大型公共建筑用能强度标准值研究

郑竺凌 朱伟峰 付彩风 上海市建筑科学研究院



大型公共建筑用能强度标准值研究

郑竺凌 朱伟峰 付彩风 上海市建筑科学研究院

摘要：提出了大型公共建筑用能强度标准值计算方法，解决了不同类型建筑以及同类型建筑之间不能横向比较的问题。选取不同功能性质的大型公共建筑（建筑功能包括宾馆、办公、商场及综合型建筑）分项用能强度，采用多元回归分析方法对建筑各分项用能强度进行最佳拟合，得出各种不同建筑的用能强度标准值，在此基础上对综合型建筑与纯功能型建筑的用能强度标准值进行偏差分析，得出综合型建筑各分项用能强度标准值同样适用于纯功能型建筑，最后通过单体建筑用能强度对总体建筑用能强度标准值拟合结果进行验证。

关键词：大型公共建筑；用能强度；标准值

本次研究对象来自上海地区69栋大型公共建筑，其中，纯宾馆建筑12栋、纯办公建筑14栋、纯商场建筑11栋、综合商办楼建筑17栋、其他综合性宾馆办公商场建筑9栋及6家大型购物超市。

为了使大型公共建筑分项用能指标研究用的建筑样本更具代表性，去除每种建筑类型中单位面积总能耗过高和过低、采用溴化锂机组制冷的建筑样本，最终筛选出50栋有效建筑样本，涵盖宾馆、办公、商场及综合性建筑。

本研究中能耗数据即为用能强度，总能耗数据为空调系统能耗，照明系统能耗和其他设备能耗。空调系统能耗指用于向房间供冷及供暖服务的设备系统能耗，这部分能耗包括集中空调和供暖系统的冷源、热源、输配系统、空调末端等。照明系统能耗按照不同功能可分为普通照明、应急照明、景观照明。其他设备能耗指除空调系统和照明系统能耗外的其他能耗。

1 用能强度拟合计算公式

为研究不同功能区面积与建筑各分项用能强度的影响，本文采用多元回归分析方法对建筑各功能区的面积及各分项用能强度进行最佳直线拟合［1］，得到各分项用能强度的拟合计算公式如下：

式中 Y为建筑分项用能强度，kWhe/a；C1为宾馆区分项用能强度，kWhe/（m2·a）；X1为宾馆区建筑面积，m2；C2为办公区分项用能强度，kWhe/（m2·a）；X2为办公区建筑面积，m2；C3为商场区分项用能强度，kWhe/（m2·a）；X3为商场区建筑面积，m2；C4为车库及设备层分项用能强度，考虑到其用能设备单一，用能强度变化不大，对6栋典型建筑车库及设备层用能强度进行统计拟合后，取车库及设备层用能强度为25 kWhe/（m2·a）（仅在计算建筑总用能强度和照明用能强度时采用）；X4为车库及设备层建筑面积，m2，（仅在计算建筑总用能强度和照明用能强度时采用）。

表1　综合型公共建筑分项用能强度标准值kWh·（m2·a）-1

表2　纯功能区类型建筑分项用能强度kWh·（m2·a）-1

2 不同类型建筑年用能强度标准值拟合结果

（1）综合型建筑分项用能强度标准值

从50栋包含各种建筑类型的建筑样本中，拟合计算出综合型公共建筑不同功能区的分项用能强度，包括宾馆区、办公区和商场区的分项用能强度标准值。不同功能区建筑分项用能强度标准值结果见表1。

（2）纯功能类型建筑用能强度标准值

在选取的50栋建筑样本中，有30栋建筑为纯功能类型的建筑，其中包括纯宾馆10栋、纯办公12栋和纯商场8栋。基于这30栋纯功能类型的建筑样本，拟合出纯功能类型建筑的分项用能强度标准值，纯功能类型建筑分项用能强度标准值结果见表2。

根据以上综合型公共建筑和纯功能类型建筑的不同功能区域的分项用能强度标准值的研究结果，可以看到不同功能区建筑分项用能强度标准值有如下特点。

1）商场区总用能强度标准值及各分项用能强度标准值最高，宾馆区次之，办公区最低。

2））所有功能区中，空调用能强度标准值均为最高，占总能耗的38%～56%。照明用能强度标准值仅次于空调用能强度标准值，占总能耗的13%～33%；其中商场区的照明用能强度标准值最高，主要与商场建筑的照明功率密度较高及开启时间较长有关。

3）不同功能区的空调系统分项用能强度标准值中，制冷机组、热源及空调末端用能强度为主要能耗，占建筑空调系统总用能强度的80%以上。

4）商场区的热源用能强度标准值相对办公区和宾馆区较低，主要因为商场区客流量大且室内照明负荷偏高，故冬季采暖需求较少。

3 综合型建筑用能强度标准值与纯功能类型建筑用能强度标准值的偏差分析

基于50栋综合型建筑和30栋纯功能类型建筑的分项用能强度标准值结果，对不同功能区的各个分项用能强度标准值进行偏差分析，结果表3和图1。

由表3可知，综合型建筑用能强度标准值相对纯功能类型建筑用能强度标准值在宾馆、办公、商场不同功能区的各分项用能强度标准值的偏差值较小，均在15%以内。其中，个别分项用能强度标准值如办公区冷冻泵、采暖泵用能强度标准值偏差较大，主要是该分项用能强度标准值本身较低造成的。因此综合型建筑各分项用能强度标准值研究结果适用于纯功能类型建筑的用能强度标准值的评价。

4 单个建筑样本用能强度对于总体建筑用能强度标准值拟合结果的影响

为了分析所选用的50栋大型公共建筑样本量对于研究建筑分项用能前度标准值而言数量是否足够及是否具备代表性，本次研究在50栋建筑样本量的基础上，分别逐一增加能耗过高或过低的建筑样本，并拟合计算建筑各分项用能强度，将其与50栋建筑样本的用能强度标准值拟合结果对比，分析两者的偏差大小，结果见表4和图2，图3和图4。

从表3和图2～·4可以看到，在50栋建筑样本量的基础上，分别逐一增加能耗过高或过低的建筑样本，增加前后，其分项用能强度标准值拟合计算结果与原50栋建筑样本的用能强度标准值拟合结果非常接近，各用能强度标准值的变化非常小。因此，可以认为本研究所选用的50栋大型公共建筑样本量对于研究建筑分项用能强度标准值而言数量已足够，且所选样本具备代表性。

表3　综合型建筑用能强度标准值相对纯功能类型建筑用能强度标准值的偏差1］

注1］ 各分项能耗均为等效电用能强度 kWhe/（m2·a）

图1　综合性建筑用能指标相对纯功能类型建筑用能指标的偏差百分比

5 结语

项目研究所选用的50栋大型公共建筑样本量对于研究建筑分项用能强度标准值而言数量已足够，且所选样本具备代表性。研究所得的用能强度拟合计算公式适用于纯功能类型建筑和综合建筑，为不同建筑之间以及同类建筑之间横向对比提供了方法，具有推广价值。

表4　单个建筑样本用能强度对于总体建筑用能强度标准值拟合结果的影响比较

图2　单个建筑样本用能强度对于总体建筑用能强度标准值拟合结果的影响（宾馆区）

图3　单个建筑样本用能强度对于总体建筑用能强度标准值拟合结果的影响（办公区）

图4　单个建筑样本用能强度对于总体建筑用能强度标准值拟合结果的影响（商场区）

参考文献

［1］朱伟峰，周聪，蒋友娣，金正日. 上海市大型公共建筑分项用能指标的探讨［C］. 上海市制冷学会2011年学术年会论文集，2011

郑竺凌：（1981-），男，硕士，高级工程师。

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

基金项目：上海市科学技术委员会科研计划课题：公共建筑用能监测市级平台大数据分析研究与应用示范（14DZ1201901）

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

［作者简介］