基于上海市公共建筑能耗監測平臺的能耗數據分析

徐 強 支建杰 吳蔚沁

上海市建筑科學研究院

馮 君

上海市建筑建材業市場管理總站

基于上海市公共建筑能耗監測平臺的能耗數據分析

徐 強 支建杰 吳蔚沁

上海市建筑科學研究院

馮 君

上海市建筑建材業市場管理總站

通過對上海市公共建筑能耗監測平臺2016年度不同類型建筑全年用電能耗數據的整理與統計，從全市及行業兩個角度對公共建筑用電情況展開分析，包括用電總量、歷年用電變化、不同季節用電情況、不同區域用電情況、各類型建筑用電情況等方面，探索不同類型建筑用能特征，反映了上海市公共建筑用能現狀。

公共建筑；能耗監測；用電分析

Fund Item: Shanghai Municipal Scientific Technology Committee Science Research Plan Topic（16DZ1202401）

在2016年這一“十三五”規劃的開局之年，上海市加大政策扶持力度及研發投入，穩步推進本市國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測平臺（簡稱公共建筑能耗監測平臺）運行實踐工作，通過市、區兩級平臺的深度融合及協同發展，持續擴大新建和既有公共建筑能耗在線監測范圍，有序推進公共建筑能耗監測平臺的功能深化及數據的開發利用。本文基于公共建筑能耗監測平臺能耗數據，通過數理統計和數據挖掘，從多層級反映本市公共建筑用能現狀，從多角度分析本市公共建筑用能特征，統計與分析結論希冀與廣大樓宇業主或物業服務單位、研發機構、節能服務公司等專業人士進行共享與探討。

1 上海市公共建筑能耗監測平臺發展規模

截止2016年12月31日，上海市累計共有1501棟公共建筑完成用能分項計量裝置的安裝并實現與公共建筑能耗監測平臺的數據聯網，覆蓋建筑面積6 572.2萬m2，其中，國家機關辦公建筑182棟，占監測總量的12.1%，覆蓋建筑面積約368.5萬m2；大型公共建筑1 319棟，占監測總量的87.9%，覆蓋建筑面積約6 203.7萬m2。按建筑功能分類統計情況如表1所示。

表1 2016年接入能耗監測平臺公共建筑功能分類表

年度新增接入量方面，2016年，能耗監測平臺新增聯網建筑共計213棟，建筑面積合計約852.7萬m2，其中國家機關辦公建筑14棟，覆蓋建筑面積約33.9萬m2，大型公共建筑199棟，覆蓋建筑面積約818.8萬m2。各主要類型建筑增量分布情況如圖1所示。新增聯網建筑中，辦公建筑數量最多，達67棟，醫療衛生建筑增幅最大，達61%，其它各類型建筑接入量增幅在10%～20%之間不等。

圖1 2016年接入能耗監測平臺主要類型建筑新增量情況

2 上海市公共建筑能耗總體情況分析

2.1 年度總用電量情況

2016年，接入能耗監測平臺的公共建筑年總用電量約為69.3億kWh，其中辦公建筑、商場建筑、綜合建筑與旅游飯店建筑用電總量較大，四類建筑用電量占總量的85%。各類型建筑年總用電量占比如圖2所示。

2.2 供熱季、過渡季、制冷季用電量情況

根據上海市氣候變化規律及生活用能習慣，本文設定1、2、3、12月份為供熱季，4、5、10、11月份為過渡季，6、7、8、9月份為制冷季來進行分析。

圖2 2016年接入能耗監測平臺建筑年用能量占比情況

2016年接入能耗監測平臺建筑供熱季用電量為22.0億kWh（33.9 kWh/ m2），過渡季用電量為19.5億kWh（30.0 kWh/ m2），制冷季用電量為27.8億kWh（42.7 kWh/ m2）。制冷季用電量最高，約為過渡季的1.4倍。2015～2016年供熱季、過渡季與制冷季單位面積平均用電量如圖3所示。

圖3 2015～2016年接入能耗監測平臺建筑供熱季、制冷季、過渡季用電量情況

相較于2015年同期情況，2016年制冷季單耗明顯大于2015年。主要原因為2016年夏季極端天氣明顯多于2015年，2016年極端高溫日多達30 d，是2015年極端高溫天數的近3倍。

2016年接入能耗監測平臺公共建筑主要用能分項，其在制冷季、供熱季、過渡季用電量情況如圖4所示。照明與插座用電、動力用電、特殊用電分項在供熱季、制冷季及過渡季用電量基本不變，全年用電量比較穩定，體現了這些分項用電的非季節性；空調分項用電量變化較大，制冷季耗電量最多，全年用電量受氣溫影響較大，體現了空調用電的季節性。

2.3 中心城區與非中心城區用電量情況

本文所述中心城區包含長寧區、虹口區、黃浦區、靜安區、普陀區、徐匯區及楊浦區。2016年，接入能耗監測平臺的公共建筑中，位于中心城區的建筑數量占比為66%，如圖5所示。

2016年，中心城區的公共建筑單位面積年平均用電量比非中心城區高出12.5%，如圖6所示。根據上海市統計網公布的本市人口密度態勢分布分析，中心城區人口平均密度遠高于非中心城區人口平均密度，是用電量高出的主要因素之一。

圖4 2016年接入能耗監測平臺公共建筑主要用能分項在制冷季、供熱季、過渡季用電量情況

圖5 2016年接入能耗監測平臺公共建筑城區分布情況

圖6 2015～2016年中心城區與非中心城區建筑用電量情況

通過分析公共建筑單位面積年平均用電量的變化可以發現，2016年中心城區公共建筑單位面積年平均用電量較2015年增長7%，而非中心城區公共建筑單位面積年平均用電量2016年較2015年增長13%，增幅高于中心城區。同樣，根據上海市統計網公布的本市人口密度地區變化分析，中心城區與非中心城區人口密度峰谷落差持續縮小，這種人口密度呈現向非中心城區擴散的現狀，是非中心城區用電量增幅高于中心城區的重要原因之一。

3 不同類型公共建筑能耗情況分析

3.1 不同類型公共建筑歷年能耗強度情況

從過去3年，國家機關辦公建筑、辦公建筑、旅游飯店建筑、商場建筑和綜合建筑這5類主要公共建筑用電強度變化情況來看，總體呈現U字型變化趨勢，如圖7所示，這一定程度上和氣溫變化有關，3年中2015年平均氣溫最低。從圖中可見，旅游飯店建筑2014～2015年單位面積年平均用電量呈逐年增長趨勢，2015年較2014年增長14%，2016年較2015年增長3%，究其原因，近幾年來本市眾多旅游飯店建筑進行了節能改造，用油、用氣設備被用電設備替代，建筑用能中用電量占比明顯提高，故用電量呈現上升趨勢；商場建筑2016年受高溫天氣的影響，單位面積年平均用電量雖然較2015年增長了4%，但與2014年相比，2016年和2015年單位面積年平均用電量均有明顯下降，一定程度上是由于實體商業轉型等綜合因素造成的。

圖7 2014～2016年能耗監測平臺主要類型公共建筑單位面積年平均用電量變化情況

3.2 不同類型公共建筑能耗強度分布情況

2016年，能耗監測平臺中接入量較大的6類公共建筑中，每類按照7個檔位的單位面積用電強度劃分，比例分布情況如圖8所示。其中國家機關辦公建筑、辦公建筑和綜合建筑用電強度小于100 kWh/m2的建筑超過60%，因此這3類建筑的平均能耗明顯小于其余3類建筑。商場建筑用電強度大于200 kWh/m2的較多，接近30%，一定程度上由建筑功能需求導致，但同時也說明具有較大的節能潛力。

圖8 2016年接入能耗監測平臺主要類型建筑用電強度分布情況

根據上海市主要類型建筑合理用能指南給出的用能合理值核算方法，對2016年接入能耗監測平臺的公共建筑用電量情況進行分析與計算，主要類型建筑的建議年用電強度合理值如表2所示。這可以為公共建筑動態對標提供一定的依據。

表2 2016年接入能耗監測平臺的主要類型建筑建議年用電強度合理值kWh/(m2·a）

3.3 不同類型公共建筑分項用電情況

從2016年主要類型建筑分項用電占比來看，照明與插座用電、空調用電為主要用電分項，各類型建筑這兩項之和均超過總用電量的65%，如圖9所示。其中，空調用電占比最高的為衛生建筑，這是由于其人員流動性和密度、室內空氣質量要求所導致的全年制冷采暖需求高于其他類型建筑。照明與插座用電占比最高的為商場建筑，這是由于商場營業環境需求，照明功率密度一般高于其他類型建筑。

圖9 2016年能耗監測平臺主要類型建筑分項用電量占比情況

3.4 不同類型公共建筑工作日與非工作日用電情況

在2016年制冷季、過渡季、供暖季中分別選取一個自然月，計算單一功能類公共建筑（國家機關辦公建筑、辦公建筑、旅游飯店建筑、商場建筑、醫療衛生建筑）工作日與非工作日單位面積日平均用電量，并計算兩者之間的差異率，如表3所示。國家機關辦公建筑與辦公建筑總體工作日用電量大于非工作日，且差異較大，尤其在需要開空調的制冷及供暖季，差異更為明顯，差異率均大于60%，體現了辦公類建筑典型的用電周期性。旅游飯店建筑、商場建筑總體工作日與非工作日用電量差異較小，體現了商業建筑的連續營業特性，其中在無需使用空調的過渡季節，非工作日用電量略大于工作日，反映出商業建筑非工作日客流增多的特性。衛生建筑總體工作日用電量略多于非工作日，但相比于辦公建筑，其差異率明顯較小，且在不同季節差異率基本一致，反映了衛生類建筑運營的特殊性，非工作日仍有大部分區域持續運營（如急診、病房等）。

4 結語

隨著上海市公共建筑能耗監測平臺數據的不斷擴大和完善，數據的價值將被更深層次挖掘并逐漸顯現，隨著上海市轉型發展規劃的發布，今后，除通過釋放數據紅利，推進公共建筑節能改造及完善節能監管體系外，積極探索多元化能源數據集成管理方案，進一步開展公共建筑能耗監測平臺在智慧能源服務、需求側優化管理服務等方面的延展性開發是開展數據開發利用的正確方向。

Energy Consumption Data Analysis Based on Shanghai Municipal Public Architecture Energy Consumption Monitoring Platformm

Xu Qiang, Zhi Jianjie, Wu Weiqin
Shanghai Architecture Science and Research Institute Feng Jun Shanghai Municipal Building Materials Industry Market Management General Station

Through collation and statistics of annual energy consumption data for different types of architectures in 2016 from Shanghai municipal public architecture energy consumption monitoring platform, the author begins to analyze public architecture power energy consumption condition from municipal view and industry view, including whole power energy consumption, historical power energy changes, power energy consumption at different seasons, power energy consumption at different zones, power energy consumption at different types of architectures. The author explores power energy consumption characteristics from different types ofarchitectures to show power energy consumption situations at Shanghai municipal public architectures.

Public Architecture, Energy Consumption Monitoring, Power Consumption Analysis

表3 2016年工作日與非工作日主要類型建筑用電量差異情況

上海市科學技術委員會科研計劃課題（16DZ1202401）

10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2017.06.003