本通常會被削減，這是微調(diào)和監(jiān)控運行中的能源消耗的關(guān)鍵。
總體而言，從早期設(shè)計階段一直到運營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)境對地球的整體影響。
