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做公共建筑的能耗监测和能源计量,上海市的这份分析报告很有参考价值!

环球表计 环球表计 2020-06-28


3月份,我们曾分享过一个关于“分项计量如何用于量化分析复工率“”的视频,看到上海在公共建筑能耗监测与能效方面的工作相比较其它城市已卓然走在前面点击这儿,观看视频)。

看过下面这份《2019年上海市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测及分析报告》,也就不难理解为什么上海会走在前面了!


本文转载自公众号:公共建筑能效管理专业技术平台

为深入推进本市公共建筑节能发展,进一步加强本市公共建筑能耗监测与能效提升工作的监督管理,近日,上海市住房和城乡建设管理委员会会同上海市发展和改革委员会发布了由上海市建筑建材业市场管理总站、上海市建筑科学研究院有限公司等单位共同编制的《2019年上海市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测及分析报告》(简称“报告”),报告以上海市公共建筑能耗监测平台大数据为基础,从全市发展、区域管理、行业监督等方面多层次多角度详细分析了2019年本市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测情况现状及建筑运行用能特征和规律,在发挥能耗大数据优势方面,又迈出了坚实一步。

本次推出报告之全市篇。


总体分析

1、综述
上海市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台(以下简称“能耗监测平台”),自2010年启动建设和逐步拓展完善,已完成了1个市级平台,17个区分平台和一个市级机关分平台在内的公共建筑能耗监测系统。至2019年12月31日,全市累计共有1780栋公共建筑完成用能分项计量装置的安装并实现与能耗监测平台的数据联网,覆盖建筑面积8236.1万㎡,其中国家机关办公建筑206栋,占监测总量的11.6%,覆盖建筑面积399.6万㎡;大型公共建筑1574栋,占监测总量的88.4%,覆盖建筑面积7836.5万㎡。

按建筑功能分类统计情况如表1所示。
表1  2019年与能耗监测平台联网的各类型公共建筑分布情况
注:其他建筑包含交通运输类建筑、商住两用建筑等无法归于1~9类的建筑。

单栋建筑面积分布方面,与能耗监测平台联网的公共建筑面积主要分布在2.0万到4.0万之间,为739栋,占总量的41.5%;建筑面积大于10.0万的超大型公共建筑为136栋,占总量的7.6%。本市与能耗监测平台联网的建筑面积分布情况如图 1所示。
图 1  2019年与能耗监测平台联网的建筑面积分布情况

与能耗监测平台联网的大型公共建筑单体平均面积约为4.6万㎡,其中,综合建筑平均面积最大约7.9万㎡。商场建筑平均面积约5.5万㎡,大于全市平均值,其余类型建筑平均面积均小于全市平均值。办公建筑和旅游饭店建筑平均面积在4.3~4.5万㎡;医疗卫生建筑、教育建筑、文化建筑、体育建筑平均面积在3.2~3.7万㎡之间。国家机关办公建筑体量较小,平均面积约为1.9万㎡。各类型建筑平均面积情况如图 2所示。

图2  2019年与能耗监测平台联网的各类型建筑平均面积情况

2、年度总用电量情况
2019年,与能耗监测平台联网的公共建筑年总用电量约为82.9亿kWh,其中办公建筑、商场建筑、综合建筑与旅游饭店建筑用电总量较大,依然是用电消耗主力,四类建筑用电量占总量的86.1%。各类型建筑年总用电量占比如图 3所示。

图3   2019年与能耗监测平台联网的建筑年用电量占比情况

2019年与能耗监测平台联网的公共建筑逐月用电强度如图 4所示。从图中可以发现建筑逐月用电强度变化情况与气温变化趋势相符,夏季随着气温不断升高,空调制冷需求逐渐增大,导致用电量也逐渐增加;冬季随着气温不断降低,空调采暖需求逐渐增大,导致用电量也逐渐增加。从图中还可以发现2019年夏季平均温度低于2018年同期,根据统计,2019年夏季温度较常年偏低,因此夏季逐月能耗明显低于2018年同期。且2019年梅雨时节长,高温日到来偏晚,也导致夏季总体用能减少,由此说明两年内用电强度变化很大程度上与天气变化相关。

4 2018-2019年与能耗监测平台联网的建筑逐月用电强度

3、历年用电量变化情况
2019年联网能耗监测平台的公共建筑单位面积年平均用电量为101kWh/㎡,较2018年用电水平有明显下降。从历年能耗监测平台建筑年用电强度与总用电量变化情况分析,如图 5所示,公共建筑用电强度呈平缓波动势态,无明显的增长趋势,这与本市在能耗监测、能源审计、节能改造、能效提升等监管工作的持续推进以及广大楼宇业主节能意识的提高不无关系。

图5 2014~2019年与能耗监测平台联网的建筑历年用电量变化情况

专题分析

1、供热季、过渡季、制冷季用电量情况 根据上海市气候变化规律及生活用能习惯,本报告设定1、2、3、12月份为供热季,4、5、10、11月份为过渡季,6、7、8、9月份为制冷季来进行分析。
2019年与能耗监测平台联网的建筑供热季用电量为26.9亿kWh(32.7kWh/㎡),过渡季用电量为23.7亿kWh(28.8kWh/㎡),制冷季用电量为32.3亿kWh(39.3kWh/㎡)。制冷季用电量最高,约为过渡季的1.4倍。2015~2019年供热季、过渡季与制冷季单位面积平均用电量如图 6所示。
图6  2015~2019年公共建筑供热季、过渡季、制冷季用电量情况

相较于2018年同期情况,2019年三个时段用电量均有所下降,其中制冷季单耗降低最为明显,下降了约9.5%,其余时段单耗水平较2018年下降3%~5%,变化幅度较小。近几年,随着节能工作的推进,很多楼宇进行了节能改造,以照明系统与空调系统改造为主,改造效果也逐步显现。

2019年与能耗监测平台联网的公共建筑主要用能分项,其在供热季、过渡季、制冷季用电量情况如图 7所示。照明与插座用电、动力用电、特殊用电分项在供热季、制冷季及过渡季用电量基本保持不变,全年用电量比较稳定,体现了这些分项用电的非季节性;空调分项用电量全年变化明显,体现了空调用电的季节性,由于部分建筑冬季采用燃气等非电能源供暖,因此制冷耗电量多于供热,是供热耗电量的1.5倍。

图7  2019年公共建筑主要用能分项在供热季、过渡季、制冷季用电量情况

2019年与能耗监测平台联网的主要类型公共建筑供热季、过渡季、制冷季用电强度情况如图 8所示。所有类型建筑均制冷季用电强度最高,过渡季用电强度与供热季差异较小的有旅游饭店建筑和商场建筑,主要由于旅游饭店建筑对室内舒适性要求较高、商场建筑人流密度较大等因素所致,从而需要将制冷及供热主机保持常年运行,过渡季采用全新风的情况较少。

图8  2019年主要类型公共建筑在供热季、过渡季、制冷季用电量情况

2、工作日与非工作日用电情况分析 在2019年制冷季、过渡季、供暖季中分别选取一个自然月,计算典型类型建筑工作日与非工作日单位面积日平均用电量,并计算两者之间的差异率,如表2所示。国家机关办公建筑与办公建筑工作日用电量大于非工作日,且差异较大,尤其在需要开空调的制冷季及供暖季,差异率可在50%~100%,体现了办公类建筑的用电周期性。旅游饭店建筑、商场建筑工作日与非工作日用电量差异较小,体现了商业建筑的连续营业特性。医疗卫生建筑工作日用电量略多于非工作日,但相比于办公建筑,其差异率明显较小,且在不同季节差异率基本一致,反映了卫生类建筑运营的特殊性,非工作日仍有大部分区域持续运营(如急诊、病房、周六门诊等)。


表2  2019年工作日与非工作日主要类型建筑用电量差异情况

注:差异率=(工作日-非工作日)/非工作日

3、峰谷用电情况分析 根据本市相关部门数据显示,2019年全上海市最高用电负荷出现在7月末,取7月末温度最高一日,7月30日,进行峰谷用电情况分析,当日最高气温37摄氏度。2019年7月30日与能耗监测平台联网的公共建筑峰时段用电总量与谷时段用电总量比值如表3所示,其中峰时段与谷时段按照工商业用电两部制夏季计算。经统计,各类公共建筑峰谷比与2018年基本相近,全市平均峰谷比与2018年相同,全市公共建筑当日总体用电量峰值在10:00 ~ 11:00,谷值在3:00~4:00。办公建筑、商场建筑、综合建筑峰谷比相对较大,均大于3,并且高于联网建筑平均值,削峰潜力大于其他类型建筑,这与其间歇性运行模式有关;而旅游饭店建筑与医疗卫生建筑往往全部或部分处于24小时不间断运行,因此峰谷比较小。同时所有建筑谷时均出现在凌晨时段,从而可通过储电、冰蓄冷等储能技术将日间用电转换到夜间,达到削峰填谷的作用。
表3  2019年7月30日与能耗监测平台联网的公共建筑峰谷比情况

各主要类型公共建筑2019年7月30日逐时离差标准化用电曲线如图 9所示。从图中可以看出,各类型建筑主要设备开机时间较为接近,在7:00 ~ 9:00之间,而由于运行模式不同,主要设备关机时间相差较大。各类型建筑用能高峰持续时间一般在8 ~ 9个小时,旅游饭店建筑由于其营业特性,高峰持续时间较长,达12个小时。

图9 2019年7月30日各主要类型公共建筑逐时标准化用电曲线


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