演讲主题:从单体建筑到绿色城市——美国伯克利实验室的节能实践

　　冯威：(美国劳伦斯伯克利国家实验室/研究员)

　　秘书长讲的美国做法包括能效标识和技术问题在我PPT里有反应。我今天大概讲分四部分，一个是伯克利实验室简介，第二我们在做一些区域的能源系统上一些工作。还有一个我们在城市层面的对建筑能效处理，能效发布一些工作。不仅仅实验室，还有美国现在情况。还有为中国定做的低碳生态城市的一些工具。

　　伯克利是美国能源部的实验室，是在美国加州大学伯克利分校旁边山上，4500雇员左右，一半雇员从事科研方面研究。实验室曾经有12名科研人员获得过诺贝尔奖。

　　这个是最早的劳伦斯在创建伯克利实验室的照片，建造大圆顶是加速器，怎么样加速粒子，1933年获得诺贝尔奖。这是我们研究成就，包括曾经发现16个元素周期表里元素，我们做节能窗开发，包括一些技术开发，还有包括对节能标准，帮助中国提高能耗的。

　　这是12位诺贝尔奖获得者，这个大家可能比较熟悉一位是朱利文(音)，他曾经在2000年左右担任伯克利实验室主任，后期任美国能源部部长。

　　这是我们一些科研研究的主要领域，包括开发外窗和自然采光技术，一些对照明光源和控制，待机能耗，数据中心节能，还有一些软件，还有最新科研。

　　这是我们外窗方面研究，伯克利实验室是美国外窗评估委员会主要创始者，在窗上贴标签，客户在采购外窗时候从超市里买的时候可以知道这个外窗性能，我们帮助中国做这些方面工作。中国现在已经有了自己一套比较成熟的外窗标识。包括我们做的一些案例，这是纽约时报大楼自然采光案例。这是一些我们做的外窗软件，这是热变色外窗，通过外窗根据温度不同来改变颜色，达到遮阳目的。

　　这是我们最新包括冷屋顶研究，是提高屋顶的材料的一个反射率，这个是我们光谱，这个是波长，中间是可见光，可见光波段很短，上面是红外波段，我们提高一些屋顶材料反射率，从一般的这些深红色材料提高到很高的话对我们建筑带来两个贡献，一个降低了建筑的冷负荷，第二间接贡献降低城市热效应。

　　我们开发大量一些软件，包括一些能耗检测平台，分析平台等等。我们还做过一些基于模型的控制方法，原来我们一些控制是黑盒控制，我们现在对一些系统进行基于模型控制，把建筑物的风管风机阀门系统做成真正的物理模型植入控制器里，可以发信号进行协调预测工作。

　　这是我们最近做的建筑实测平台，把原来门里实验工作搬到室外，这些平台里面外窗外墙屋顶照明甚至自控系统是模块化可拆换的。我们放人在里面进行工作，看他实际能耗和人最能接受的工作条件。左边工作平台可以360度旋转，我们可以找到最佳的建筑结构设计配合采光，配合人舒适度，而且要达到节能。

　　我会讲三个科研领域，一个我们很重要一个科研领域我们做分布式能源在建筑里应用，我们用一个简单图告诉大家这个能量怎么样在建筑物里流动，能源供给来自电网或者我们家里天然气，或者是我们的在北方我们有自己的管网，中间更多能源转化和储存环节，黄色是电流量，蓝色是热流量，我们要做的工作就是在有这么多不同选择能源转换和储存环节找到一个最优的解决方案，我们已经搭建一个对单体建筑模型，现在正在和一些同事工作在区域式能源系统，我们有区域能源站，我们有其他能源技术，包括可再生技术产生，怎么样对区域能源进行最大层面优化。

　　这是我们做一个案例，美国新墨西哥州，是比较炎热的，冬天寒冷。新墨西哥州有一个能源系统，一个很大屋顶光热矩阵，有蓄热系统，这个建筑物能够从校园管网购买冷热源，购买量计费。还配有非常小吸收式的系统，通过光热的热源对建筑供暖。

　　这是我们做出来一个结果一周预测，黄色是管网里面去买能源，买能源时段早上7、8点，凌晨冲能源，蓝色是利用蓄能白天或者下午释放，运用在建筑物里。为什么这么做？白天电非常便宜，美国有需求电价，根据千瓦的功率会收单月最高需求电价。

　　这是我们做过的一个7天预测，我们根据预测符合的大小提前告诉我们冷热源设备怎么样冲用多少冷热源。

　　我们想把这种方法扩充到区域能源系统，我们要考虑不同建筑物符合叠加，考虑区域经济性。区域性比单体的复杂，这里有很复杂的工具。我们在这里跟建科院同志工作，在一个平台基础上搭建一个区域式的能源规划系统。

　　下面我说的这个环节是建筑能耗对标和信息披露，什么是能效对标？我一个城市里这么多建筑，有一些很节能一些建筑不节能，根据能耗强度把建筑排序，每平米千瓦时量。然后我把我的建筑处在排序位置的位置告诉我们，然后发现这个建筑在这个位置不节能，如果这个位置可能节能。

　　在美国我们做过能效对标和信息披露，通过一张图显示，这些州和城市做过不同方面的能效对标和信息披露，红色是做过商业建筑的方面政策，这些绿色部分是强制的公共建筑进行能效对标。

　　在这里我们找了几个美国城市，加州、芝加哥、华盛顿、纽约市、费城等等，这些城市里对能效对标怎么规定，纽约市要求超过5万公尺大概5千平米公共建筑要进行能效对标，居住建筑美国把高层居住建筑定位商业建筑，不是放在居住建筑立，我们很多的高层居住建筑是出租为目的的，我们很多购买自己产业是我们所谓的别墅，这个里面我们要对高层的居住建筑来进行一些对标，这个信息发布的一些形式，刚才李迅秘书长讲了，纽约市强制放在网络上面来进行发布，每个城市不一样，有一些城市要写报告，有一些城市要求必须上网。

　　纽约有这个规定，强行的能源审计，强行的节能改造。所以在这些地方都会有一些很强的对建筑能效管理平台。这个是一些具体纽约市情况，纽约市半部一系列的法令，对这个公共建筑商业建筑要进行能耗对标和披露，包括84号法令，87号法令，每10年能耗审计，并进行系统的节能改造，分类计量结果必须达到标准。到2012年8月，纽约对1万多该市建设进行能效对标和信息披露，都在网上。

　　对标结果怎么样？这是纽约市的办公室建筑的二次能耗水平，平均值280千瓦时，这是能效强度分布情况，中值200多，在这个位置。和我们中国建筑比，我挑中国二次能耗分布，中国建筑平均分布情况100千瓦时每平米，我们中国建筑其实非常节能，对使用能耗来说节能。这里有一些不一样，这两个城市纬度不一样。

　　这是我们做的能效对标的网站工具，我们帮助美国能源部做的，我们放了18万个建筑都对标，用户界面选择自己在什么州，属于哪些商业建筑类型，哪些建筑面积，甚至用过哪些照明或者空调系统可以对标，可以告诉我不同系统形式这个节能，我可以从统计学角度来分析某两种形式，这里热泵对应的集中的冷水机组，这是基于大量数据对标。

　　最后讲一下低碳生态城市。这是一个我们和中国相关的研究项目，这个低碳生态城市我们曾经有很多提法，我们从92年开始讲花园城市，统计有184个城市，在2010年被评为花园城市。这个环保部曾经说过生态城市，大概到2011年有38个，我们最近发改委提到低碳城市，大概低碳城市有133个城市，建设部提到低碳生态城市。种类非常多。

　　我们也对这个城市在中国进行统计，每个城市目标不一样，总体还是有一些很共性一些东西，指标体系，包括一些工具分析。所以我们在这里为中国这些低碳生态城市做了一个政策分析工具，从三方面，一个城市能源和碳排放对标清单分析，碳排放强度，能源使用强度怎么样。第二城市最大节能潜力部门排序，告诉我哪些政策或者是技术可能对这个城市节能减排有贡献，我们针对每个城市定了一些政策推荐，基于我们做过一些城市和国际城市一些做法。

　　我们用户需要输入参数，包括城市层面的参数，比如工业方面的一些情况，我们一些城市不仅仅是建筑，还有非常重要的工业部门，有些时候要纳入。

　　我们建筑里面更关心居住面积，算能耗强度，计算居住建筑能耗强度，包括交通环节。要输入的指标很多。一旦把这些指标输入到工具里面，工具就会对这个城市用的能耗进行一些统计，统计完后根据这个城市设置优先级，哪些方面是这个城市可控的。比如电力行业我们发电这个时候对我们每个城市要受电网公司政策影响，这个时候我们通过率低，可能交通行业我们自己的交通水平我们做城市规划时候这个比电力行业操作度高。我们可以选择自己城市不同行业立宪可操作度。

　　我们哪些行业更优先解决？我们会进行一些初步的评估，这些评估包括各种各样的政策方法，这个政策方法，政策低中高执行难易程度，人力资源情况，需要资金情况等等进行一些政策方面的推荐。

　　比如我们对某个城市推荐一些政策，包括对标，包括能源审计等等政策。我们会根据这些方面的一些政策方法，根据一些其它的案例或者是国际案例情况了解这个政策大概需要执行的时间和这个执行时间对这个城市可能带来的碳减排范围。

　　最后对所有的城市费用这些政策上面进行一些分类，这样更好帮助规划人员或者是政策制订者设定这些目标时候了解全局的东西。

　　我们的工具是开放的而且免费下载的，所以大家感兴趣可以从这两个链接里下载合适工具。希望这些工作对大家在中国方面工作有一定帮助。这个是我今天报告，谢谢大家！