鎮(zhèn)江市機關(guān)辦公建筑不同空調(diào)系統(tǒng)能耗限額研究

吳德茂，貢　達(dá)，焦　琥，李鵬飛，朱華德（ . 鎮(zhèn)江城市建設(shè)產(chǎn)業(yè)集團有限公司，江蘇　鎮(zhèn)江　000；.江蘇鎮(zhèn)江建筑科學(xué)研究院集團股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 000）

我國建筑用能占全國能源消費總量的 30% 左右[1]。機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑面積不足城鎮(zhèn)總建筑面積的4%，但是用能占全國城鎮(zhèn)用能的 30% 左右，單位面積用能更是普通居民住宅的 10 倍以上。從 2007 年開始，按照國家住建部和財政部的統(tǒng)一部署，在全國范圍內(nèi)開展了國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)工作，主要工作內(nèi)容包括能耗統(tǒng)計、能源審計、能效公示、能耗監(jiān)測平臺建設(shè)、用能定額和超定額加價以及其他各項制度建設(shè)。

最近幾年來，江蘇省鎮(zhèn)江市公共建筑飛速發(fā)展，同時建筑用能也已經(jīng)從 2006 年的 899 萬 t 標(biāo)準(zhǔn)煤增加到 2016年的 2 100 萬 t 標(biāo)準(zhǔn)煤?！督K省綠色建筑發(fā)展條例》第30 條明確要求建筑主管部門應(yīng)當(dāng)會同相關(guān)部門制定機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗限額。因此鎮(zhèn)江市亟需編制能耗限額指標(biāo)，用來衡量機關(guān)辦公建筑用能是否合理，減少建筑的超額用能情況。

本文調(diào)研了 84 家機關(guān)辦公建筑，其中使用分體式空調(diào)的 39 家，45 家使用中央空調(diào)系統(tǒng)。通過對 84 家機關(guān)辦公建筑的能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，評價鎮(zhèn)江市機關(guān)辦公建筑的用能水平；同時使用限額水平法，推薦鎮(zhèn)江市的能耗限額指標(biāo)，為鎮(zhèn)江市能耗限額水平值的制定提供一定的理論支撐。

1　建筑能耗分析

圖1、圖2 分別為分體式空調(diào)系統(tǒng)和中央空調(diào)系統(tǒng)單位面積能耗。

圖1　分體式空調(diào)系統(tǒng)單位面積能耗

圖2　中央空調(diào)系統(tǒng)單位面積能耗

從圖1、圖2 可以看出，分體式空調(diào)系統(tǒng)單位面積能耗平均值為 15.95 kgce/m2，其中用能最少的單位，單位面積能耗為 5.86 kgce/m2，而最大的單位面積能耗為 39.77 kgce/m2。中央空調(diào)系統(tǒng)最小值為 6.77 kgce/m2，平均單位面積能耗為 20.03 kgce/m2，最大單位面積能耗為 44.37 kgce/m2。使用分體式空調(diào)系統(tǒng)的平均單位能耗比使用中央空調(diào)系統(tǒng)的單位面積能耗低 20.37%。因此對于空調(diào)形式不作要求的機關(guān)辦公建筑單位，優(yōu)先使用分體式空調(diào)系統(tǒng)。

(2) 圖3 與圖4 分別是分體式空調(diào)系統(tǒng)和中央空調(diào)系統(tǒng)建筑單位面積電耗、人均電耗和人均建筑面積之間的變化關(guān)系圖。

圖3　分體式空調(diào)系統(tǒng)各用能參數(shù)對比

圖4　中央空調(diào)系統(tǒng)各用能參數(shù)對比

從圖3、圖4 可以看出，單位面積用電量與人均用電量之間并沒有明顯關(guān)系，但人均用電量與人均建筑面積呈正相關(guān)，即人均建筑面積較大時，人均用電量也相對較高。可見建筑的使用人數(shù)是影響建筑實際能耗需求量大小的關(guān)鍵因素之一。

2　能耗限額制定方法

本次調(diào)研中，機關(guān)辦公建筑能耗主要為電耗，其他能耗用量較少不納入統(tǒng)計。

參考江蘇省發(fā)改委《我委關(guān)于明確能源消耗折算系數(shù)參照標(biāo)準(zhǔn)的通知》，電力(等價)折算系數(shù)為 0.33 kgce/kW·h。

目前，公共建筑用能指標(biāo)的確定方法主要有兩種：①基于調(diào)研統(tǒng)計的建筑能耗歷史數(shù)據(jù)確定建筑限額的統(tǒng)計限額法。這是一種基于調(diào)研統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定的限額取值方法，主要有經(jīng)驗法、平均值法、回歸分析法、限額水平法[2～4]。② 對實際建筑模型進(jìn)行簡化處理后建模，通過模擬分析計算出建筑的能耗。

目前使用最多的方法是限額水平法。限額水平法是利用數(shù)理統(tǒng)計方法對研究對象進(jìn)行統(tǒng)計分析，確定研究對象的概率分布函數(shù)，再根據(jù)實際情況確定合適的用能指標(biāo)水平，以此測算限額水平對應(yīng)的建筑用能指標(biāo)值。限額水平法可以根據(jù)實際情況調(diào)整限額水平值，以符合當(dāng)?shù)亟ㄖ?jié)能技術(shù)與經(jīng)濟水平的建筑用能指標(biāo)。

本文選擇限額水平法對機關(guān)辦公建筑的能耗進(jìn)行處理分析。具體計算流程為：對建筑樣本進(jìn)行統(tǒng)計分析→去除一些不合理的建筑及用能情況→獲得最終的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。根據(jù)式(1)、式 (2) 計算出統(tǒng)計數(shù)據(jù)的平均值 X 和標(biāo)準(zhǔn)差σ值：

驗證機關(guān)辦公建筑用能數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，當(dāng)樣本數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布時，限額水平對應(yīng)的用能指標(biāo)值 R 根據(jù)式 (3) 計算：

其中 zα為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的上α分位點，即為累計概率為 1-α 時對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度分位點。

但我們也應(yīng)當(dāng)清醒地意識到，與發(fā)達(dá)國家相比，在綠色農(nóng)藥的新結(jié)構(gòu)、新品種、環(huán)境友好新劑型的研究開發(fā)方面，與國際先進(jìn)水平仍有較大的差距。同時，行業(yè)長期以來的粗放式發(fā)展，安全環(huán)保事故頻發(fā)，處于產(chǎn)業(yè)鏈低端，且大宗產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，使得部分地方與民眾對農(nóng)藥生產(chǎn)持有強烈的抵觸情緒和反對態(tài)度，使行業(yè)發(fā)展蒙上陰影。但是，目前不加區(qū)別的一刀切式強令停工停產(chǎn)，迫使農(nóng)藥制造有加速向印度等國轉(zhuǎn)移的趨勢。一旦失去了包括農(nóng)藥工業(yè)在內(nèi)的中國制造業(yè)優(yōu)勢，可能再也回不來了。中國改革開放以來巨大的進(jìn)步和發(fā)展證明：“化工及農(nóng)藥生產(chǎn)解決了我們的衣食住行，改善并將繼續(xù)改善我們美好的生活”。

3　能耗限額研究

3.1　正態(tài)性檢驗

采用分位數(shù)圖示法(Quantile-Quantile Plot，簡稱Q-Q圖)對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗[5]，結(jié)果如圖5、圖6所示。

圖5　分體式空調(diào)系統(tǒng)正態(tài)性檢驗

圖6　中央空調(diào)系統(tǒng)正態(tài)性檢驗

從圖5、圖6 中的 Q-Q 圖中可以看出，各數(shù)據(jù)點近似在同一條直線上。經(jīng)過 K-S 檢驗，面積單位能耗和人均耗電量的顯著性數(shù)值均＞0.05。因此，可認(rèn)為樣本建筑的能耗服從正態(tài)分布。

3.2　限額水平確定

表1 為機關(guān)辦公建筑分體式空調(diào)系統(tǒng)和中央空調(diào)系統(tǒng)能耗定額水平表。

表1　機關(guān)辦公建筑定額水平表

由于鎮(zhèn)江地區(qū)初步制定能耗限額水平，按照先緊后松原則，推薦以定額水平 0.5 為約束性指標(biāo)，即 50% 的建筑用能超過規(guī)定值。定額水平 0.75 為目標(biāo)性指標(biāo)，即只有 25%的建筑用能低于規(guī)定值。匯總后得到鎮(zhèn)江市機關(guān)辦公建筑能耗限額值，見表2。

表2　鎮(zhèn)江市機關(guān)辦公建筑能耗限額值

4　結(jié)　語

(1) 分體式空調(diào)系統(tǒng)的平均單位能耗比使用中央空調(diào)系統(tǒng)單位面積能耗低 20.37%。因此對于空調(diào)形式不作要求的機關(guān)辦公建筑單位，優(yōu)先使用分體式空調(diào)系統(tǒng)。

(3) 對于使用分體式空調(diào)系統(tǒng)的機關(guān)辦公建筑，能耗約束性指標(biāo)即限額建議值為：單位面積能耗 15.95 kgce/m2，單位面積電耗 48.32 kW·h/m2，人均用電量 1 765.51 kW·h/p。對于使用中央空調(diào)系統(tǒng)的機關(guān)辦公建筑，能耗限額建議值為：單位面積能耗 20.03 kgce/m2，單位面積電耗60.68 kW·h/m2，人均用電量 2 624.80 kW·h/p。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 周志勇,付祥釗,劉俊躍,等.基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)編制的公共建筑能耗定額[J].煤氣與熱力,2009,29(12)：14-17.

[5] 王斌會,徐勇勇.正態(tài)性檢驗的圖示方法及其應(yīng)用[J].數(shù)理統(tǒng)計與應(yīng)用概率,1996,11(2)：249-256.