引言低能耗建筑理论最早起源于欧洲，在各国的定义并不一致，通常泛指能效高于所在国线性标准35%的建筑。20世纪末，首个应用被动式技术的低能耗住宅小区落成于德国Darmstardts市。其设计者德国Wolf－Gang Feist是德国被动房理论的奠基人，开创了被动式低能耗建筑的先河[1-2]。被动式建筑的检测评价标准PHPP也是首个低能耗建筑评价体系，为后续欧洲各国技术标准和评价体系的指定提供了参考。丹麦于2000年引入被动房技术，成立本国的被动房研究所。2006年为推动《能效指令》又引入了低能耗建筑分级制度，两级能效指标分别为25%和50%，并于2015年提升至50%和75%。挪威现行的低能耗和被动式建筑标准为NS3700，同样是基于德国被动房标准并根据本国的气候特点和建筑法规做出本土化修订，以单位面积的碳排放量来表征能耗指标，与欧盟保持一致。2010年，欧洲出台了新版《建筑能效指令》（EBPD2010），规定自2021年起所有新建建筑都需符合近零能耗的标准[3]。自我国改革开放以来，住建部（原建设部）即开始主导我国建筑节能工作[4]。在气候分区上采取先严寒和寒冷地区，再夏热冬冷（暖）以及温和地区的原则；在建筑用途上，优先考虑民用建筑和新建建筑的原则。在《住房城乡建设事业“十三五”规划纪要》等政策的推动下，随着《近零能耗建筑技术标准》（GB/T 51350）等低能耗建筑相关国家标准的颁布和执行，民用建筑能耗监测、可再生能源系统的开发和利用、低能耗建筑的评价和标识等，我国建筑节能工作取得了显著进展。然而，低能耗建筑领域的检测技术还处于研究起步阶段，评价和标识尚未形成完整的体系。低能耗技术在各气候区运行过程中的实际效果差异性如何，距离突破“建筑零能耗”关键技术有多远，这些影响评价指征的重要参数和必要的数据都需要通过现场监测和长期监控来印证，由此来支撑相应的评价结果。同时，在建筑落成后，除了室内的高舒适度需要长期保持之外，设计参数和能耗指标是否达到相关设计要求，也对近零能耗建筑技术的发展起到关键作用[5]。上海交通大学、天津大学、西安建筑科技大学、深圳建筑科学研究院等对超低能耗建筑的检测评标和评价指标划分进行了理论分析及实验研究，均取得了一定的科研成果[6]。中国建筑科学研究院的张时聪、李怀等对多项超低能耗示范建筑建立了完善的建筑能源和设备运行及环境监测系统，持续开展了为期36个月的建筑调适与能耗挖掘追踪研究，实现了建筑物运行能耗较设计阶段能耗控制目标继续降低20%的技术指标。北京建筑大学的李德英等，根据《近零能耗建筑技术标准》(GB/T 51350—2019)中围护结构热工性能指标，对不同厚度的5种保温材料及系统进行相关试验。结果显示，该评价体系可以为近零能耗建筑围护结构方案设计提供参考。1实测概述1.1建筑概况本次选取的超低能耗示范建筑为沈阳建筑大学养老体验测试中心，位于校园东南侧。本项目建成于2019年11月，为1层独栋建筑，实际建筑面积510 m2，层高5.4 m。改造前使用性质为教学办公楼，改造后功能为教学模拟实验室和体验间。建筑结构为剪力墙框架结构，体型系数0.40。外窗采用单框三玻塑钢窗，构造为5 mm钢化Low-E+16（A）氩气+5 mm钢化Low-E+16（A）氩气+6 mm钢化Low-E玻璃，整体传热系数U=0.9 W/(m2·K)，各向窗墙比分别为:南向0、北向0.18、东向0.24、西向0.31。主体保温结构有聚苯板，设计热阻为λ=1.98 W/(m·K)。100 mm厚岩棉保温板传热系数U=0.4 W/(m2·K)，200 mm聚氨酯保温层传热系数U=0.15 W/(m2·K)。一层地面进行了保温处理，包括聚苯板100 mm×2，混凝土砂浆垫层（含地热盘管），真空镀铝聚酯薄膜，综合传热系数U=0.13 W/(m2·K)。1.2测试内容及方法按照国家标准中规定的室内环境参数检测的基本条件布置的1～13号测试位点如图1所示。测试的主要内容包括温湿度、新风量、CO2浓度、噪音和照明等5个方面，同时也监测了室外环境的变化情况。其中，温湿度的实测选取了夏季2020年7月27日至8月2日和冬季2019年12月23日至12月29日，其余4项待测参数均选取同期夏季工况与温湿度同步测试。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.F001图11～13号测点位置平面图1.2.1温湿度温和适宜的室内环境是建筑物实现超低能耗目标的基本前提。我国在2019年发布的《近零能耗建筑检测评价标准》（征求意见稿）中规定的超低能耗建筑室内温湿度评价标准如表1所示。依据该标准要求，室内温湿度的检测方法按照《公共/居住建筑节能标准》（JGL/T 177/132—2009）进行。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.T001表1近零能耗建筑室内温湿度评价标准季节温度/℃相对湿度/%夏季≥26≤60冬季≥20≤30示范建筑为一层独立建筑，分为多个功能区，建筑面积510 m2，应在典型区域的中心位置选取距地面700 mm和1 100 mm两个代表性高度（坐姿和站姿）布置1～4号测试位点。测试仪器选取RL002V2型温湿度自计仪，精度±0.5 ℃。通过绳子将自计仪悬挂在测试位点的指定高度上，每隔10 min记录一次数据，所选测试位点均能避开阳光直射对记录仪的影响。1.2.2新风量和CO2浓度超低能耗建筑得益于被动式建筑对建筑围护结构隔热性和气密性的整体提升，大幅度减少了室外冷风渗透带来的热量损耗。流行病学研究表明，人体在新陈代谢过程中会产生包括二氧化碳等多种气体，故可间接通过二氧化碳气体浓度反映所处室内环境的空气质量。因此为保证室内空气品质和人体健康需求，必须保证一定量的新风供应。示范建筑一层新风管道布置平面图如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.F002图2示范建筑一层新风管道布置平面图测量仪器选取Testo480型多功能测量仪搭配热敏式风速探头，量程0～20 m/s。CO2浓度的测点选取类比1.2.1中温湿度的测量方法，布置 5号测点。测量仪器采用EXTECH CO210型CO2浓度测试仪，量程0～9 999×10-6，放置于房间距地面1.2 m处，每5 min记录一次数据。1.2.3噪音被测示范建筑为教学办公楼改造项目，为教学科研用途，属一类声环境功能区。背景噪声的测量应在末端设备正常运行的情况下，选择不利时间进行。依照《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118）附录A中规定的检测方法，采取积分声级法，在距门窗1 m、距地面1.2 m高处布置6～9号测试位点，每个测点测量3 min的背景噪音等效声级。噪声测量工具如图3所示，采用KANOMAX 4420型积分式声级计，量程0～150 dB。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.F003图3KANOMAX 4420型积分式声级计1.2.4照明示范建筑室内照明均匀度及照明功率密度均应符合《室内工作场所的照明》（GB/T 26189—2010）的规定。考虑到示范建筑各功能区具备不同的工作特性，故选择其典型区域和一般公共区域进行照度测量。测点的布置按照《室内照明测量方法》（GB 5700—85）的要求进行，在典型功能区中心位置，选取1个2～4 m的正方形网格，网格边线距房间边缘不小于0.5 m，测量平面距地面0.75 m处布置10～13号测试位点，1个测点记录3个读数，取算术平均值。测试时间应选择晚上或自然光较弱的条件下进行。将实测得到的照度值经公式计算得到照明均匀度和照明功率密度。U2=Emin/Eave （1）LPD=k×PA （2）式中：U2——照明均匀度(均差)；LPD——照明功率密度，W/m2；P ——被测量照明场所的照明系统总功率，W； A——被测量照明场所的面积，m2；k——电压修正系数，取1；U0 ——额定工作电压，取220 V；U1 ——实测电压，V。2实测结果分析2.1热湿环境冬、夏两季的测试时长均为156 h。根据自计仪记录的数据，夏季及冬季示范建筑各区域测试位点不同高度的温湿度统计结果分别如表2、表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.T002表2夏季被测建筑室内温湿度统计位置高度/m平均温度/℃最高温度/℃最低温度/℃平均相对湿度/%最大相对湿度/%最小相对湿度/%活动区0.723.724.5023.117172691.123.9224.6023.29737471记忆区0.723.6624.4022.997272711.124.0724.5523.73727270训练区0.725.5927.8124.636371701.123.9924.7823.37596855居家生活区0.724.1125.4823.277171691.123.5624.3022.98707266示范建筑—24.0825.0523.4270726810.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.T003表3冬季被测建筑室内温湿度统计位置高度/m平均温度/℃最高温度/℃最低温度/℃平均相对湿度/%最大相对湿度/%最小相对湿度/%活动区0.722.6023.5921.942023191.122.1023.0721.46222520记忆区0.722.0122.9821.371922181.120.4421.3419.84192218训练区0.722.5723.5621.912225201.121.5822.5320.95232621居家生活区0.721.5722.5220.942023191.123.0124.0222.34202319示范建筑—21.9922.9521.34212419由温度场的纵向分布可知，位于0.7 m平面的测点温度普遍高于1.1 m处，相对湿度普遍高于1.1 m处。夏季被测建筑室内平均温度在23.42 ℃～25.05 ℃之间波动，温度振幅小于2 ℃，室内相对湿度在68%～72%波动；冬季被测建筑室内温度在21.34 ℃～22.95 ℃之间波动，温差振幅小于2 ℃，室内相对湿度在19%～24%之间波动。夏季平均温度24.08 ℃，平均相对湿度70%；冬季平均温度21.99 ℃。平均相对湿度21%。根据《近零能耗建筑技术标准》，被测建筑夏季室内相对湿度高于标准10%[7]。夏季某日各功能区温度变化图如图4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.F004图4夏季某日各功能区温度变化图2.2新风量被测示范建筑全部新风圆形散流器出风量的实测值统计结果如表4所示，新风系统所能提供人均新风量远大于30 m³/h，换气次数为0.8 次/h，符合《近零能耗建筑技术标准》中换气次数不小于0.6 次/h的要求，评价为合格。同时发现，新风系统设计要求偏差较大，经现场勘察发现导致新风量变小的主要原因是新风阀门未完全开启。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.T004表4新风量实测统计结果测试位点新风覆盖区域新风量实测值/(m³/h)人均新风量/（m³/h）换气次数/(次/h)设计换气次数/(次/h)1～15号新风口被测建筑一层2 204.28300.81.52.3二氧化碳浓度在上述新风量条件下，被测建筑12:00～17:00的CO2浓度变化如图5所示。从图5可以看出，示范建筑室内二氧化碳浓度平均浓度为667×10-6，最大浓度为899×10-6,最小浓度为513×10-6，符合《近零能耗技术标准》（GB/T 51350）长期停留区域CO2浓度不超过900×10-6的规定评价为合格。从图5可以看出，自14：00起CO2浓度呈明显上升趋势，故在16：30采取开启东侧一扇平开窗的措施以达到降低CO2浓度的效果[8]。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.F005图5CO2浓度变化图2.4照明示范建筑4个典型功能区的照明均匀度、功率密度及平均照度的实测统计结果如表5所示。由表5可以看出，4个区域的照明均匀度均满足国家标准规定的不小于0.7的要求。其中，记忆区、训练区和生活区的照明功率密度均满足，建筑照明设计标准中相应的限值。其中活动区的照明功率密度为7.21 W/m2，略高于限值规定的6 W/m2。考虑到活动区的主要针对人群为老年人，对照明的要求较高，并可以通过灯具的开启数量控制实际的照明效果，故判定建筑整体照明系统为评价为合格[9-10]。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.T005表5照明实测值统计结果功能区面积/m2实测平均照度/lx平均照度限值/lx照度实测最小值/lx照明均匀度功率密度限值/(W/m2)功率密度实测值/(W/m2)记忆区405155003860.711512.32训练区453103002210.7165.96活动区852202001580.7267.21居家生活区822352001690.7265.332.5噪音被测示范建筑4个功能区的背景噪声统计结果以及规范值如表6所示。由表6可以看出，4个区域的背景噪声等级，均符合《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118）中昼间活动区域不超过40 dB的要求，评价为合格。经现场勘察后，发现被测建筑设备设备机房虽处在工作状态，其运转噪声较大。但由于机房位于建筑东北角，紧邻校园庭院区，空气源热泵等核心功能设备放置于室外，故对建筑室内背景噪声影响较小。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.001.T006表6背景噪音测试统计结果位点实测平均噪声级规定噪声级活动区39.640记忆区39.240训练区39.340居家生活区37.540dB(A)3结语通过对一处改建的超低能耗建筑，开展近零能耗建筑室内环境相关参数的实测，得到结论如下：(1) 热湿环境方面，房间的温度变化均控制在1.7 ℃以内，符合设计标准允许的波动范围。 但是夏季的室内相对湿度峰值超过70%，与国家标准要求的上限值相差10%以上，处于一般热舒适水平。考虑到养老体验测试中心多用于老年群体相关项目科研使用，室内相对湿度不宜过高，因此建议在起居区等人员长期停留区放置活性炭等干燥剂以达到除湿的作用。(2) 新风系统的送风口所采用圆形散流器均匀布置在建筑内各功能区，总新风量超过2 200 m3/h。但由于被测建筑层高高于一般建筑，且新风阀未完全开启，导致换气次数仅为0.8 次/h。午间过后，随着光合作用的减弱和室内人员流动增多，CO2浓度呈明显上升趋势，瞬时最大浓度接近900×10-6的临界值。因此建议加大新风阀的开启程度，并且在14：00至16：00开启窗户3～5 min，以此降低CO2浓度。同时减少建筑给人的压迫感，将超低能耗建筑中的舒适性理念融合到养老建筑设计中，改善老年人的生活品质。(3) 在室内背景噪音的测量中，其各点等效噪声级均不超过规范中昼间标准40 dB的上限值。但考虑到老年群体感官系统的特殊性和人员流动带来的大空间混响作用可能使噪音加重，因此建议在内墙上加装吸音降噪材料。(4) 在对室内照明系统的实测中，各测试位点平均照度实测值超过技术要求规定值的10%，照明均匀度的实测值超过0.7，均符合国家标准要求。照明功率密度实测值有少部分功能区略高于设计规范中要求的6 W/m2，考虑到老年群体视力较弱，对照度的需求高于一般群体，因此判定被测建筑照明系统能够满足人员日常工作和科研用途。