極端氣候影響下某地區(qū)機(jī)關(guān)辦公建筑能耗標(biāo)桿值調(diào)整

0 引言

2020年9月，中國政府在第75屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上向國際社會(huì)作出碳達(dá)峰、碳中和的鄭重承諾——CO

排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！?060”“雙碳”目標(biāo)戰(zhàn)略的提出，使能耗管理在各行各業(yè)得到空前的重視。為推動(dòng)節(jié)約型機(jī)關(guān)建設(shè)、促進(jìn)機(jī)關(guān)用能降耗提效，《中央和國家機(jī)關(guān)能源資源消耗定額》（JGSW 01-2021）以強(qiáng)化定額標(biāo)準(zhǔn)約束作用為目標(biāo)

，這一行動(dòng)拉開了全國各地政府機(jī)關(guān)在推進(jìn)綠色低碳建設(shè)中示范引領(lǐng)作用的序幕。

建筑總能耗標(biāo)桿值一般具備數(shù)值穩(wěn)定性、地區(qū)代表性和區(qū)域普適性

等特點(diǎn)，在以定額為控制標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能管理實(shí)踐中得到越來越廣泛的運(yùn)用。然而，近幾十年來極端氣候在全球范圍內(nèi)頻現(xiàn)，局部地區(qū)某時(shí)段持續(xù)高溫或低溫已成常態(tài)

。由于極端氣溫會(huì)引起建筑用能的波動(dòng)，此時(shí)應(yīng)該根據(jù)情況對(duì)已設(shè)定的能耗標(biāo)桿值進(jìn)行調(diào)整，以體現(xiàn)能耗管理中的動(dòng)態(tài)管理效應(yīng)

。同時(shí)，通過對(duì)調(diào)整方法的研究，也可以更好地探討建筑能耗構(gòu)成的內(nèi)在特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)“能耗定額與一定下降率相結(jié)合方式”指標(biāo)管理要求做好統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)準(zhǔn)備。

這是《戰(zhàn)斗宣言》中的一句唱詞，在西媒報(bào)道中引起廣泛爭議的正是配唱部分中“殺殺殺”的翻譯。在作為研究對(duì)象的九篇西媒報(bào)道中，有三篇以“kill,kill,kill”或“waiting for order to kill”作為大字標(biāo)題（Boeen 2016;Conner 2016;The Guardian 2016），占據(jù)相當(dāng)大的版面，給讀者以強(qiáng)烈的視覺沖擊，讓人感覺觸目驚心，仿佛解放軍是一支本性嗜殺的軍隊(duì)，正在以殺戮作為賣點(diǎn)去招募新兵。新聞報(bào)道的負(fù)面性價(jià)值也因此得以實(shí)現(xiàn)。

本研究以某夏熱冬冷地區(qū)政府機(jī)關(guān)辦公建筑能耗數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，根據(jù)2個(gè)連續(xù)自然年（本文把第1年稱“參考年”、第2年稱“對(duì)比年”）能耗實(shí)測數(shù)據(jù)，提出基于空調(diào)能耗系數(shù)調(diào)整的公式以考慮極端氣候?qū)υ擃惤ㄖ芎牡挠绊憽?/p>

1 某地機(jī)關(guān)辦公建筑能耗標(biāo)桿值的確定

1.1 機(jī)關(guān)辦公建筑能耗構(gòu)成

研究地區(qū)共有64棟政府機(jī)關(guān)辦公建筑納入能耗監(jiān)測，能耗按照明用電、空調(diào)用電、動(dòng)力電和特殊用能等分項(xiàng)計(jì)量

，這類辦公建筑總能耗是各分項(xiàng)能耗之和，見式（1）。

4.投餌與追肥。我縣小龍蝦養(yǎng)殖采取仿生態(tài)低密度放養(yǎng)模式，以攝食天然動(dòng)植物餌料為主，所以特別注重放苗前施肥和養(yǎng)殖期間適時(shí)追肥，在幼蝦投放5～7天施發(fā)酵的畜禽糞60kg/畝，6月下旬到8月下旬主要施有機(jī)肥和生物魚肥，培養(yǎng)大量輪蟲、枝角類、橈足類、水生昆蟲幼體。培育浮游生物及提供適量的有機(jī)碎屑作蝦飼料。

其中：E

——總能耗；

E

——照明能耗；

λ

、λ

——分別為動(dòng)力電和特殊用電調(diào)整系數(shù)，可以根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)取值。

E

——?jiǎng)恿﹄娔芎模?/p>

λ

——照明電調(diào)整系數(shù)，與人均面積、季節(jié)、建筑布置等因素有關(guān)；

綜上所述，“翻轉(zhuǎn)課堂”模式教學(xué)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)有很大的幫助。但是，在高中語文教學(xué)中實(shí)行“翻轉(zhuǎn)課堂”模式的時(shí)候，不能一味地借鑒，教師要注意分析學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，制定適合自己班上學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。

針對(duì)64棟在結(jié)構(gòu)類型、外墻保溫、面積大小、使用條件等方面存在差異的辦公建筑，為建立不同樣本建筑間能耗可比關(guān)系，引入考慮建筑特點(diǎn)、環(huán)境條件（如面積、人流等）、氣候特征等影響因素的建筑總能耗通用表達(dá)式，見式（2）。

E

——特殊電能耗。

λ

——空調(diào)電調(diào)整系數(shù)，受室內(nèi)外溫差控制，并與窗墻比、外墻保溫效果、人員在室率等因素有關(guān)；

推廣差異化產(chǎn)品，需要有專業(yè)的服務(wù)團(tuán)隊(duì)。在服務(wù)團(tuán)隊(duì)建設(shè)方面，心連心不斷增強(qiáng)營銷系統(tǒng)一線作戰(zhàn)能力，按照“動(dòng)車組”的理念，通過重心前移和簡政放權(quán)，形成以銷售分公司為基本作戰(zhàn)單元，充分調(diào)動(dòng)基層作戰(zhàn)單元主動(dòng)性、積極性，加速由業(yè)務(wù)型向營銷服務(wù)型的轉(zhuǎn)變，并提高營銷團(tuán)隊(duì)對(duì)于社會(huì)資源的整合能力、市場的管理能力和服務(wù)能力。

2.4 疾病隱患 岸邊水陸交叉污染帶容易滋生各種病菌和病原體，加上消落區(qū)域泥沙淤積，使得病菌難以擴(kuò)散，容易誘發(fā)各類流行疾病，危害動(dòng)植物的健康和生長。

E

——空調(diào)能耗；

根據(jù)塔里木河項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)展情況分析，當(dāng)前，各類節(jié)水項(xiàng)目工程建設(shè)已完成80%以上，工程節(jié)增水量已超過23億m3，而且，各源流近幾年天然來水量接近多年平均值，但是，各源流下泄干流水量不但沒有增加，反而都在減少，各源流灌區(qū)不僅占用了通過塔里木河項(xiàng)目建設(shè)實(shí)現(xiàn)的節(jié)增水量，還占用了原來的河道下輸生態(tài)水量。2008年，各源流下泄塔里木河干流的水量比治理前還減少了7.77億m3，距離規(guī)劃目標(biāo)還相差18.1億m3。干流斷流長度在逐年增加，時(shí)間在延長，究其原因，主要癥結(jié)在于管理問題沒有得到實(shí)質(zhì)性的解決。

為分析總能耗與各分項(xiàng)能耗間的關(guān)聯(lián)性，對(duì)樣本建筑參考年總能耗數(shù)據(jù)與各分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到的相關(guān)系數(shù)見表1。從相關(guān)系數(shù)看，空調(diào)能耗與總能耗關(guān)聯(lián)程度最高，而照明用電與總能耗關(guān)聯(lián)程度次之。事實(shí)上，研究地區(qū)多年樣本建筑能耗構(gòu)成中，空調(diào)電與照明電構(gòu)成機(jī)關(guān)辦公建筑能耗的主成分

。而動(dòng)力電與總能耗的相關(guān)性最低（負(fù)值），通過對(duì)逐月人流數(shù)據(jù)和人員在室率的分析發(fā)現(xiàn)，其中原因在于當(dāng)氣溫很高（如夏季）或很低（如冬季）時(shí)，人們會(huì)刻意控制外出的頻次，從而減少了諸如電梯等動(dòng)力電的消耗。

近來的成交謹(jǐn)慎，與前段時(shí)間很多復(fù)肥廠家的秋季訂貨會(huì)性質(zhì)的各種大促銷密切相關(guān)，某肥業(yè)鄭州峰會(huì)訂貨10萬噸，某股份成都大會(huì)收款4.5億元……大成交都到前面去了，后面的成交理所當(dāng)然謹(jǐn)小慎微，大伙兒Get到了嗎？

宣禮塔基礎(chǔ)部分從上至下土層分別為：回填沉積(DR)、淤泥沉積(DL)、沙沉積(DS)、鈣質(zhì)砂層(GC)、泥灰?guī)r和透鏡狀黏土(ML)、沖擊沉積(DA)及含砂泥灰?guī)r(MS)，總計(jì)七層。

樣本建筑空調(diào)能耗—總能耗擬合曲線形態(tài)下凹，（如圖2a），曲線斜率增量為正，說明空調(diào)能耗對(duì)總能耗的影響會(huì)越來越大；與之對(duì)比，照明能耗—總能耗擬合曲線形態(tài)上凸并沿水平向收斂（如圖2b），這顯然與實(shí)際用能狀況相符。

N

——基準(zhǔn)天數(shù)（d），研究地區(qū)能耗基準(zhǔn)年（本例為參考年）對(duì)應(yīng)時(shí)段冬季降溫或夏季升溫溫度趨勢段長度，可通過日溫度-時(shí)間曲線獲得；根據(jù)參考年全年日溫度曲線，本例時(shí)間涉及到前一年12月、當(dāng)年1月；

1.2 機(jī)關(guān)辦公建筑能耗標(biāo)桿值

當(dāng)年9月到次年1月為溫度下降段，經(jīng)歷8月份高溫后，自9月份起平均氣溫開始下降，一般在次年1月份達(dá)到最低值。擬合結(jié)果：

從兩年數(shù)據(jù)來看，該地區(qū)能耗管理在對(duì)比年已取得初步成效。主要表現(xiàn)在：1）高于80%保證概率的總能耗值有明顯降低；2）2年相鄰保證概率對(duì)應(yīng)的能耗值增加幅度（Δ1、Δ2值）明顯減少。

2 溫度對(duì)能耗的影響

研究地區(qū)地處南暖溫帶和北亞熱帶的過渡地區(qū)，兼具有南北氣候特征，地區(qū)季節(jié)性溫度變化有其內(nèi)在規(guī)律性，因此季節(jié)性溫度對(duì)能耗的影響也應(yīng)該具備統(tǒng)計(jì)特征

。以參考年數(shù)據(jù)為例，對(duì)樣本建筑月總能耗（E

）與月平均溫度（T)進(jìn)行擬合，得到2個(gè)時(shí)段結(jié)果。

2月-8月為溫度上升段，經(jīng)歷1月份寒冬后，從2月份起氣溫開始回升，一般在8月份達(dá)到峰值溫度。擬合結(jié)果：

該地區(qū)64棟辦公建筑能耗數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控由SCADA系統(tǒng)完成，本次研究最終選取36棟辦公樓有效數(shù)據(jù)參與統(tǒng)計(jì)（剔除因局部系統(tǒng)故障漏記數(shù)據(jù)和因辦公樓改造、機(jī)構(gòu)合并重組等帶來的影響），2個(gè)完整監(jiān)測年度統(tǒng)計(jì)樣本重疊。在各樣本建筑能耗數(shù)據(jù)滿足構(gòu)成相似性和結(jié)構(gòu)一致性的基礎(chǔ)上

，采用“限額水平法”

（保證概率75%）得到該地區(qū)辦公建筑能耗標(biāo)桿參考年與對(duì)比年能耗標(biāo)桿值（見表2和表3）。標(biāo)桿值基本穩(wěn)定，說明取值方法具有相當(dāng)?shù)目煽啃浴?/p>

式中，E——月總能耗，（kWh/m

）/a；

T——月平均溫度，℃。

該地區(qū)某典型辦公建筑總能耗、各分項(xiàng)能耗與監(jiān)測時(shí)間（月份）的關(guān)系曲線見圖1。總能耗曲線、空調(diào)用電曲線在形態(tài)上均表現(xiàn)為“W”形，且明顯表現(xiàn)出與季節(jié)溫度的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性——冬季、夏季能耗高，秋季、春季能耗低。同其它3種能耗相比，總能耗與空調(diào)能耗在形態(tài)上表現(xiàn)出極大的相似性（此類相似性在其他大多數(shù)樣本建筑能耗中也普遍出現(xiàn)）。

從兩個(gè)復(fù)相關(guān)系數(shù)來看，該地區(qū)能耗與溫度的相關(guān)性比較顯著，是總能耗-時(shí)間（月度）曲線（見圖1）呈“W”形態(tài)的根本原因，這同時(shí)也說明溫度是該類建筑能耗的主要控制因素。正因?yàn)槿绱?，本研究把極端氣候影響下空調(diào)用能的調(diào)整列為首要考慮。事實(shí)上，能耗實(shí)測發(fā)現(xiàn)：室內(nèi)氣溫每升高1℃（取暖）或降低1℃（制冷），空調(diào)能耗有約8%～12%的增加

。

專家介紹 汪芳：北京醫(yī)院心血管內(nèi)科主任醫(yī)師，從事心血管臨床醫(yī)療28年，擅長冠心病、高血壓、高脂血癥、心衰、心律失常等疾病的藥物治療及臨床評(píng)價(jià)。

3 空調(diào)能耗系數(shù)修正

極端低溫或高溫對(duì)區(qū)域天氣情況的影響方式有兩種

，一是對(duì)未來短期（取1～3天）或中期（4～7天)平均溫度產(chǎn)生較大的影響；二是使該時(shí)段氣候變化趨勢持續(xù)時(shí)間延長，如冬季出現(xiàn)極端寒潮，則寒冷的天數(shù)會(huì)有一段時(shí)間的延長。就機(jī)關(guān)辦公建筑能耗而言，由于氣候溫度變化對(duì)空調(diào)用電影響最大，以調(diào)整公式（2）中系數(shù)λ

計(jì)算為例，通過對(duì)能耗與溫度的關(guān)系曲線的分析，可得出空調(diào)調(diào)整系數(shù)λ

算式。

極端氣候?qū)^(qū)域溫度的影響一般僅引發(fā)局部溫度范圍的波動(dòng)，而不改變氣候變化趨勢，因此空調(diào)能耗修正系數(shù)應(yīng)與溫度趨勢、波動(dòng)幅度及時(shí)間長短有關(guān)，由此給出空調(diào)能耗調(diào)整系數(shù)λ

修正公式：

事實(shí)上，總能耗與分項(xiàng)能耗，各分項(xiàng)能耗之間都有一定的關(guān)聯(lián)性，如人流量、在室率增加時(shí)，空調(diào)能耗會(huì)高，相應(yīng)的電梯能耗也會(huì)增加等?？傮w上，總能耗及各分項(xiàng)能耗間的相關(guān)性和影響因素多樣性決定了能耗標(biāo)桿值確定的復(fù)雜性

。

N——極端氣候發(fā)生時(shí)溫度趨勢持續(xù)時(shí)間長度（d），獲取方法同N

值確定；

ε——空調(diào)能耗在總能耗中占比，通過樣本統(tǒng)計(jì)分析獲得，建議取加權(quán)平均值；

k——能耗標(biāo)桿值確定年溫度—能耗擬合曲線切線斜率，按升溫曲線或降溫曲線分別取值（取正)。舉例：圖3中參考年降溫段月均溫度-月總能耗擬合曲線切線值k=0．183 8。

參考年冬季降溫時(shí)段持續(xù)時(shí)間t=30 d（前一年12月底到參考年1月下旬）；樣本年對(duì)應(yīng)時(shí)段溫度下降趨勢時(shí)間計(jì)41 d——樣本年1月遭遇極寒天氣導(dǎo)致降溫趨勢延長了11 d?？照{(diào)能耗占比中，采用參考年數(shù)據(jù)（共計(jì)432個(gè)有效數(shù)據(jù)）空調(diào)用電占比變動(dòng)范圍：最低19．9%、最高51．2%，算術(shù)平均35．5%，加權(quán)平均31．6%，本次研究取加權(quán)值ε=0．316。如此修正系數(shù)λ

=1．021 296。即發(fā)生在對(duì)比年的極端低溫，使當(dāng)?shù)乜照{(diào)能耗有約2．129 6%的增加。以此為依據(jù)，則對(duì)比年能耗標(biāo)桿值調(diào)整后值：

62．71（1+λ2）=64．05 kWh/m

/a。此值（未考慮照明用電、動(dòng)力用電等修正）與根據(jù)對(duì)比年全年能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)值確定的標(biāo)桿值（64．51kWh/m

/a）更為接近。

4 結(jié)論與說明

長時(shí)間尺度（如月能耗-月溫度）、大樣本數(shù)據(jù)及對(duì)能耗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的考量，是機(jī)關(guān)辦公建筑能耗標(biāo)桿值的長效、穩(wěn)定等特性得以保證的根本原因。在極端氣候影響下，通過對(duì)研究地區(qū)能耗最敏感因素——空調(diào)能耗系數(shù)的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)能耗動(dòng)態(tài)管理是可靠路徑之一。本次研究得到以下基本認(rèn)識(shí)：

日、月可能是人們?nèi)粘Ｉ钪凶钊菀子^察到的兩個(gè)自然天體，仰則能見，同時(shí)，可能也是對(duì)人們的生產(chǎn)和生活最具影響力的天體。因此，在世界上的許多民族中，都或多或少地有因?qū)θ铡⒃碌某绨菖c想象而產(chǎn)生的日、月神話。

1）研究地區(qū)多年日均溫度存在顯著的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，因此在諸如建筑功能、人流密度和建筑基本參數(shù)（外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、窗墻比）不變條件下，溫度變化就成了影響機(jī)關(guān)辦公建筑能耗的重要因素，而對(duì)空調(diào)用能的修正可以最大程度地體現(xiàn)氣候溫度對(duì)能耗的影響。

2）總能耗與月均溫度關(guān)系曲線表現(xiàn)出顯著的收斂特性，因此收斂曲線段的切線斜率在很大程度上體現(xiàn)出區(qū)域溫度變化趨勢與建筑能耗內(nèi)在關(guān)系，可用于溫度變化對(duì)能耗的影響計(jì)算。

3）空調(diào)能耗修正系數(shù)與溫度變化幅度及降、升溫持續(xù)時(shí)間的長短有關(guān)，通過溫度變化趨勢延長天數(shù)（即增量Δn）和月能耗—月均溫度擬合關(guān)系中曲線段切線斜率（K），可以建立能耗增量與溫變幅度及時(shí)間的關(guān)系，并借此對(duì)極端氣候條件下能耗標(biāo)桿值調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)建筑能耗動(dòng)態(tài)的量化管理。

4）本次研究結(jié)果尚缺少對(duì)極端高溫天氣適用驗(yàn)證，但從邏輯關(guān)系和修正思路的基礎(chǔ)、依據(jù)上分析，該方法有著比較好的適用性。

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