徐强：构建公共建筑能耗限额指标体系
一、背景情况
大型公共建筑用能强度是普通公共建筑的2-3倍，是居住建筑的5倍左右。从上海近十年情况来看，公共建筑用能强度，随着公共建筑大型化的趋势，公共建筑整体用能强度也在不断攀升，我们可以看到，从2006年到2009年，公共建筑占整个建筑用能的占比已经从56.9%攀升到60.6%，整个上海市建筑用能从2000年的960万吨标准煤到2010年的2100万吨标准煤，整个十年翻一番多，在这个当中，除了城市化进程带来的建筑总量的提高以外，建筑用能强度的不断攀升也是其中一个重要的内容，因此公共建筑尤其大型公共建筑用能进行节能管理也是推进建筑节能的一个重要途径，建筑的用能管理是最终落实建筑节能成果的一个最终的手段，大型公共建筑的用能定额也是整个大型公共建筑节能监管体系当中一个重要的环节，它对于我们制定用能标杆、确定节能改造标准以及制定用能约束和节能激励政策相关的政策制定的依据以及对社会各界进行能耗公示，激励、约束大型公共建筑用能行为都是一个非常重要的科学依据。
用能限额的功能及意义，对业主方，或者对用能管理者来说，为建筑能耗提供了基础的标准值，便于迅速的分析建筑物的用能水平，以激励业主来采取节能措施，而且可以最大限度的释放通过管理手段低成本的手段来节能的效果，通过智能控制，包括管理控制的手段来最大限度的降低无效运行的时间和无效运行的空间，通过这样，可以大大的降低建筑能耗的消耗，从政府管理来看，建筑用能定额也是政府制定奖励政策以及相关约束政策的一个重要支撑，可以促使建筑节能按照市场机制加以发展。对于我们建筑节能服务第三方来说，这样一个用能的限额，也是评价建筑设计以及节能改造十分有效的一个客观依据，为合同能源管理和节能改造的节能量评估提供了一个科学的参考标杆。
从建筑能耗的评价方法来看，目前我们基本上可以有四大类：一类是建筑能耗对标工具，按照建筑实际消耗能量对标，各国都有相应的办法；第二类是能耗分析工具，这一类主要是依据一些计算模型，分析计算预测建筑的能耗，主要是用来指导建筑的设计，跟目前既有建筑运行之间的差距相对比较大一些；第三建筑节能设计标准，用于指导新建建筑的设计；第四类是由一些协会或者由一些行业先导公司提供的程序、计算方法，鉴于标准和用能标杆之间，可以为我们的能耗制定方法提供一定的参考价值，比如对用能限额制定方法最有借鉴意义的就是这样一类统计方法，比如德国提供的通过排序制定用能限额的方法，又比如清华大学节能研究中心提供的累计的概率法，通过概率统计的方法，实质跟排序方法比较类似，只是计算方法上有所不同。
二、公共建筑能耗限额指标体系构建考虑
我们主要考虑六方面问题：第一，限额指标体系的组成；第二，我们考虑制定限额的原则；第三，我们要考虑限额指标体系的形式，用哪几个或者一个或者两个甚至三个指标来作为一个限额的规定；第四，限额制定的方法；第五，整个限额标准的管理；第六，功能应用。能耗限额指标可以很迅速的辨识高耗能建筑，方法比较简单，操作性也比较强，现在我们制定的重点用能单位主要按照用能总量来确定，但是这里面没有反映出这个建筑的用能效率，限额指标可以在一定程度上能够反映出建筑的用能效率，可以通过激励政策和约束政策体系，第二个指标是分项的能耗指标，公共建筑用能当中分成几大类：比如主要有空调、照明、运输，还有一些特殊运行的动力系统等等，分项的限额指标主要运用主体是建筑物的业主和物业管理方，用于指导、约束用能行为以及对管理水平进行考核，同时也可以为节能改造提供一定的依据，功能特点是用于查找建筑用能环节当中的用能的漏洞，包括能耗对标、节能改造进行评判等等。
我们制定能耗限额指标，应该按照公平性、合理性和可行性三方面的原则，所谓公平性，就是我们公共建筑有很多类型，不同功能的公共建筑的能耗水平相差比较大，所以我们应该针对不同功能的建筑进行一定的分类，进行合理的分类，区别制定不同功能类型的建筑物的能耗限制，同时还要考虑客观非可控因素的差异性，比如我们对医院建筑，它对整个空气的清晰度要求比较高，新风量的需求比较大，相对的用能指标就比较高；又比如说商场，它是一个开放性比较大的、人流量比较多的空间，所以对用能指标也会相应的增大。
合理性，就是说要把整个地区实际能耗基准线作为限额制定的基础，使限额水平相对比较容易为现行的建筑业主接受，避免过高或者过低。
可行性主要体现在两个方面：一个是从技术层面，也就是说要达到我们制定的限额目前的技术可行性怎么样，我们认为这个限额在目前技术可行性或者目前比较成熟的技术可以达到的可行性，这是从技术层面讲。从管理层面讲，限额的制定，应该方法比较简单，指标一目了然，便于管理部门和操作部门执行。相关的限额指标的形式，最基本的是单位面积能耗，当然，根据不同功能的建筑，比如说有部分专家提出办公建筑可能跟办公建筑里面人数有关系，医院建筑可能跟医院床位数有关系，另外宾馆可能跟出租率有关系等等。
从能耗限额指标确定方法来讲，基本可以分为两大类：一类是理论计算的方法，目前可以根据我们现有的一些能耗运行模型，按照当地气候以及用能方式进行模拟计算，但是这种模拟计算的工作量相当大，而且我们现行的运作方式有很多不确定因素，所以很难做到严密的推论，也就是说我们目前模拟的方法只能对某几个极端的工况进行模拟，相对来讲模拟的结果用于指导设计最大负荷是可性的，而用于制定我们的能耗限额还有比较大的差异；第二类统计的方法，以现行工况指导运行阶段，从目前看，大多数地区或者国家能耗限额制定方法基本上都是基于统计的方法，或者说统计的方法再加上一些理论计算的修正。能耗限额指标，刚才讲到可行性，随着运营管理水平的提高，随着技术发展水平的提高，能耗限额指标也应该进行定期维护，不断加强约束力，提高先进性，也可以使能耗限额持续的发挥激励和约束作用。
三、公共建筑能耗限额指标制定方法
目前从统计方法来讲基本上又可以分为三类：一类简单的统计平均法，就是最常用的中心趋势度量方法，非常简单，而且直观，操作也很方便；第二类规划法，所谓规划法，就是在统计基础上再进一步的相关的一些重要的客观影响因素来加以一定的修正，使得不同的建筑之间更加具有可比性，这个也是一些行业专家比较接受的方法，当然这种方法的工作量相对来讲比较大，统计的样本量也比较大；第三类方法是累计概率法，跟第一类方法原理是一样的，只是数据处理方法上有所不同，计算比较简单，可以减少工作量，这是计算过程图，通过多元逐步回归的方法识别影响因子最大的影响度，后面有详细表述。分项能耗限额制定方法，可以根据本地区建筑用能的特征，通过一定的拆分方法对大量的样本进行拆分，如果说分项计量的建筑比较多，拆分方法可以更加精确。
四、上海地区公共建筑能耗限额指标制定过程
首先通过对2007-2009年大型公共建筑能耗用能的特征进行调查，我们对一千多栋大型公共建筑进行了数据分析，我们把一些非可比因素或者非正常样本剔除掉以后进行逐一回归分析，分析它的用能特征，这次主要针对办公建筑、宾馆酒店、商场建筑和综合商务楼四类建筑分析用能特征，我们发现办公建筑影响用能能耗最大的有三个方面的因素：一个是建筑面积，一个是出租率，另外这个建筑有没有信息中心也有很大影响，信息中心用能量比较大，因为24小时要连续运行。对于宾馆建筑来讲，建筑面积以及宾馆的星级也是非常重要的影响因素，对于商场建筑来说建筑面积以及空调运行时间是最主要因素，我们通过三种不同方法对不同功能类型的建筑制定的用能限额分别进行了比较，用平均法来看，相对来讲用能限额指标水平比较低，约束面比较大，用累计概率方法来看，如果在相关的基础数据不是太充分的一些地区，可以拆用累计概率法，用80%左右的概率区间作为能耗上限的定额是比较可行的方法。在上海地区，对于办公建筑、三星宾馆、四星宾馆用能限额分别是75公斤、82公斤和110公斤，商场建筑相对比较高，单位面积综合能耗129公斤。我们对空调采暖、照明动力和其它用途响应的进行了拆分，分项能耗指标可以为实际运行提供一些具体的指导。建筑用能定额与地区气候以及地区用能习惯、用能特征有相当大的关系，在我们这个课题当中，我们对成都地区和上海地区进行了响应的比较，成都地区办公建筑、宾馆建筑、商场建筑平均用能水平比上海低得多，既有气候因素，也有用能水平和用能习惯的区别。
五、公共建筑能耗限额应用可行性分析
如果对上海目前高于限额指标的建筑进行节能改造的话，商场节能潜力最大。我们我们对一部分节能改造的建筑进行了节能率的分析，可以达到18-20%左右，通过围护结构，通过简单玻璃贴膜加强遮阳，对于照明系统，主要通过控制系统进行区域控制，空调系统有是通过空调输配系统和温度系统的控制，通过这样几个方面的改造，综合节能率可以达到18%，因此我们觉得通过这样一个目标值的限定，限额在上海地区应该是可以适用的。
六、标准编制情况
今年10月份已经出台了上海地区的标准，由上海市机关事务管理局和建科院合作制定的标准，宾馆、旅游、饭店建筑的用能标准和用能指南也将在今年年底由我们院和上海市旅游委共同编制，将作为上海市地方标准，以后我们还将陆续出台商场建筑以及相关学校建筑等分类建筑的能耗标准。
(本文据上海市建筑科学研究院(集团)有限公司总工程师、教授级高工徐强在2011中国大型公共建筑绿色节能减排高峰论坛上主题演讲整理)
