大型公共建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值研究

鄭竺凌 朱偉峰 付彩風(fēng) 上海市建筑科學(xué)研究院

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大型公共建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值研究

鄭竺凌 朱偉峰 付彩風(fēng) 上海市建筑科學(xué)研究院

摘要：提出了大型公共建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算方法，解決了不同類(lèi)型建筑以及同類(lèi)型建筑之間不能橫向比較的問(wèn)題。選取不同功能性質(zhì)的大型公共建筑（建筑功能包括賓館、辦公、商場(chǎng)及綜合型建筑）分項(xiàng)用能強(qiáng)度，采用多元回歸分析方法對(duì)建筑各分項(xiàng)用能強(qiáng)度進(jìn)行最佳擬合，得出各種不同建筑的用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，在此基礎(chǔ)上對(duì)綜合型建筑與純功能型建筑的用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行偏差分析，得出綜合型建筑各分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值同樣適用于純功能型建筑，最后通過(guò)單體建筑用能強(qiáng)度對(duì)總體建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬合結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：大型公共建筑；用能強(qiáng)度；標(biāo)準(zhǔn)值

本次研究對(duì)象來(lái)自上海地區(qū)69棟大型公共建筑，其中，純賓館建筑12棟、純辦公建筑14棟、純商場(chǎng)建筑11棟、綜合商辦樓建筑17棟、其他綜合性賓館辦公商場(chǎng)建筑9棟及6家大型購(gòu)物超市。

為了使大型公共建筑分項(xiàng)用能指標(biāo)研究用的建筑樣本更具代表性，去除每種建筑類(lèi)型中單位面積總能耗過(guò)高和過(guò)低、采用溴化鋰機(jī)組制冷的建筑樣本，最終篩選出50棟有效建筑樣本，涵蓋賓館、辦公、商場(chǎng)及綜合性建筑。

本研究中能耗數(shù)據(jù)即為用能強(qiáng)度，總能耗數(shù)據(jù)為空調(diào)系統(tǒng)能耗，照明系統(tǒng)能耗和其他設(shè)備能耗。空調(diào)系統(tǒng)能耗指用于向房間供冷及供暖服務(wù)的設(shè)備系統(tǒng)能耗，這部分能耗包括集中空調(diào)和供暖系統(tǒng)的冷源、熱源、輸配系統(tǒng)、空調(diào)末端等。照明系統(tǒng)能耗按照不同功能可分為普通照明、應(yīng)急照明、景觀照明。其他設(shè)備能耗指除空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)能耗外的其他能耗。

1 用能強(qiáng)度擬合計(jì)算公式

為研究不同功能區(qū)面積與建筑各分項(xiàng)用能強(qiáng)度的影響，本文采用多元回歸分析方法對(duì)建筑各功能區(qū)的面積及各分項(xiàng)用能強(qiáng)度進(jìn)行最佳直線擬合［1］，得到各分項(xiàng)用能強(qiáng)度的擬合計(jì)算公式如下：

式中 Y為建筑分項(xiàng)用能強(qiáng)度，kWhe/a；C1為賓館區(qū)分項(xiàng)用能強(qiáng)度，kWhe/（m2·a）；X1為賓館區(qū)建筑面積，m2；C2為辦公區(qū)分項(xiàng)用能強(qiáng)度，kWhe/（m2·a）；X2為辦公區(qū)建筑面積，m2；C3為商場(chǎng)區(qū)分項(xiàng)用能強(qiáng)度，kWhe/（m2·a）；X3為商場(chǎng)區(qū)建筑面積，m2；C4為車(chē)庫(kù)及設(shè)備層分項(xiàng)用能強(qiáng)度，考慮到其用能設(shè)備單一，用能強(qiáng)度變化不大，對(duì)6棟典型建筑車(chē)庫(kù)及設(shè)備層用能強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)擬合后，取車(chē)庫(kù)及設(shè)備層用能強(qiáng)度為25 kWhe/（m2·a）（僅在計(jì)算建筑總用能強(qiáng)度和照明用能強(qiáng)度時(shí)采用）；X4為車(chē)庫(kù)及設(shè)備層建筑面積，m2，（僅在計(jì)算建筑總用能強(qiáng)度和照明用能強(qiáng)度時(shí)采用）。

表1　綜合型公共建筑分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值kWh·（m2·a）-1

表2　純功能區(qū)類(lèi)型建筑分項(xiàng)用能強(qiáng)度kWh·（m2·a）-1

2 不同類(lèi)型建筑年用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬合結(jié)果

（1）綜合型建筑分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

從50棟包含各種建筑類(lèi)型的建筑樣本中，擬合計(jì)算出綜合型公共建筑不同功能區(qū)的分項(xiàng)用能強(qiáng)度，包括賓館區(qū)、辦公區(qū)和商場(chǎng)區(qū)的分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。不同功能區(qū)建筑分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)果見(jiàn)表1。

（2）純功能類(lèi)型建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

在選取的50棟建筑樣本中，有30棟建筑為純功能類(lèi)型的建筑，其中包括純賓館10棟、純辦公12棟和純商場(chǎng)8棟。基于這30棟純功能類(lèi)型的建筑樣本，擬合出純功能類(lèi)型建筑的分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，純功能類(lèi)型建筑分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)果見(jiàn)表2。

根據(jù)以上綜合型公共建筑和純功能類(lèi)型建筑的不同功能區(qū)域的分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的研究結(jié)果，可以看到不同功能區(qū)建筑分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值有如下特點(diǎn)。

1）商場(chǎng)區(qū)總用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及各分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值最高，賓館區(qū)次之，辦公區(qū)最低。

2））所有功能區(qū)中，空調(diào)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值均為最高，占總能耗的38%～56%。照明用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值僅次于空調(diào)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，占總能耗的13%～33%；其中商場(chǎng)區(qū)的照明用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值最高，主要與商場(chǎng)建筑的照明功率密度較高及開(kāi)啟時(shí)間較長(zhǎng)有關(guān)。

3）不同功能區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值中，制冷機(jī)組、熱源及空調(diào)末端用能強(qiáng)度為主要能耗，占建筑空調(diào)系統(tǒng)總用能強(qiáng)度的80%以上。

4）商場(chǎng)區(qū)的熱源用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值相對(duì)辦公區(qū)和賓館區(qū)較低，主要因?yàn)樯虉?chǎng)區(qū)客流量大且室內(nèi)照明負(fù)荷偏高，故冬季采暖需求較少。

3 綜合型建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與純功能類(lèi)型建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的偏差分析

基于50棟綜合型建筑和30棟純功能類(lèi)型建筑的分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)果，對(duì)不同功能區(qū)的各個(gè)分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行偏差分析，結(jié)果表3和圖1。

由表3可知，綜合型建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值相對(duì)純功能類(lèi)型建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值在賓館、辦公、商場(chǎng)不同功能區(qū)的各分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的偏差值較小，均在15%以?xún)?nèi)。其中，個(gè)別分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值如辦公區(qū)冷凍泵、采暖泵用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值偏差較大，主要是該分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值本身較低造成的。因此綜合型建筑各分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值研究結(jié)果適用于純功能類(lèi)型建筑的用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的評(píng)價(jià)。

4 單個(gè)建筑樣本用能強(qiáng)度對(duì)于總體建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬合結(jié)果的影響

為了分析所選用的50棟大型公共建筑樣本量對(duì)于研究建筑分項(xiàng)用能前度標(biāo)準(zhǔn)值而言數(shù)量是否足夠及是否具備代表性，本次研究在50棟建筑樣本量的基礎(chǔ)上，分別逐一增加能耗過(guò)高或過(guò)低的建筑樣本，并擬合計(jì)算建筑各分項(xiàng)用能強(qiáng)度，將其與50棟建筑樣本的用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬合結(jié)果對(duì)比，分析兩者的偏差大小，結(jié)果見(jiàn)表4和圖2，圖3和圖4。

從表3和圖2～·4可以看到，在50棟建筑樣本量的基礎(chǔ)上，分別逐一增加能耗過(guò)高或過(guò)低的建筑樣本，增加前后，其分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬合計(jì)算結(jié)果與原50棟建筑樣本的用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬合結(jié)果非常接近，各用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的變化非常小。因此，可以認(rèn)為本研究所選用的50棟大型公共建筑樣本量對(duì)于研究建筑分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值而言數(shù)量已足夠，且所選樣本具備代表性。

表3　綜合型建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值相對(duì)純功能類(lèi)型建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的偏差1］

注1］ 各分項(xiàng)能耗均為等效電用能強(qiáng)度 kWhe/（m2·a）

圖1　綜合性建筑用能指標(biāo)相對(duì)純功能類(lèi)型建筑用能指標(biāo)的偏差百分比

5 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目研究所選用的50棟大型公共建筑樣本量對(duì)于研究建筑分項(xiàng)用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值而言數(shù)量已足夠，且所選樣本具備代表性。研究所得的用能強(qiáng)度擬合計(jì)算公式適用于純功能類(lèi)型建筑和綜合建筑，為不同建筑之間以及同類(lèi)建筑之間橫向?qū)Ρ忍峁┝朔椒ǎ哂型茝V價(jià)值。

表4　單個(gè)建筑樣本用能強(qiáng)度對(duì)于總體建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬合結(jié)果的影響比較

圖2　單個(gè)建筑樣本用能強(qiáng)度對(duì)于總體建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬合結(jié)果的影響（賓館區(qū)）

圖3　單個(gè)建筑樣本用能強(qiáng)度對(duì)于總體建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬合結(jié)果的影響（辦公區(qū)）

圖4　單個(gè)建筑樣本用能強(qiáng)度對(duì)于總體建筑用能強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬合結(jié)果的影響（商場(chǎng)區(qū)）

參考文獻(xiàn)

［1］朱偉峰，周聰，蔣友娣，金正日. 上海市大型公共建筑分項(xiàng)用能指標(biāo)的探討［C］. 上海市制冷學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2011

鄭竺凌：（1981-），男，碩士，高級(jí)工程師。

Fund item： Science and Technology Committee of Shanghai Scientific Research Topic ‘Public Building Energy Consumption Monitoring Municipal Platform Big Data Analysis Research and Application Demonstration’（14DZ1201901）

Research on Large Public Building Energy Consumption Intensity Standard Value

Zheng Zhuling， Zhu Weifeng， Fu Caifeng
Shanghai Architectural Science Research Institute

Abstract：The article puts forward calculation methods of large public building energy consumption intensity standard value to solve crosswise comparison between different types buildings and same type buildings. It chooses different functional large public buildings sub-energy consumption intensity among hotels， office buildings， shopping malls and comprehensive buildings. It applies multiple regression analysis method to optimize fitting building sub-energy consumption intensity to conclude that there are different public buildings energy consumption intensity standard values. Based on that， it carries out deviation analysis of energy consumption intensity standard value among comprehensive buildings and pure functional buildings to conclude that comprehensive building energy consumption intensity standard value could be applied into pure functional building. Finally it verifies fitting results of overall building energy consumption intensity standard value through single building energy consumption intensity.

Key words：Large Public Building， Energy Consumption Intensity， Standard Value

基金項(xiàng)目：上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)科研計(jì)劃課題：公共建筑用能監(jiān)測(cè)市級(jí)平臺(tái)大數(shù)據(jù)分析研究與應(yīng)用示范（14DZ1201901）

DOI：10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2016.05.003

［作者簡(jiǎn)介］