淺析大型辦公建築運行能耗特點統計分析

簡婷

开云体育手机下载教程 上海嘉定 201801

摘要：本文通過對我國24個(ge) 省市453棟大型辦公建築基本信息、運行參數以及能耗數據進行調研，分別對綜合能耗和電力消耗進行了統計分析，在此基礎上分析了建築固有特點以及運行特點與(yu) 能耗的相關(guan) 性，得出我國大型辦公建築能耗特點，並對主要能耗影響因素進行分析，為(wei) 既有大型辦公建築能耗評價(jia) 、診斷與(yu) 優(you) 化運行工作提供一定的指導。

關(guan) 鍵詞:辦公建築；運行能耗；分項電耗；影響因素

0引言

隨著我國經濟建設的迅速發展，以及民眾(zhong) 對生活品質要求的逐漸提高，我國建築能耗在社會(hui) 整體(ti) 能耗的占比迅速增長。2020年9月22日舉(ju) 行的聯合國大會(hui) 上主席提出中國二氧化碳排放力爭(zheng) 2030年前達到峰值，努力爭(zheng) 取2060年前實現“碳中和”。為(wei) 響應第十四個(ge) 五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議，提出：降低碳排放強度，支持有條件的地方達到碳排放峰值，製定二〇三〇年前碳排放達峰行動方案。對於(yu) 建築行業(ye) ，要實現“碳中和”這一宏偉(wei) 目標需要在節能和發展清潔低碳能源兩(liang) 方麵努力。

2017年，中國建築運行的總商品能耗為(wei) 9.63億(yi) 噸標準煤，約占全國能源消費總量的21%，其中公共建築能耗2.93億(yi) 噸標準煤，占建築能耗總量的30.4%；城鎮居住建築能耗2.26億(yi) 噸標準煤，占比23.5%；農(nong) 村建築能耗2.43億(yi) 噸標準煤，占比25.2%；北方采暖能耗2.01億(yi) 噸標準煤，占比20.9%[1]。客觀認識大型公共建築的能耗特征是開展建築節能工作的基礎，我國各地研究者對一些城市的公共建築進行了大量的能耗調查與(yu) 節能分析[2-10]。但目前我國基於(yu) 建築實際運行數據大規模調研、分析的研究相對較少。

本文基於(yu) 全國453棟辦公建築能耗調研數據，通過用能現狀、能耗差異及特點分析，客觀描述了我國大型辦公建築用能水平及能耗特點，從(cong) 宏觀上認識了我國大型辦公建築的能耗現狀。

1基本概括

本文在全國範圍內(nei) 調研搜集了453棟2631.5萬(wan) m2大型辦公建築相關(guan) 數據，樣本分布在全國24個(ge) 省，覆蓋嚴(yan) 寒、寒冷、溫和、夏熱冬冷、夏熱冬暖五個(ge) 氣候區，考慮到我國辦公建築整體(ti) 分布情況，調研樣本夏熱冬冷、夏熱冬暖及寒冷地區樣本量比較大，嚴(yan) 寒地區和溫和地區樣本量較少。調研采用問卷形式，分為(wei) 數據初步調研及數據複核兩(liang) 個(ge) 階段。調研內(nei) 容包括建築基本信息：建築所在城市、建築建成年份、建築規模、圍護結構、設備信息；用能係統形式：能源類型、空調係統類型；建築運行情況：運行時長、建築功能分區、係統運行邏輯、節能措施；各類能源逐月能耗數據。

2大型既有辦公建築綜合能耗特點分析

2.1綜合能耗特點

大型辦公建築主要用能係統包括采暖係統、空調係統、照明係統、辦公係統、動力係統、綜合服務係統。對於(yu) 大型辦公建築，不同建築同一係統用能形式不同，如采暖空調係統，除消耗電力之外，還包括燃氣、集中供熱、集中供冷等不同用能形式；同一能源類型也可應用於(yu) 不同建築係統中，如電力用於(yu) 采暖空調、照明、辦公等多個(ge) 係統。大型辦公建築能源消耗類型及用能係統。

調研的辦公建築能源類型主要包括電力、天然氣、外購熱力三類，其中電力是主要的能源類型。電力在所有建築樣本均有使用；有35.98%的樣本有天然氣消耗；10.15%的樣本使用了外購熱力。根據各類能耗數據計算建築等效電，所有建築年平均總等效電耗為(wei) 238612.6萬(wan) kWh，單位麵積等效電耗為(wei) 91.3kWh·m2。

樣本建築單位麵積能耗分布，單位麵積能耗處於(yu) 40~80kWh·m2的建築數量多，所占比例為(wei) 49.7%，同時大多數建築能耗水平處於(yu) 80kWh·m2以下，這一能耗水平範圍內(nei) 的建築占到總數的66.4%，同時建築能耗超過140kWh·m2的建築占比6.2%。

2.2建築固有特點與(yu) 能耗相關(guan) 分析

2.2.1不同地區建築能耗分析

氣候因素是影響建築能耗的主要因素之一，比較五個(ge) 氣候分區的建築能耗的整體(ti) 水平，對樣本建築統計，可以看出，能耗水平較高的是嚴(yan) 寒地區，單位平米能耗為(wei) 110.1kWh·m2，能耗水平低的是溫和地區，單位平米能耗為(wei) 70.2kWh·m2，夏熱冬冷地區與(yu) 寒冷地區差異不大。

2.2.2不同年份建築能耗分析

37.1%的樣本建築建成年份主要為(wei) 2011到2015年，占比高，其次是2006到2010年，1990年以前及2016年以後樣本較少。對不同建成年份的建築總能耗進行統計，2006-2010年建成的建築能耗較高，年平均單位麵積能耗在100.9kWh·m2左右。

2.2.3不同圍護結構建築能耗分析

圍護結構熱工性能是影響建築能耗的重要因素之一，根據GB50189—2005《公共建築節能設計標準》顯示，2005年之前的辦公建築，其建築填充牆材多為(wei) 實心黏土磚、空心黏土磚或者加氣混凝土砌塊等，其熱工性能較差，一般在2.0W/(m2·K)左右；2005年之後建造的建築，圍護結構的熱工性能上有了較大的提升。圍護結構性能影響著建築暖通空調負荷水平，圍護結構熱工性能越好，建築暖通空調的能耗越低。調研樣本的外牆主要包括加氣混凝土塊、灰砂磚等5類材料，能耗對比結果，從(cong) 能耗分布來看，除其他類外牆，加氣混凝土砌塊能耗高，灰砂磚建築能耗分布能耗差異性大，空心黏土磚建築能耗比較集中，實心黏土磚類型建築平均能耗低，為(wei) 73.3kWh·m2。

不同外窗類型建築能耗水平，對於(yu) 單層玻璃建築和中空雙/三層玻璃建築，其能耗水平接近，單層玻璃建築平均值均為(wei) 79.0kWh·m2，中空雙/三層玻璃建築平均值均為(wei) 80.6kWh·m2，其他外窗類型建築樣本能耗高，能耗均值為(wei) 100.1kWh·m2。單玻窗建築平均能耗接近雙玻建築，分析其原因，主要在於(yu) 單玻窗樣本建築能耗低於(yu) 63.5kWh·m2的占一半，拉低了該類建築能耗平均水平，與(yu) 該部分建築服務質量有明顯關(guan) 係。雙玻/三玻窗建築存在部分高能耗樣本建築，這部分樣本為(wei) 辦公建築，服務水平較高，建築能耗相對較高。

2.3建築運行特點與(yu) 能耗相關(guan) 性分析

2.3.1不同功能類型建築能耗分析

樣本建築按照具體(ti) 功能可分為(wei) 一般辦公、金融、IT、媒體(ti) 、混合及其他功能辦公6類，按照金融/IT/媒體(ti) 、一般辦公、混合功能及其他類型進行能耗統計。一般辦公、混合及其他功能辦公建築能耗較低，中位值分別為(wei) 72.1kWh·m2、67.5kWh·m2；金融/IT/媒體(ti) 類建築能耗高，中位值75.2kWh·m2，大值231.2kWh·m2，平均值97.5kWh·m2。一般辦公能耗數據相對集中，其它辦公建築能耗差異明顯，建築功能是影響建築能耗水平的主要因素之一。

2.3.2不同運行情況建築能耗分析

(1)建築每天運行時長。建築運行方式是影響建築功能效果的重要因素之一，工作運行時長是體(ti) 現建築不同運行方式的重要指標。樣本建築由於(yu) 具體(ti) 功能、服務對象的不同，其每日工作時長也存在差異，大多數建築工作時長為(wei) 8~10h，占比40.2%，其次為(wei) 工作時長小於(yu) 8h，占比32.5%，部分建築工作時長超過12h，例如部分大型辦公建築采用24小時工作製，該部分建築數量占比17.2%。不同工作時長建築單位麵積能耗，相同工作時長建築能耗差異性較大，整體(ti) 趨勢來看建築單位麵積能耗隨工作時長增加而增加。

（2）使用率。建築使用率反映了建築的整體(ti) 使用情況。采用使用率可明確的建築樣本對能耗與(yu) 使用率相關(guan) 性進行分析。不同使用率建築單位麵積能耗，隨使用率增加，建築單位麵積能耗逐漸增加。

（3）常駐辦公人數。常駐辦公人數反映了建築的規模，辦公人數與(yu) 建築能耗水平密切相關(guan) 。不同辦公人數與(yu) 建築單位麵積能耗呈現正相關(guan) 關(guan) 係，隨著辦公人數的增加，單位麵積能耗逐漸增加。結合樣本建築特點，辦公人數越多的建築，建築規模越大，通常為(wei) 服務量大，服務質量高的辦公建築，其單位麵積能耗相對小型辦公建築較高。

2.3.3不同HVAC係統建築能耗分析

暖通空調係統為(wei) 建築主要係統之一，其係統形式及運行方式，密切影響了建築整體(ti) 能耗水平。對於(yu) 建築HVAC係統的調研內(nei) 容主要包括建築暖通空調形式、係統相關(guan) 參數設定和控製方式、係統調試情況和節能措施等，通過調研不同係統及運行方式下的建築能耗，分析HVAC係統與(yu) 建築能耗的關(guan) 係。

根據調研結果，目前我國辦公建築主要的空調形式主要是定風量係統、變風量係統、風機盤管+新風係統、多聯機係統、分體(ti) 空調等，其中風盤+新風係統占比高，達到32.9%，其次是分體(ti) 空調和多聯機係統，分別占21.6%、19.6%。

不同空調形式的樣本建築能耗為(wei) ：定風量係統平均能耗水平為(wei) 84.7kWh·m2，中位值能耗為(wei) 71.1kWh·m2，高能耗為(wei) 178.7kWh·m2，變風量係統平均能耗水平為(wei) 93.6kWh·m2，中位值能耗為(wei) 76.0kWh·m2，高於(yu) 定風量係統，其高能耗為(wei) 154.7kWh·m2。風機盤管+新風形式係統建築平均能耗為(wei) 86.0kWh·m2，分體(ti) 空調建築平均能耗為(wei) 81.6kWh·m2，多聯機係統建築平均能耗為(wei) 95.2kWh·m2，多聯機係統建築整體(ti) 能耗水平高。

3建築耗電量分析

3.1總電耗分析

在大型辦公類建築中，電力是主要的能源形式，大型辦公建築電力消耗比較集中，主要分布在15kWh·m2~152kWh·m2，平均值為(wei) 74.87kWh·m2。部分辦公建築因其自身特殊性，電耗明顯高於(yu) 其他建築，可達均值的7倍以上。

3.2分項電耗分析

通過對各分項電耗數據統計分析，暖通空調係統能耗比重高，占總電耗的41.9%，其次是照明電耗，占總電耗26.4%，然後是動力係統能耗，占總電耗的18.3%，特殊電耗占比13.4%。

對於(yu) 采暖空調電耗來講，不同機構消耗占比差異明顯，樣本建築空調能耗主要占比28%~55%，個(ge) 別樣本采暖空調電耗比例高達81%，該差異主要與(yu) 建築空調采暖係統形式及運行方式有關(guan) ；照明係統電耗比例主要為(wei) 12%到38%，造成該差異的原因主要為(wei) 照明設備的節能性以及運行策略的合理性；動力係統電耗、特殊電耗比例的差異相對較小，該部分耗電設備種類較為(wei) 固定，且本身能耗占比較小。可以看出，空調采暖係統以及照明係統為(wei) 大型辦公建築主要能耗組成部分，是節能的主要工作。

4Acrel-EIOT能源物聯網雲(yun) 平台

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯網開放平台是一套基於(yu) 物聯網數據中台，建立統一的上下行數據標準，為(wei) 互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平台。用戶僅(jin) 需購買(mai) 安科瑞物聯網傳(chuan) 感器，選配網關(guan) ，自行安裝後掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(ye) 數據服務。

該平台提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，並支持多平台、多語言、多終端數據訪問。

（2）應用場所

本平台適用於(yu) 公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管係統集成商、小型物業(ye) 、智慧城市、變配電站、建築樓宇、通信基站、工業(ye) 能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

（3）平台結構

圖片1

（4）平台功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實現對各種監測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環境友好。在智能化方麵實現供配電監控係統的遙測'、遙信、遙控控製，對係統進行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方麵，可以顯示或查詢供配電室內(nei) 各設備運行（包括曆史和實時參數，並根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節約人力資源。

變壓器監控

配電圖

◆能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術，實現從(cong) 能源數據采集、過程監控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，使能源管理、能源生產(chan) 以及使用的全過程有機結合起來，運用數據處理與(yu) 分析技術，進行離線生產(chan) 分析與(yu) 管理，實現全廠能源係統的統一調度，優(you) 化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體(ti) 能源管理水平的目的。

能耗概況

◆預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看係統日誌等功能；

2）係統配置：對建築、通訊管理機、儀(yi) 表及默認參數進行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、衝(chong) 正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報表中心：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本係統所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。

預付費看板

◆充電樁管理

通過物聯網技術，對接入係統的充電樁站點和各個(ge) 充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一係列故障進行預警。雲(yun) 平台包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監控、運營分析、基礎數據管理等功能。

充電樁看板

◆智能照明

智能照明通過物聯網技術對安裝在城市各區域的室內(nei) 照明、城市路燈等照明回路的用電狀態進行不間斷地數據監測，也可以實現定時開關(guan) 策略配置及後台遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，並達到一定節能減掛的效果。

監控頁麵

◆安全用電

安全用電采用自主研發的剩餘(yu) 電流互感器、溫度傳(chuan) 感器、電氣火災探測器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩餘(yu) 電流）進行不間斷的數據跟蹤與(yu) 統計分析，並將發現的各種隱患信息及時推送給企業(ye) 管理人員，指導企業(ye) 實現及時的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現“防患於(yu) 未然”的目的。

◆智慧消防

通過雲(yun) 平台進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。原先針對“九小場所”和危化品生產(chan) 企業(ye) 無法有效監控的空白，適應於(yu) 所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化”、“智能化”、“係統化”、用電管理“精細化”的實際需求。

（5）係統硬件配置

5結語

大型辦公建築是公共建築的主要建築類型之一，分析大型辦公建築能耗特點及其影響因素是深入了解我國公共建築能耗情況的重要手段。本文通過全國453棟綜合大型辦公建築能耗及影響因素統計分析，得出我國大型辦公建築能耗現狀及能耗特點。

我國大型辦公建築年均單位麵積能耗（等效電）為(wei) 91.3kWh·m2，66.4%樣本建築能耗水平低於(yu)

80kWh·m2，代表大多數大型辦公建築能耗水平，部分高能耗建築年均單位麵積能耗超過140kWh·m2，占總樣本數量的6.2%。

我國大型辦公建築電力消耗主要分布在15~152kWh·m2，平均值為(wei) 74.87kWh·m2。對於(yu) 辦公建築分項電耗，采暖空調耗電量明顯高於(yu) 照明插座耗電量，高於(yu) 動力係統，特殊電耗占比低，采暖空調節能潛力高。

辦公建築能耗除受圍護結構、氣候區等因素影響外，不同地區經濟因素、建築運行狀態、服務功能等對建築能耗影響也很明顯。由於(yu) 辦公建築用能係統較複雜、運行工況差異明顯、能耗影響因素眾(zhong) 多，再加上在設計、施工、使用及運行維護等環節的粗放式管理因素的不利影響，使得大型辦公建築的節能工作成為(wei) 了一個(ge) 係統的複雜工程，需針對具體(ti) 建築的使用特點，科學地進行能耗分析與(yu) 節能診斷，合理選擇低成本的節能改造方案，有效降低節能改造的風險、提高大型辦公建築節能改造升清潔能源的使用比例。明確將各類工業(ye) 和民用綠色建築、超低能耗建築、建築可再生能源應用、裝配式建築、既有建築節能綠色改造、綠色照明改造、綠色園區建設與(yu) 改造等列為(wei) 綠色債(zhai) 券支持項目，本市適時開展綠色建築“碳中和債(zhai) ”、節能改造金融配套資金引導，做好政策設計和規劃，引導金融資源向綠色發展領域傾(qing) 斜，為(wei) 建築業(ye) 主、節能改造公司提供綠色金融支持。從(cong) 而實現建築行業(ye) 的綠色轉型和綠色發展。

四是強化監管體(ti) 係。建立基於(yu) 全市建築全生命周期碳排放數據、可再生能源應用數據、碳匯量的監測與(yu) 動態管理，加快推進建設項目設計、施工、驗收監管，強化工程現場的執法監督檢查以及各類標識（綠建級、能效標識等）評價(jia) ，保證綠色/低碳建築技術在建築全生命周期的實施效果。加強上海公共建築能耗對標與(yu) 公示管理。在已出台的9類建築合理用能指南的基礎上，適時推動建築運行階段能耗強製對標製度的建設，製定更加細化的能耗公示相關(guan) 管理辦法，逐步分類推動各類型建築能耗排行榜單的落實，並在此基礎上，推動建築綠色低碳各項考核機製。推動區區、新城、各類型樓宇之間的降碳比對和排名。

五是創新發展體(ti) 係。推動研究攻關(guan) 低碳建築、低碳社區、零碳社區建築技術及產(chan) 品，推動超低能耗建築規模化工程應用。在五個(ge) 新城中選取規模適宜、功能複合的片區作為(wei) 綠色低碳試點區，探索建立適合建築領域的碳排放權交易機製。目前建築領域主體(ti) 多元、單個(ge) 建築碳減排量小的現狀，探索行政、園區或行業(ye) ，如行政區、五大新城、高校等的建築碳排放交易機製。

以節能減碳目標為(wei) 導向，以監管平台為(wei) 抓手，貫徹“共建互聯共享”，引導社會(hui) 各界等共同參與(yu) 和管理，履行降碳節能監管責任，助力上海早日實現碳達峰碳中和目標。

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