大型公共建筑用能強度標準值研究

鄭竺凌 朱偉峰 付彩風 上海市建筑科學研究院

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大型公共建筑用能強度標準值研究

鄭竺凌 朱偉峰 付彩風 上海市建筑科學研究院

摘要：提出了大型公共建筑用能強度標準值計算方法，解決了不同類型建筑以及同類型建筑之間不能橫向比較的問題。選取不同功能性質的大型公共建筑（建筑功能包括賓館、辦公、商場及綜合型建筑）分項用能強度，采用多元回歸分析方法對建筑各分項用能強度進行最佳擬合，得出各種不同建筑的用能強度標準值，在此基礎上對綜合型建筑與純功能型建筑的用能強度標準值進行偏差分析，得出綜合型建筑各分項用能強度標準值同樣適用于純功能型建筑，最后通過單體建筑用能強度對總體建筑用能強度標準值擬合結果進行驗證。

關鍵詞：大型公共建筑；用能強度；標準值

本次研究對象來自上海地區(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、純商場建筑11棟、綜合商辦樓建筑17棟、其他綜合性賓館辦公商場建筑9棟及6家大型購物超市。

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

本研究中能耗數據即為用能強度，總能耗數據為空調系統能耗，照明系統能耗和其他設備能耗。空調系統能耗指用于向房間供冷及供暖服務的設備系統能耗，這部分能耗包括集中空調和供暖系統的冷源、熱源、輸配系統、空調末端等。照明系統能耗按照不同功能可分為普通照明、應急照明、景觀照明。其他設備能耗指除空調系統和照明系統能耗外的其他能耗。

1 用能強度擬合計算公式

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

式中 Y為建筑分項用能強度，kWhe/a；C1為賓館區(qū)分項用能強度，kWhe/（m2·a）；X1為賓館區(qū)建筑面積，m2；C2為辦公區(qū)分項用能強度，kWhe/（m2·a）；X2為辦公區(qū)建筑面積，m2；C3為商場區(qū)分項用能強度，kWhe/（m2·a）；X3為商場區(qū)建筑面積，m2；C4為車庫及設備層分項用能強度，考慮到其用能設備單一，用能強度變化不大，對6棟典型建筑車庫及設備層用能強度進行統計擬合后，取車庫及設備層用能強度為25 kWhe/（m2·a）（僅在計算建筑總用能強度和照明用能強度時采用）；X4為車庫及設備層建筑面積，m2，（僅在計算建筑總用能強度和照明用能強度時采用）。

表1　綜合型公共建筑分項用能強度標準值kWh·（m2·a）-1

表2　純功能區(qū)類型建筑分項用能強度kWh·（m2·a）-1

2 不同類型建筑年用能強度標準值擬合結果

（1）綜合型建筑分項用能強度標準值

從50棟包含各種建筑類型的建筑樣本中，擬合計算出綜合型公共建筑不同功能區(qū)的分項用能強度，包括賓館區(qū)、辦公區(qū)和商場區(qū)的分項用能強度標準值。不同功能區(qū)建筑分項用能強度標準值結果見表1。

（2）純功能類型建筑用能強度標準值

在選取的50棟建筑樣本中，有30棟建筑為純功能類型的建筑，其中包括純賓館10棟、純辦公12棟和純商場8棟。基于這30棟純功能類型的建筑樣本，擬合出純功能類型建筑的分項用能強度標準值，純功能類型建筑分項用能強度標準值結果見表2。

根據以上綜合型公共建筑和純功能類型建筑的不同功能區(qū)域的分項用能強度標準值的研究結果，可以看到不同功能區(qū)建筑分項用能強度標準值有如下特點。

1）商場區(qū)總用能強度標準值及各分項用能強度標準值最高，賓館區(qū)次之，辦公區(qū)最低。

2））所有功能區(qū)中，空調用能強度標準值均為最高，占總能耗的38%～56%。照明用能強度標準值僅次于空調用能強度標準值，占總能耗的13%～33%；其中商場區(qū)的照明用能強度標準值最高，主要與商場建筑的照明功率密度較高及開啟時間較長有關。

3）不同功能區(qū)的空調系統分項用能強度標準值中，制冷機組、熱源及空調末端用能強度為主要能耗，占建筑空調系統總用能強度的80%以上。

4）商場區(qū)的熱源用能強度標準值相對辦公區(qū)和賓館區(qū)較低，主要因為商場區(qū)客流量大且室內照明負荷偏高，故冬季采暖需求較少。

3 綜合型建筑用能強度標準值與純功能類型建筑用能強度標準值的偏差分析

基于50棟綜合型建筑和30棟純功能類型建筑的分項用能強度標準值結果，對不同功能區(qū)的各個分項用能強度標準值進行偏差分析，結果表3和圖1。

由表3可知，綜合型建筑用能強度標準值相對純功能類型建筑用能強度標準值在賓館、辦公、商場不同功能區(qū)的各分項用能強度標準值的偏差值較小，均在15%以內。其中，個別分項用能強度標準值如辦公區(qū)冷凍泵、采暖泵用能強度標準值偏差較大，主要是該分項用能強度標準值本身較低造成的。因此綜合型建筑各分項用能強度標準值研究結果適用于純功能類型建筑的用能強度標準值的評價。

4 單個建筑樣本用能強度對于總體建筑用能強度標準值擬合結果的影響

為了分析所選用的50棟大型公共建筑樣本量對于研究建筑分項用能前度標準值而言數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上，分別逐一增加能耗過高或過低的建筑樣本，并擬合計算建筑各分項用能強度，將其與50棟建筑樣本的用能強度標準值擬合結果對比，分析兩者的偏差大小，結果見表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上，分別逐一增加能耗過高或過低的建筑樣本，增加前后，其分項用能強度標準值擬合計算結果與原50棟建筑樣本的用能強度標準值擬合結果非常接近，各用能強度標準值的變化非常小。因此，可以認為本研究所選用的50棟大型公共建筑樣本量對于研究建筑分項用能強度標準值而言數量已足夠，且所選樣本具備代表性。

表3　綜合型建筑用能強度標準值相對純功能類型建筑用能強度標準值的偏差1］

注1］ 各分項能耗均為等效電用能強度 kWhe/（m2·a）

圖1　綜合性建筑用能指標相對純功能類型建筑用能指標的偏差百分比

5 結語

項目研究所選用的50棟大型公共建筑樣本量對于研究建筑分項用能強度標準值而言數量已足夠，且所選樣本具備代表性。研究所得的用能強度擬合計算公式適用于純功能類型建筑和綜合建筑，為不同建筑之間以及同類建筑之間橫向對比提供了方法，具有推廣價值。

表4　單個建筑樣本用能強度對于總體建筑用能強度標準值擬合結果的影響比較

圖2　單個建筑樣本用能強度對于總體建筑用能強度標準值擬合結果的影響（賓館區(qū)）

圖3　單個建筑樣本用能強度對于總體建筑用能強度標準值擬合結果的影響（辦公區(qū)）

圖4　單個建筑樣本用能強度對于總體建筑用能強度標準值擬合結果的影響（商場區(qū)）

參考文獻

［1］朱偉峰，周聰，蔣友娣，金正日. 上海市大型公共建筑分項用能指標的探討［C］. 上海市制冷學會2011年學術年會論文集，2011

鄭竺凌：（1981-），男，碩士，高級工程師。

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

基金項目：上海市科學技術委員會科研計劃課題：公共建筑用能監(jiān)測市級平臺大數據分析研究與應用示范（14DZ1201901）

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

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