建筑能耗監(jiān)測對既有建筑節(jié)能的分析

陳宇震 （東莞市建筑科學(xué)研究所，廣東 東莞 523000）

據(jù)統(tǒng)計，建筑能耗已成為社會三大能耗之一，城市化發(fā)展進程的不斷加快，建筑發(fā)展速度迅猛，據(jù)統(tǒng)計，自1985年至2019年，全國竣工面積從1.7億㎡增至40.2億㎡，增長了23倍；施工面積也從3.5億㎡增至144.1億㎡，增長了41倍；同時，由于人民群眾對建筑舒適性要求不斷增強，建筑能耗量將進一步增加。

由于建筑功能類型較多，有政府辦公建筑、學(xué)校建筑、醫(yī)療建筑、商場建筑等，不同建筑類型，建筑用能數(shù)量和習(xí)慣區(qū)別較大；不同建筑類型的能耗差別也較大，例如政府辦公建筑工作日能耗用量較大，休假日商場建筑能耗用量較大，醫(yī)療建筑則全年全天候用能滿負(fù)荷運行等，導(dǎo)致既有建筑運行情況難以全面準(zhǔn)確掌握，一定程度加大了節(jié)能改造的難度。

另外，“十四五”期間，國家提出碳目標(biāo)，建筑能耗的下降尤為重要，可為我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和作出重要貢獻。而對于建筑能耗類型中，建筑用電在整個建筑能耗類型比重較大，對于碳排放的減少具有十分積極的作用。但是，由于既有建筑能耗改造往往需要投入高成本，導(dǎo)致建筑業(yè)主缺乏改造的意愿，既有建筑節(jié)能工作難以得到有效推動。據(jù)資料統(tǒng)計，通過合理能效管理，可實現(xiàn)總能耗8%節(jié)能；同時，近年來，政府積極推動綠色建筑、建筑節(jié)能等，優(yōu)化了建筑運行條件，提升了建筑運行管理水平，一定程度降低建筑運營過程中的能耗。本文結(jié)合近十年的東莞能耗公示數(shù)據(jù)，分析建筑能耗的應(yīng)用情況，對建筑能耗節(jié)約進行分析。

1 東莞市建筑能耗概況

自2010年起，東莞每年對全市范圍內(nèi)公共建筑，開展能耗公示工作，查詢了東莞市近十年建筑能耗公示數(shù)據(jù)（2010年～2019年），并對政府辦公建筑、醫(yī)療建筑和公共建筑等建筑類型單位建筑能耗數(shù)據(jù)進行分析，其數(shù)據(jù)情況分析見下表所示。

2010～2019年東莞市近十年各建筑類型能耗公示單位建筑能耗（單位：kW·h/㎡）

如表所示，其中政府辦公建筑單位建筑能耗從2010年65.82kW·h/㎡，至2019年42.50kW·h/㎡，下降35.4%；醫(yī)療建筑平均單位建筑能耗也從2010年90.20kW·h/㎡，至2019年的58.44kW·h/㎡，平均下降了35.2%。公共建筑基本維持在平均水平，行業(yè)平均能耗普遍也呈現(xiàn)下降的趨勢。

2010～2019年政府辦公建筑、醫(yī)療建筑增長速率

結(jié)合能耗公示數(shù)據(jù)，每年均有政府辦公建筑和醫(yī)療建筑，因此針對這兩類建筑進行分析，通過上圖可以分析，政府辦公建筑、醫(yī)療建筑平均年下降速率分別為3.54%和3.52%。由于全市建筑能耗的管理水平得到較好的提升，同時收集2010～2019年東莞市建筑能耗管理措施，發(fā)布了一系列的政策措施，鼓勵新建建筑采用綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進行建設(shè)。同時，自2011年開始，東莞市建設(shè)了全市建筑能耗監(jiān)測平臺，加強對全市建筑能耗管理工作，明確了至2016年完成不少于100棟建筑能耗監(jiān)測的目標(biāo)，截至目前，全市已累計建設(shè)建筑能耗監(jiān)測項目143個，有效提升建筑能耗管理水平。特別對于既有建筑耗能量大、耗能時間長的建筑項目，較大提升建筑能耗的用能效率，降低建筑能耗的用能總量，減少碳排放的總量。參照相關(guān)換算公式，節(jié)約1度電，可減少0.997二氧化碳進行測算，政府辦公建筑和醫(yī)療建筑近十年可分別減少23.25kg和31.66kg二氧化碳。

2 建筑能耗監(jiān)測的特點及應(yīng)用

通過對東莞近十年政策和數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)，能夠為建筑能耗管理，提供精準(zhǔn)的耗能分析，同時通過數(shù)據(jù)比對和優(yōu)化，實現(xiàn)用能更為精準(zhǔn)，通過低成本投入，可以大大提高建筑用能水平，同時降低碳排放，現(xiàn)歸納總結(jié)能耗監(jiān)測特點。

2.1 精準(zhǔn)計量，掌握用能動態(tài)

建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)國家分項計量導(dǎo)則要求，將建筑總用能分成四項，分別為照明插座用電、空調(diào)用電、動力用電和特殊用電。通過對各分項用電的實時監(jiān)控，能夠準(zhǔn)確把握用能情況，掌握分項用能的實際情況，避免了以往“一表式”的建筑用能統(tǒng)計方式。

2.2 實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)能耗管理漏洞

系統(tǒng)可采用分鐘級、甚至秒級對監(jiān)測支路進行數(shù)據(jù)采集，同時具備數(shù)據(jù)分析功能。通過優(yōu)化系統(tǒng)監(jiān)測與提示功能，能夠及時提醒建筑業(yè)主用能的異常情況，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)用能異常情況。另外，系統(tǒng)可通過手機端的應(yīng)用開發(fā)，及APP、信息、郵件、短信等方式推送至管理人員，幫助管理人員及時發(fā)現(xiàn)建筑用能異常的地方，加強現(xiàn)場用能的管理，提高建筑用能的合理性，同時減少了管理人員的勞動強度，提高了工作效率。

2.3 用能對比，挖掘節(jié)能潛力

可以利用智能化信息技術(shù)，通過不同時段、不同支路的綜合用能分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備匹配的不合理性，通過互聯(lián)網(wǎng)與樓宇控制相結(jié)合的方式，實現(xiàn)“節(jié)能監(jiān)管+優(yōu)化控制”，不僅能夠為能耗管理人員提供用能分析的工具，同時實施在線節(jié)能監(jiān)管手段，最大程度地發(fā)揮監(jiān)測系統(tǒng)的作用。

2.4 信息提效，充分運用大數(shù)據(jù)

結(jié)合上述能耗監(jiān)測的特點，充分利用5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新手段，加強建筑能耗監(jiān)測的應(yīng)用，精準(zhǔn)把握建筑能耗數(shù)據(jù)，通過交互能夠幫助節(jié)能改造人員，挖掘更多有效的建筑節(jié)能改造方案。另外，通過建筑用能大數(shù)據(jù)的融合，將建筑能耗的基本信息，如建筑年代、建筑面積、建筑材料、層數(shù)、窗墻比、建筑朝向、活動人數(shù)、床位、用能設(shè)備等信息納入至云端，從大數(shù)據(jù)層面挖掘出不同類型建筑的用能特點，利用人工智能和大數(shù)據(jù)，從“人為改造”轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋到y(tǒng)改造”，大大提升建筑用能效率。

2.5 多模式應(yīng)用

通過數(shù)據(jù)的交互應(yīng)用，可實現(xiàn)建筑能耗交易模式，如引入碳交易市場機制，構(gòu)建碳交易與建筑能耗市場化的發(fā)展模式，建立有關(guān)能耗監(jiān)測碳交易平臺，促進建筑能耗進一步降低，并制定相應(yīng)的政策措施，完善碳交易市場體制，通過加快研究碳交易與建筑能耗相結(jié)合的市場行為，積極發(fā)揮碳交易與建筑能耗結(jié)合的市場模式，促進城市低碳發(fā)展建設(shè)，有利于提高建筑用能效率。積極發(fā)揮市場的主導(dǎo)性作用，引導(dǎo)建筑能耗發(fā)展方向，對進一步提升建筑用能效率，降低城市碳排放，實現(xiàn)城市低碳發(fā)展具有重要的意義。

3 總結(jié)

建筑能耗監(jiān)測能夠提升建筑管理人員的管理水平，發(fā)現(xiàn)建筑用能的不合理性，提醒建筑業(yè)主及時進行節(jié)能管理，能夠最大程度減少管理人員數(shù)量，同時能夠提高工作效率。據(jù)測算，僅通過建筑能耗管理，可節(jié)約8%建筑能耗。同時可積極發(fā)揮5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息化新手段，充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+建筑能耗”，大大提高用能管理的有效性和針對性，實現(xiàn)建筑節(jié)能的有效管理，同時利用互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)、互通的特性，最大限度發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的特點，對建設(shè)城市的互聯(lián)共享目標(biāo)，提供了有效的實施方式。另外，當(dāng)建筑能耗引入其他模式進行交互，如碳交易市場模式，借助市場的主導(dǎo)性作用，能夠進一步提高能耗的節(jié)能潛力，有效降低城市碳排放的產(chǎn)生，為城市實現(xiàn)低碳節(jié)能、綠色生態(tài)的節(jié)能減排目標(biāo)提供有效的幫助。