建筑能耗監測對既有建筑節能的分析

陳宇震 （東莞市建筑科學研究所，廣東 東莞 523000）

據統計，建筑能耗已成為社會三大能耗之一，城市化發展進程的不斷加快，建筑發展速度迅猛，據統計，自1985年至2019年，全國竣工面積從1.7億㎡增至40.2億㎡，增長了23倍；施工面積也從3.5億㎡增至144.1億㎡，增長了41倍；同時，由于人民群眾對建筑舒適性要求不斷增強，建筑能耗量將進一步增加。

由于建筑功能類型較多，有政府辦公建筑、學校建筑、醫療建筑、商場建筑等，不同建筑類型，建筑用能數量和習慣區別較大；不同建筑類型的能耗差別也較大，例如政府辦公建筑工作日能耗用量較大，休假日商場建筑能耗用量較大，醫療建筑則全年全天候用能滿負荷運行等，導致既有建筑運行情況難以全面準確掌握，一定程度加大了節能改造的難度。

另外，“十四五”期間，國家提出碳目標，建筑能耗的下降尤為重要，可為我國實現碳達峰、碳中和作出重要貢獻。而對于建筑能耗類型中，建筑用電在整個建筑能耗類型比重較大，對于碳排放的減少具有十分積極的作用。但是，由于既有建筑能耗改造往往需要投入高成本，導致建筑業主缺乏改造的意愿，既有建筑節能工作難以得到有效推動。據資料統計，通過合理能效管理，可實現總能耗8%節能；同時，近年來，政府積極推動綠色建筑、建筑節能等，優化了建筑運行條件，提升了建筑運行管理水平，一定程度降低建筑運營過程中的能耗。本文結合近十年的東莞能耗公示數據，分析建筑能耗的應用情況，對建筑能耗節約進行分析。

1 東莞市建筑能耗概況

自2010年起，東莞每年對全市范圍內公共建筑，開展能耗公示工作，查詢了東莞市近十年建筑能耗公示數據（2010年～2019年），并對政府辦公建筑、醫療建筑和公共建筑等建筑類型單位建筑能耗數據進行分析，其數據情況分析見下表所示。

2010～2019年東莞市近十年各建筑類型能耗公示單位建筑能耗（單位：kW·h/㎡）

如表所示，其中政府辦公建筑單位建筑能耗從2010年65.82kW·h/㎡，至2019年42.50kW·h/㎡，下降35.4%；醫療建筑平均單位建筑能耗也從2010年90.20kW·h/㎡，至2019年的58.44kW·h/㎡，平均下降了35.2%。公共建筑基本維持在平均水平，行業平均能耗普遍也呈現下降的趨勢。

2010～2019年政府辦公建筑、醫療建筑增長速率

結合能耗公示數據，每年均有政府辦公建筑和醫療建筑，因此針對這兩類建筑進行分析，通過上圖可以分析，政府辦公建筑、醫療建筑平均年下降速率分別為3.54%和3.52%。由于全市建筑能耗的管理水平得到較好的提升，同時收集2010～2019年東莞市建筑能耗管理措施，發布了一系列的政策措施，鼓勵新建建筑采用綠色建筑標準進行建設。同時，自2011年開始，東莞市建設了全市建筑能耗監測平臺，加強對全市建筑能耗管理工作，明確了至2016年完成不少于100棟建筑能耗監測的目標，截至目前，全市已累計建設建筑能耗監測項目143個，有效提升建筑能耗管理水平。特別對于既有建筑耗能量大、耗能時間長的建筑項目，較大提升建筑能耗的用能效率，降低建筑能耗的用能總量，減少碳排放的總量。參照相關換算公式，節約1度電，可減少0.997二氧化碳進行測算，政府辦公建筑和醫療建筑近十年可分別減少23.25kg和31.66kg二氧化碳。

2 建筑能耗監測的特點及應用

通過對東莞近十年政策和數據進行分析，發現建筑能耗監測系統，能夠為建筑能耗管理，提供精準的耗能分析，同時通過數據比對和優化，實現用能更為精準，通過低成本投入，可以大大提高建筑用能水平，同時降低碳排放，現歸納總結能耗監測特點。

2.1 精準計量，掌握用能動態

建筑能耗監測系統根據國家分項計量導則要求，將建筑總用能分成四項，分別為照明插座用電、空調用電、動力用電和特殊用電。通過對各分項用電的實時監控，能夠準確把握用能情況，掌握分項用能的實際情況，避免了以往“一表式”的建筑用能統計方式。

2.2 實時監測，發現能耗管理漏洞

系統可采用分鐘級、甚至秒級對監測支路進行數據采集，同時具備數據分析功能。通過優化系統監測與提示功能，能夠及時提醒建筑業主用能的異常情況，精準發現用能異常情況。另外，系統可通過手機端的應用開發，及APP、信息、郵件、短信等方式推送至管理人員，幫助管理人員及時發現建筑用能異常的地方，加強現場用能的管理，提高建筑用能的合理性，同時減少了管理人員的勞動強度，提高了工作效率。

2.3 用能對比，挖掘節能潛力

可以利用智能化信息技術，通過不同時段、不同支路的綜合用能分析，發現設備匹配的不合理性，通過互聯網與樓宇控制相結合的方式，實現“節能監管+優化控制”，不僅能夠為能耗管理人員提供用能分析的工具，同時實施在線節能監管手段，最大程度地發揮監測系統的作用。

2.4 信息提效，充分運用大數據

結合上述能耗監測的特點，充分利用5G、物聯網、人工智能等新手段，加強建筑能耗監測的應用，精準把握建筑能耗數據，通過交互能夠幫助節能改造人員，挖掘更多有效的建筑節能改造方案。另外，通過建筑用能大數據的融合，將建筑能耗的基本信息，如建筑年代、建筑面積、建筑材料、層數、窗墻比、建筑朝向、活動人數、床位、用能設備等信息納入至云端，從大數據層面挖掘出不同類型建筑的用能特點，利用人工智能和大數據，從“人為改造”轉變為“系統改造”，大大提升建筑用能效率。

2.5 多模式應用

通過數據的交互應用，可實現建筑能耗交易模式，如引入碳交易市場機制，構建碳交易與建筑能耗市場化的發展模式，建立有關能耗監測碳交易平臺，促進建筑能耗進一步降低，并制定相應的政策措施，完善碳交易市場體制，通過加快研究碳交易與建筑能耗相結合的市場行為，積極發揮碳交易與建筑能耗結合的市場模式，促進城市低碳發展建設，有利于提高建筑用能效率。積極發揮市場的主導性作用，引導建筑能耗發展方向，對進一步提升建筑用能效率，降低城市碳排放，實現城市低碳發展具有重要的意義。

3 總結

建筑能耗監測能夠提升建筑管理人員的管理水平，發現建筑用能的不合理性，提醒建筑業主及時進行節能管理，能夠最大程度減少管理人員數量，同時能夠提高工作效率。據測算，僅通過建筑能耗管理，可節約8%建筑能耗。同時可積極發揮5G、物聯網、人工智能等信息化新手段，充分利用“互聯網+建筑能耗”，大大提高用能管理的有效性和針對性，實現建筑節能的有效管理，同時利用互聯網的互聯、互通的特性，最大限度發揮互聯網的特點，對建設城市的互聯共享目標，提供了有效的實施方式。另外，當建筑能耗引入其他模式進行交互，如碳交易市場模式，借助市場的主導性作用，能夠進一步提高能耗的節能潛力，有效降低城市碳排放的產生，為城市實現低碳節能、綠色生態的節能減排目標提供有效的幫助。