2021年上海市公共建筑能耗監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)分析

0 引言

2021年10月，國務(wù)院發(fā)布《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案的通知》（以下簡稱《通知》）?！锻ㄖ访鞔_要求將碳達峰貫穿于經(jīng)濟社會發(fā)展全過程和各方面，重點實施能源綠色低碳轉(zhuǎn)型行動、節(jié)能降碳增效行動、工業(yè)領(lǐng)域碳達峰行動、城鄉(xiāng)建設(shè)碳達峰行動、交通運輸綠色低碳行動、循環(huán)經(jīng)濟助力降碳行動、綠色低碳科技創(chuàng)新行動、碳匯能力鞏固提升行動、綠色低碳全民行動、各地區(qū)梯次有序碳達峰行動等“碳達峰十大行動”。2021年，上海市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會、上海市發(fā)展和改革委員會會同相關(guān)單位，進一步深化上海市國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測平臺（以下簡稱“能耗監(jiān)測平臺”）運行實踐和數(shù)據(jù)應(yīng)用，持續(xù)推動上海市公共建筑節(jié)能減排工作，助力建筑領(lǐng)域碳達峰。

本文基于2021年能耗監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)，從多個角度分析上海市公共建筑用能現(xiàn)狀和特征，為廣大節(jié)能工作者提供數(shù)據(jù)參考。

需求分析是指在課程設(shè)置和實施的過程中，課程設(shè)計人員和教師通過內(nèi)省、訪談、觀察和問卷等手段對學生的主觀與客觀需求進行調(diào)查分析，從而確定學生學什么和如何學的過程。需求分析20世紀70年代進入外語教育領(lǐng)域，之后研究者們紛紛從不同視角提出了不同的研究分類。Hutchinson&Waters（2002）認為需求可分為目標需求和學習需求：目標需求又可細分為必學知識、欠缺知識和想學知識；學習需求則細分為學習環(huán)境條件、學習者知識、學習者技能和策略以及學習者動機等。需求分析是教學實施前的一個診斷過程，能夠為教學活動和教學計劃改進提供依據(jù)。

1 上海市能耗監(jiān)測平臺發(fā)展規(guī)模

能耗監(jiān)測平臺自2010年啟動建設(shè)和逐步拓展完善，已運行十余年，至2021年12月31日，上海市累計有2 143棟公共建筑完成用能分項計量裝置的安裝并實現(xiàn)與能耗監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，覆蓋建筑面積10 101.1萬m

，其中國家機關(guān)辦公建筑210棟，占監(jiān)測總量的9.8%，覆蓋建筑面積406.9萬m

；大型公共建筑1 933棟，占監(jiān)測總量的90.2%，覆蓋建筑面積9 694.2萬m

。按建筑功能分類統(tǒng)計情況如表1所示。

2021年新增聯(lián)網(wǎng)建筑共計126棟，新增建筑面積893.1萬m

。近年來，由于節(jié)能管理工作的持續(xù)推進以及相關(guān)管理制度的完善，未聯(lián)網(wǎng)的存量建筑在逐步減少，新竣工建筑聯(lián)網(wǎng)數(shù)逐年增加。

而且地暖目前是全球公認的最舒適的采暖形式。冬季地面供35℃左右的溫水，夏季地面采取20℃以上的冷水，進行地面調(diào)溫，通過“低溫采暖，高溫制冷”達到節(jié)能目的。常年保證地面溫度高于24℃，全年室溫恒定在20℃～26℃，室內(nèi)溫度梯度接近理想溫度梯度，室溫分布均勻，全年無四季之差。

2 上海市公共建筑能耗總體情況分析

2021年，與能耗監(jiān)測平臺聯(lián)網(wǎng)的公共建筑年總用電量約為101.2億kWh，按《上海市生態(tài)環(huán)境局關(guān)于調(diào)整本市溫室氣體排放核算指南相關(guān)排放因子數(shù)值的通知》（滬環(huán)氣〔2022〕34號）中電力排放因子4.2 t CO

/10

kWh計算

，折合碳排放量約

從兩個最高用電負荷出現(xiàn)時間可以看出，冬季和夏季用電高峰時刻差別較大，結(jié)合氣溫，取2021年1月8日與7月14日這兩日逐時用電數(shù)據(jù)進行峰谷用電情況分析，結(jié)果如表4所示，其中峰時段與谷時段分別按照工商業(yè)用電兩部制計算。

取立位或仰臥位，左手放在頭后方，用右手檢查左乳房，手指要并攏，從乳房上方順時針逐漸移動檢查，按外上、外下、內(nèi)下、內(nèi)上、腋下順序，系統(tǒng)檢查有無腫塊。注意不要遺漏任何部位，不要用指尖壓或是擠捏。檢查完乳房后，用食指和中指輕輕擠壓乳頭，觀察是否有帶血的分泌物。通過檢查，如果發(fā)現(xiàn)腫塊或其他異常要及時到醫(yī)院做進一步檢查。

425.0萬tCO

。按不同類型建筑分別統(tǒng)計，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，依然是用電消耗主力，四類建筑用電量占總量的82.3%。各類型建筑年總用電量占比如圖1所示。

從主要類型建筑2021年分項用電占比來看，照明與插座用電、空調(diào)用電為主要用電分項，各類型建筑這兩項之和均超過70%（如圖6所示）。

從歷年用電情況變化趨勢來看，由于聯(lián)網(wǎng)建筑總量不斷增加，聯(lián)網(wǎng)的公共建筑的年總用電量逐年遞增，但用電強度呈平緩波動勢態(tài)，無明顯的增長趨勢，如圖3所示。2021年公共建筑單位面積年平均用電量為100.2 kWh/m

，與“十三五”期間的平均用電強度105.5 kWh/m

相比較（不含2020年）下降了5.2%，這與上海市在能耗監(jiān)測、能源審計、節(jié)能改造、能效提升等監(jiān)管工作的持續(xù)推進以及廣大樓宇業(yè)主節(jié)能意識的提高不無關(guān)系。

國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，截至9月末，石油和化工行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)27702家，累計增加值同比增長4.9%，增幅比1～8月加快0.1個百分點，低于同期全國規(guī)模工業(yè)增加值增幅1.5個百分點。其中，化學工業(yè)增加值增長4.0%，比1～8月加快0.2個百分點；石油天然氣開采業(yè)增長4.1%，加快0.4個百分點；煉油業(yè)增幅6.9%，回落0.2個百分點。

3 主要類型公共建筑能耗情況分析

3.1 用電強度情況

2021年，與能耗監(jiān)測平臺聯(lián)網(wǎng)的各類公共建筑逐月用電強度如表2所示，年度用電強度情況如圖4所示。文化建筑、體育建筑和其它建筑因上傳數(shù)據(jù)樣本量有限，用電量數(shù)據(jù)僅供參考。從圖表中可以看出，醫(yī)療衛(wèi)生建筑和商場建筑用電強度明顯高于其余類型公共建筑，這與其服務(wù)量有一定關(guān)系，兩者都具有大人流量的特性。

貫徹落實開孔施工的時候，應(yīng)規(guī)避沖擊振動所引發(fā)的鄰孔塌陷問題[2]。通常情況下，要在完成鄰孔混凝土澆筑工作一天以后進行鉆進作業(yè)。若孔口要采用人工填土的方式，應(yīng)當在開鉆之前，將適量黏土與粒徑不超過15cm的片石填入到孔內(nèi)，將頂部拋平，保證泥漿比重控制在1.6以內(nèi)。當鉆進的深度達到1m以后就要回填黏土。綜合考慮具體的狀況，選擇使用低沖程沖砸的方式反復(fù)操作以上流程。當沖砸在鉆頭頂部護筒之下1m的情況下，即可選擇高沖程鉆進的方式，最終完成開孔作業(yè)。

3.2 分項用電情況

2021年與能耗監(jiān)測平臺聯(lián)網(wǎng)的公共建筑逐月用電強度如圖2所示。由于2020年上半年受疫情影響，因此加入2019年數(shù)據(jù)一起進行比對分析。從圖中可以看出，2020年1-5月因受疫情影響，聯(lián)網(wǎng)公共建筑平均用電強度較低，而2021年社會已恢復(fù)正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，1-5月用電強度與2019年水平接近。此外，建筑逐月用電強度變化情況與氣溫變化趨勢基本一致。夏季隨著氣溫不斷升高，空調(diào)制冷需求逐漸增大，導(dǎo)致用電量也逐漸增加，同時，冬季隨著氣溫不斷降低，空調(diào)采暖需求逐漸增大，用電量也逐漸增加。從上半年數(shù)據(jù)來看，2021年1月平均溫度低于2019年1月，對應(yīng)1月用電強度明顯高于同期水平；2021年2月平均溫度高于2019年，對應(yīng)2月用電強度也低于同期水平，而其余月份平均溫度接近，用電強度也接近。從下半年數(shù)據(jù)來看，三年用電強度最高的月份均是當年平均氣溫最高的月份，而2021年9-10月氣溫持續(xù)高于2020年同期，使得對應(yīng)月份的用電強度也明顯高于同期水平。另外2月由于春節(jié)放假原因，往往是繼過渡季之后用電強度較低的月份。

照明與插座用電占比較高的為商場建筑、辦公建筑及教育建筑，辦公建筑主要由于除照明用電外，其辦公設(shè)備插座用電也較多；商場建筑主要由于營業(yè)環(huán)境需求，照明功率密度一般高于其它類型建筑；教育建筑主要由于學習環(huán)境需求，照明需求較大且各種多媒體計算機設(shè)備插座用電較多，同時其空調(diào)用能需求又少于其它類型建筑。

空調(diào)用電占比最高的為醫(yī)療衛(wèi)生建筑，這是由于其人員流動性和密度、室內(nèi)空氣質(zhì)量要求所導(dǎo)致的全年制冷采暖需求高于其它類型建筑。

3.3 工作日與節(jié)假日用電情況

在2021年制冷季、過渡季、供暖季中分別選取一個自然月，計算典型類型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(guān)辦公建筑與辦公建筑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(diào)的制冷季及供暖季，差異率可在50%~75%，體現(xiàn)了辦公類建筑的用電周期性；旅游飯店建筑、商場建筑工作日與非工作日用電量差異較小，體現(xiàn)了商業(yè)建筑的連續(xù)營業(yè)特性；醫(yī)療衛(wèi)生建筑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(jié)差異率基本一致，反映了衛(wèi)生類建筑運營的特殊性，非工作日仍有大部分區(qū)域持續(xù)運營（如急診、病房、周六門診等）。

對以上三個月的辦公類建筑（包含國家機關(guān)辦公建筑）、旅游飯店建筑和商場建筑樣本逐日數(shù)據(jù)分別進行離差標準化，形成0~1的無量綱數(shù)據(jù)集，并繪制如圖7所示的熱力圖。

從圖中可以看出三類建筑普遍在冬季極端低溫日和夏季極端高溫日期間能耗較高，辦公類建筑能耗對氣溫變化更為敏感。旅游飯店和商場建筑能耗無明顯周期規(guī)律，但元旦放假期間有明顯的用能高峰，如圖7（b）和（c）所示，說明節(jié)假日對商業(yè)及旅游業(yè)有一定刺激作用。

從圖中可以看出，無論在哪個季節(jié)，旅游飯店建筑和商場建筑一個月里的色差較?。▊€別特殊情況除外），這也與前述表3計算結(jié)果相符，其工作日與非工作日能耗差異較小。另外可以看到，在1月21日后旅游飯店建筑和商場建筑突然迎來了一個短暫的“淡季”，經(jīng)調(diào)查，2021年1月21日上海出現(xiàn)了6個新冠確診病例，后續(xù)零星仍有確診病例出現(xiàn)，從而對商業(yè)經(jīng)濟造成了一定影響，也說明市民自覺抗疫，在出現(xiàn)疫情的情況下盡量減少了外出和去人員集中的場所。

將不同類型建筑樣本標準化值進行平均，得到如圖8所示能耗日歷熱力圖，圖中當格子顏色越深紅（越接近1）則說明當天相對能耗較高的建筑越多，當格子顏色越淺藍（越接近0）說明當天相對能耗較低的建筑越多，通過該熱力圖可以發(fā)現(xiàn)各類型建筑能耗的用能變化趨勢。

同樣在7月25日（周日）、26日可以看到旅游飯店建筑和商場建筑也出現(xiàn)了不尋常的能耗低谷，經(jīng)調(diào)查，這兩日上海普降大暴雨，從而影響了市民的出行意愿，同時由于下雨氣溫降低，因此這兩日能耗相對7月其它日偏低。

過去5年主要類型建筑用電強度變化情況如圖5所示。經(jīng)分析可得，除2020年受疫情影響，其余幾年用電強度主要受氣溫影響出現(xiàn)波動，無明顯增長趨勢，說明公共建筑單耗得到了較為有效的控制。

1.2.4 評價標準 生長發(fā)育評價根據(jù)2006 年WHO推薦的Z 評分進行評價：年齡別體質(zhì)量(WAZ)<-2為低體質(zhì)量；年齡別身長(HAZ)<-2 為生長遲緩。按照世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國兒童基金會推薦的標準，6～59個月齡兒童貧血的診斷標準為Hb<110 g/L。

此外，從圖中可以看出辦公類建筑能耗受溫度影響波動更為明顯，在1月8日（最低溫日）和7月14日（最高溫日）時，辦公類建筑當日標準化值平均數(shù)大于0.9，說明大部分辦公樓在1月8日能耗達到當月最高值或接近最高值，但旅游飯店建筑和商場建筑還受人流、入住率等影響，因此每棟建筑達到當月最大能耗時間較為分散，不完全與氣溫變化對應(yīng)，尤其在過渡季11月，其每日標準化平均值基本在0.3~0.6左右，說明每棟建筑逐日用能變化差異性較大。

3.4 峰谷用電情況

根據(jù)上海市相關(guān)部門數(shù)據(jù)，2021年1月上海受寒潮影響，冬季最高用電負荷為3 339萬kW，出現(xiàn)在1月7日晚上8:30左右

，超過了2020年夏季最高負荷；2021年夏季最高用電負荷為3 352萬kW，出現(xiàn)在7月14日13:23

。

譯文絕非第二性或派生性的，而是主要的文學工具之一，是更大的社會機構(gòu)——如教育系統(tǒng)、藝術(shù)團體、出版公司，乃至政府——用以按照自己的意愿“操縱”特定社會，“建構(gòu)”自己所期待的“文化”類型。

從結(jié)果可以看出，冬季峰谷比明顯小于夏季，旅游飯店建筑和醫(yī)療衛(wèi)生建筑冬季峰谷用電量基本持平。這主要由三個原因造成：一是冬季峰時段比夏季谷時段少兩個小時；二是冬季部分建筑使用非電能源采暖；三是冬季夜間寒冷，對于夜間仍運行的建筑，谷時段用能需求大于夏季。

目前國內(nèi)的智能停車管理廠商已經(jīng)有很多成熟的技術(shù)，能夠幫助學校提高停車場的管理效率，學?？梢砸胝臆囄坏華PP，使車牌識別、智能倒閘和停車計費等共同提升停車場的管理水平。

商場建筑無論在冬季還是夏季都是峰谷比最大的，這與其營業(yè)時長有關(guān)，商場建筑比起辦公類建筑在峰時段運行時間更長，但比起旅游飯店建筑和醫(yī)療衛(wèi)生建筑基本24 h運轉(zhuǎn)的特性，其谷時段又基本停止運行，所以造成了較大的峰谷比。

各類公共建筑2021年1月8日與7月14日峰谷平用電量占比情況如圖9所示。從圖中可以看出，冬季與夏季各類型公共建筑峰谷平分布趨勢是一致的，冬季平時用電量占比最大，約50%；夏季峰時用電量與平時用電量基本持平。旅游飯店建筑和醫(yī)療衛(wèi)生建筑谷時用電量占比較大，占總用電量的四分之一左右。

4 上海市建筑領(lǐng)域碳排放智慧監(jiān)管平臺建設(shè)展望

能耗監(jiān)測平臺已累計運行十余年，形成了上海市建筑能耗數(shù)據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)庫，是上海節(jié)能工作的一張閃亮名片。在國家、上海市“雙碳”戰(zhàn)略背景下，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型政策指引下，能耗監(jiān)測平臺也亟需加快升級建設(shè)成上海市建筑領(lǐng)域碳排放智慧監(jiān)管平臺，融合現(xiàn)有市級建管平臺等相關(guān)數(shù)據(jù)資源，聚焦建筑碳排放監(jiān)測管理、能源與環(huán)境智能服務(wù)、可再生能源監(jiān)測等核心功能，拓展數(shù)據(jù)采集范圍，空間維度上實現(xiàn)“全市—各區(qū)/特定建筑群—單體”的建筑碳排放全方位監(jiān)管，時間維度上實現(xiàn)“設(shè)計—施工—運行—改擴建—拆除”的建筑全生命周期碳排放追蹤，量化可再生能源利用等碳中和技術(shù)應(yīng)用情況，建設(shè)碳排放及環(huán)境監(jiān)管示范項目，為上海市建筑節(jié)能減排管理模式從單一能耗管控轉(zhuǎn)向能耗與碳排放雙控提供數(shù)據(jù)支撐，為推動上海市建筑領(lǐng)域碳達峰、碳中和工作助力。

［1］上海市生態(tài)環(huán)境局.上海市生態(tài)環(huán)境局關(guān)于調(diào)整本市溫室氣體排放核算指南相關(guān)排放因子數(shù)值的通知（滬環(huán)氣〔2022〕34號）［EB/OL］.https://www.shanghai.gov.cn/gwk/search/content/ec12e83686d2441b9 79fb1ec838bcbb7.

［2］羅水元.上海用電負荷創(chuàng)歷史新高［EB/OL］.（2021-01-08）.http://paper.xinmin.cn/html/xmwb/2021-01-08/1/92262.html.

［3］羅 水 元.3352.7萬 千 瓦！上 海 用 電 負 荷 創(chuàng) 新 高［EB/OL］.（2021-07-15）.https://paper.xinmin.cn/html/xmwb/2021-07-15/1.html.