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0 引言 目前，公共建筑主要有酒店、商务办公建筑、商业综合体等类型，各类公共建筑因其功能不同，用能差异很大，其原因有2个。一是由于能源种类不同，酒店因需要24 h供应生活热水，使得天然气的用量较大。目前，上海市酒店建筑使用天然气的平均比例约为30％；商务办公建筑仅有少数高级办公楼使用锅炉供热，但商务办公建筑的冬季供暖负荷和生活热水使用量都少于其他类型建筑，故天然气的用量很小。二是由于用能强度不同，商场因其服务质量要求高、客流量大而能耗巨大，而商务办公建筑的用能强度相对较低，不到商场建筑能耗的一半。 近年来，上海市根据国家公共建筑节能政策要求，通过开展建筑能源审计、实施建筑节能管理和改造工程等节能工作，取得了一定的节能效果。为深入了解上海市公共建筑节能工作的效果，笔者对上海市某区的各类公共建筑用能现状进行调研，采集近年的用能数据，通过分析其用能水平、对比近年变化趋势，为下一步继续开展节能工作提供帮助。 1 全区公共建筑现状 1.1 全区公共建筑规模与变化 该区地处上海市中心区域，商业发达，公共建筑使用强度比市周边区县高。该区2013年全区公共建筑的总建筑面积已超过1 700万m2，以商务办公建筑、商场和酒店建筑为主，占全区公共建筑总面积的比例分别为41％，19％和8％，其中存在很多兼有办公与商场功能的综合建筑（见图1）。 图1 该区公共建筑组成 该区2012年和2013年各类公共建筑面积统计如图2所示。从图2可知，该区公共建筑2013年总面积增幅为2.46％，建设增量不大，其中商务办公建筑较2012年增长了4.9％，其余类型公共建筑面积未有明显变化。 图2 全区公共建筑2012年和2013年面积统计 本文针对该区商务办公建筑、酒店和综合建筑3种主要类型公共建筑的用能现状进行研究，收集其用能数据，并基于其用能差异，统计并分析上述3种公共建筑的当前用能水平和变化趋势。 1.2 研究样本介绍 本文数据来源为该区公共建筑用能统计数据和能源审计数据，2类数据的数据类型、数据质量各不相同，需适当选择。其中，统计数据来源于该区分项计量监测平台（以下简称为区平台）数据库，审计数据来源于该区公共建筑历年能源审计报告。 统计数据由上海市电力局、上海市燃气公司等单位向区平台提供，包含建筑历年一次能源（电、天然气、燃油）的用量统计。但由于平台统计数据库尚在完善过程中，数据库中电力统计数据比较齐全，而部分建筑的燃气和燃油数据缺失，需要与审计数据进行比对筛选。 能源审计数据为公共建筑历年能源审计报告，数据全面，包含建筑全部的一次能源消耗账单以及建筑其他详细信息，但审计年份分布在2007—2014年，半数报告数据为2011年之前的数据，年份较早，仅作统计数据比较参考，样本数量与数据特点见表1。 表1 数据来源及简介 为如实、准确地反映该区公共建筑的用能现状，本文均以实际用能统计数据或审计数据为准进行分析。在此基础上，根据各类数据特点，筛选原则如下。 1）样本选择。综合考虑到统计样本和审计样本的时间匹配性和各自样本数量等因素，选择2011—2013年用能统计样本进行分析；审计样本由于半数以上为2011年之前的数据，且与统计样本重合，故用来校核统计样本数据的可靠性。 2）数据筛选。通过人工核查对所有上传的建筑样本进行筛选：一是比对2011—2013年统计数据，若逐年能耗差距达40％以上，则极有可能存在统计遗漏，样本予以剔除；逐年用能差距在40％以内的，是可通过节能改造实现的，样本予以保留。二是与历年审计数据进行比对，剔除统计数据中与历年审计数据存在40％以上差距的样本，说明统计数据与实际情况出入较大。在通过数据初步筛选后进行各项用能分析时，还将使用格拉布斯检验方法剔除个别单位面积能耗过大或过小的数据，减小奇异样本对整体的影响。 3）数据应用。以2013年统计数据分析目前各类公共建筑用能水平，再以2011—2013年数据作各类公共建筑用能变化比较。 经过比对筛选，本文所用数据年份为2011—2013年，故仅用于分析该区近年用能情况，了解该区近年节能工作效果，不用于长期用能预测。 本文统计整理的各类型公共建筑的用能数据均采用标准煤折算方法折合各类能源消耗，标准煤折算系数如表2所示。 表2 各类能源标准煤折算系数 2 全区公共建筑用能水平分析 2.1 样本筛选 商务办公建筑的用能主要为照明和空调用电，建筑用能强度比酒店和商业建筑的用能强度低。笔者首先将63栋商务办公建筑在2011—2013年期间的统计数据进行比对，并和审计数据进行校验，初步筛选出该区42栋商务办公建筑的用能统计数据样本；再使用格拉布斯检验方法剔除了９例单位面积能耗过大或过小的数据，得到了如图3所示的33例办公建筑有效样本的用能数据。 图3 商务办公建筑样本用能统计 酒店建筑能耗较高，主要为空调用电、供暖和生活热水用气及照明用电。酒店建筑因服务品质不等而能耗差别较大，需按照酒店星级分类分析其用能水平。通过对该区24家酒店的用能样本进行分星级筛选，剔除各星级酒店奇异样本后，得到三、四、五星级酒店有效样本分别为5，5，9例，用能统计如图4～6所示。 图4 三星级酒店建筑样本用能统计 图5 四星级酒店建筑样本用能统计 图6 五星级酒店建筑样本用能统计 综合建筑包含商务办公建筑、商场、酒店、数据中心等2种功能以上的建筑，由于不同功能区域的使用需求不同，综合建筑的用能状况较单功能建筑复杂，其用能量与功能区域的组成相关性很大。经过数据比对和数学检验，筛选出了27栋综合建筑样本用能数据，如图7所示。 图7 综合建筑样本用能统计 2.2 用能水平分析 通过对上述所筛选的样本进行统计计算，得到了当前该区各类公共建筑的用能水平，如图8所示。 图8 公共建筑用能水平 由图8可知：目前，该区商务办公建筑用能均值为35.8 kg/（m2·a），用能范围为21.1～54.0 kg/（m2·a），最高值为最低值的2.56倍，用能差距大，因此部分能耗高的办公建筑有很大的节能潜力。该区三、四、五星级酒店的能耗均值分别为40.8，66.9，67.4 kg/（m2·a），可知四、五星级酒店能耗水平接近，分析原因是由于该区商业发达，四星级酒店的服务品质已接近五星级酒店；三星级酒店能耗最低，仅约为四、五星级酒店能耗的60％。各星级酒店单位建筑面积用能最高值分别是最低值的1.33，1.43，1.28倍，由此可看出，同星级酒店建筑整体上用能差异不大。目前，该区的综合建筑能耗为51.4 kg/（m2·a），因综合建筑功能区域组成比例不同，相互间存在很大的用能差异。 3 全区公共建筑用能变化分析 统计商务办公建筑、酒店建筑、综合建筑在2011—2013年期间的用能数据，比对分析其逐年的用能变化。因酒店建筑2011年统计数据缺失较多，故仅比对2012年和2013年酒店建筑的用能数据，其各年的用能数据比对见图9～11。
图9 2011—2013年商务办公建筑用能数据统计
图10 2012年和2013年星级酒店建筑用能数据统计
图11 2011—2013年综合建筑用能数据统计 通过对3 a的用能数据进行分析比对，得到该区各类公共建筑的用能变化： 1）2011—2013年全区商务办公建筑的用能均值分别为36.3，36.0，35.8 kg/（m2·a），可知该区此类办公建筑的用能水平基本保持稳定，略有是降低的。 2）2012年和2013年该区酒店建筑单位面积能耗均值分别为63.0 kg/（m2·a）和61.5 kg/（m2·a），2013年单位面积能耗较2012年降低了2.38％，可知该区酒店建筑2013年能耗是降低的。 3）2011—2013年该区综合建筑单位面积能耗均值分别为53.6，52.5，51.1 kg/（m2·a），逐年降幅分别为2.05％，2.67％，可知该区综合建筑能耗也是逐年降低的。 4 全区公共建筑节能分析 近年来，该区积极推进节能减排工作，制定实施了该区节能减排专项资金管理办法，对年节能量达到30 t标准煤以上的项目，每节约1 t标准煤补贴600元；结合该区后续颁布的节能技术改造项目专项扶持实施细则、合同能源管理项目专项扶持实施细则等，对节能技改项目、研发应用项目及低碳试点示范项目实施扶持，引导开展了一大批建筑节能改造项目。同时该区组织开展了一系列的节能管理、技术等宣传培训，提高了大型公共建筑的物业用能管理水平。通过对该区各类公共建筑用能现状的分析，可知该区酒店、综合建筑2013年的用能水平都比2012年下降2％以上，公共建筑用能明显降低。 通过实地调研和能源审计项目了解到，该区很多大型酒店、综合建筑的业主响应政府的节能减排号召，安装分项计量系统以加强用能管理，查找用能问题；在2011—2013年实施了建筑综合节能改造，通过升级为新型高效制冷机、改燃油锅炉为燃气锅炉、水泵和风机变频等一系列节能改造，大幅降低了建筑用能。截至2014年6月，全区取得了超过1万t标准煤的节能量，改造面积超过了40万m2，其中部分公共建筑节能改造项目全年能耗同比下降超过了20％，被评为住房和城乡建设部公共建筑节能改造重点城市示范项目，得到了国家的认可和奖励。 尽管近年该区公共建筑用能已有降低，但仍有很大的节能空间，如该区商务办公建筑相互间存在很大的用能差距，用能最高值为用能最低值的2.56倍，需要进一步调研，分析查找能耗差距及原因；而综合建筑面积大、功能区域组成不同、能耗差异大，也存在各自不同的节能点。通过对该区部分公共建筑的实地调研，发现仍存在节能空间，如该区公共建筑服务品质高，空调使用时间长，但部分建筑由于过渡季设备不能满足使用需求或是运行管理不到位，没有充分利用室外自然冷源调节室内环境，在过渡季节存在很大的节能空间；该区高级酒店建筑多，酒店生活用热需求大，而由于房间空闲和过长的输送管道等原因，导致酒店热水系统散热量占锅炉总供热量的50％以上。公共建筑的节能潜力均在30％以上，商务办公建筑、酒店和商业建筑的能耗特点不同，通过加强运行管理，杜绝“跑冒滴漏”等现象，可以实现5％～10％的节能量。应在加强节能管理的基础上，再采取适宜的节能改造技术，充分挖掘节能潜力。 5 结论 1）目前该区商务办公建筑的用能均值为35.8 kg/（m2·a），三、四、五星级酒店的能耗均值分别为40.8，66.9，67.4 kg/（m2·a），综合建筑的用能均值为51.1 kg/（m2·a）。 2）近年来该区各类公共建筑能耗逐年降低，酒店建筑2013年能耗降幅为2.36％，综合建筑2012年和2013年的能耗降幅分别为2.17％和2.50％，商务办公建筑能耗也略有降低，公共建筑用能变化体现出该区近年节能工作效果。 3）该区公共建筑仍有很大节能空间，可通过创新节能新技术、丰富节能手段，挖掘更大的公共建筑节能潜力。 本文刊登于《暖通空调》2016年第8期 作者：上海建科建筑节能技术股份有限公司 董国强 邓光蔚 叶倩 朱伟峰 |
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