文｜ 华通设计顾问工程有限公司 吕萌萌

住房和城乡建设部科技发展促进中心 梁传志

北京城建安装工程有限公司 王志伟

1 引言

随着全球气候变化问题越来越受到重视，能源资源短缺问题的日益突出，建筑节能作为节能减排重要组成部分备受关注。据统计，我国公共建筑年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%，因此，公共建筑节能对于我国建筑节能工作具有重要意义，而掌握准确的建筑能耗现状，是分析公共建筑节能潜力，制定用能标准和能耗定额的基础。“十一五”期间，我国共完成国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗统计33000栋，完成能源审计4850栋，公示近6000栋建筑的能耗状况，已对1500余栋建筑的能耗进行了动态监测。节能监管体系建设，有利于掌握公共建筑的能耗水平及耗能特点，挖掘建筑节能潜力，从而带动节能运行与改造的积极性，促进节能潜力向现实节能的转化。因此，笔者针对夏热冬暖地区气候特点下的61栋办公建筑的能源审计结果进行了汇总、统计与分析，以了解夏热冬暖地区办公建筑能耗水平及用能特点，并为下一步节能改造提出建议。

2 样本基本信息及能耗总体分析

2.1 基本信息

本文中样本均位于夏热冬暖地区，单体建筑面积从约2000m2到40000m2以上不等，包括政府办公建筑和非政府办公建筑两个类型。其中，政府机关办公建筑35栋，非政府机关办公建筑26栋。

从建筑年代来看，1995年之前（含1995年）的建筑13栋，占样本总量的21.31%；1995—2000年的建筑21栋，占34.43%；2000—2005年的建筑19栋，占31.15%；2005年之后的建筑8栋，占13.11%。从建筑面积来看，10000m2以下的建筑共23栋，占37.70%；10000～20000m2的建筑15栋，占24.59%；20000m2以上的建筑23栋，占37.70%。非政府办公建筑较政府办公建筑单体建筑面积大，政府办公建筑面积以10000m2以下为主，而非政府办公建筑中面积大于20000m2的比例较大。

2.2 建筑能耗总体情况

为了使能耗数据更加直观地反映建筑用能水平，文中对建筑能耗数据进行标准化处理。建筑常规能耗是指建筑总能耗中除去特殊能耗后的能源消耗量。特殊能耗是指不属于建筑物常规功能的用电设备的耗电量，对于办公建筑，特殊能耗通常来自信息机房、食堂、餐厅等特殊使用功能而产生的能耗。

从审计的能源账单可以看出，电力是办公建筑用能系统的最主要能耗，仅有个别建筑使用柴油、天然气等其他种类的能源，且柴油通常作为电力的备用能源，消耗量很少。经统计，单位面积常规能耗指标在50～100kWh/m2之间的建筑约占样本数的52%，详细建筑总能耗、单位面积常规能耗指标分布如表1所示。

3 政府办公建筑能耗特点

3.1 建筑基本信息

在审计的61栋办公建筑中，政府办公建筑共35栋。从建筑年代来看，1995年之前（含1995年）的建筑占样本数量的32.26%；1995—2000年的建筑占35.48%；2000—2005年的建筑占25.81%；2005年之后的建筑占6.45%。从建筑面积来看，5000m2以下的建筑占样本数量的29.03%；5000～10000m2的建筑占32.26%；10000～20000m2的建筑占25.8%；20000m2以上的建筑占12.91%。从政府办公建筑的建筑年代分布可以看出，政府办公建筑的建设年代整体较早，2005年以后竣工的建筑仅有两栋。从建筑面积分布可以看出，样本中的政府办公建筑面积整体偏小，最大建筑面积不超过40000m2，超过25000m2的建筑仅有3栋。

从建筑层数来看，6层以下的政府办公建筑占44.12%；10层以下的建筑占61.76%；20层以上的超高层建筑仅占8.82%。由于6层以下建筑通常不设置垂直交通系统，且市政给水管网余压容易满足建筑内给水需求，建筑内不设置给水泵，不涉及该能耗，因此政府办公建筑用能效率的评估以及节能潜力的挖掘更多地集中在建筑围护结构热工性能、照明系统及办公设备的用能管理以及人员行为节能意识方面。

表1 建筑总能耗、单位面积常规能耗指标分布

3.2 用能系统形式

集中式全空气系统、风机盘管加独立新风系统和分体空调系统的形式在政府办公建筑样本中均有出现。其中采用集中式空调系统的建筑占样本容量的35.29%；采用分体式空调系统的建筑占64.71%。因此，分体式空调系统是政府办公建筑统计样本中采用的主要空调形式，这与样本中政府办公建筑的建筑面积普遍较小有关。

从照明系统来看，其照明灯具在不同年代中的使用比例与61栋实施能源审计总体样本所反映的情况基本一致，即普通荧光灯的使用率最高，占样本容量的87.10%；白炽灯的使用比例为25.81%，使用频率在2000年后明显降低；细管荧光灯的使用比例为22.58%。由此分析，不同灯具形式的使用频率与建筑年代有关。样本中的政府办公建筑建筑年代普遍比较早，因此节能灯具的使用频率相对较低，而白炽灯的使用频率相对较高。

3.3 能耗特点

经统计，政府办公建筑单位面积常规能耗指标的均值为60.98kWh/（yr.m2）。根据办公建筑的用能特点，结合国家机关办公建筑及大型公共建筑能耗分项计量技术导则中的规定，将建筑能耗拆分成空调系统能耗、照明系统能耗、插座系统能耗、动力系统能耗以及特殊能耗五个分项。表2反映了政府机关办公建筑各用能系统能耗比重的分布情况及各分项能耗标准差。

从分项能耗看，空调系统能耗比例最大。夏热冬暖地区不设置采暖系统，空调系统能耗仅涉及制冷能耗。由于该地区全年空调季节很长，空调系统能耗比例普遍较高。政府机关办公建筑调查样本中，空调系统能耗平均比例为38.55%。

调查样本中，照明系统能耗平均比例为17.17%。照明系统是所有建筑都涉及的用能系统，该系统存在相对固定的节能潜力，且改造成本和难度较低，投资回收期较短，是建筑节能改造中可行性较高的部分。同时，照明系统能耗大小也与运行策略和建筑内人员的行为节能意识有很大的关系。

办公设备能耗是一个不容忽视的部分，体现在分项计量导则中照明插座系统的子项——插座系统中。调查样本中，插座系统能耗平均比例为19.43%。该分项通常没有独立的能源计量设备，仅能通过设备台账的统计和运行时间的估算获得其能耗值。少数建筑样本插座系统有独立能源计量设备，但存在空调末端能耗计入其中的现象。

在政府办公建筑调查样本中，动力系统能耗平均比例为16.21%。不同面积的样本，其动力分项用能特点不同。大型建筑动力系统包括电梯系统、给排水系统以及动力通风系统等用电系统，该项能耗较高；10层以下的中小型办公建筑中的动力系统往往仅包括电梯系统、热水供应系统和卫生间排气扇，且电梯和电热水器开启台数较少，因此该项能耗比较低。

表2 政府办公建筑能耗指标分布

4 非政府办公建筑能耗特点

4.1 建筑基本信息

在审计的61栋办公建筑中，非政府机关办公建筑共26栋。从建筑年代来看，1995年之前（含1995年）的建筑仅占样本数量的8.7%；1995—2000年的建筑占30.43%；2000—2005年的建筑占39.13%；2005年之后的建筑占21.74%。从建筑面积来看，10000m2以下的建筑仅占样本数量的8.7%；10000～20000m2的建筑占21.74%；20000m2以上的建筑占69.57%。与政府办公建筑相比，统计样本中的非政府大型办公建筑的老旧建筑较少，1995年以前建设的建筑仅有2栋。从建筑面积分布可以看出，样本中的非政府大型办公建筑较多，面积超过20000m2，满足大型公共建筑定义的建筑在样本中所占比例约70%。因此，本文分析的非政府办公建筑用能特点将在一定程度上反映面积超过20000m2的大型公共建筑的用能特点。

从建筑层数来看，6层以下的非政府办公建筑仅占样本数量的7.69%；10层以下的建筑占19.23%；20层以上的超高层建筑占42.31%。可以看出，10层以上的高层建筑占非政府办公建筑样本容量的65.39%。由于建筑层数的增加，需设置电梯、自动扶梯等垂直交通系统，同时，当市政给水管网余压不能满足建筑内给水需求时，还需设置给水泵。因此，非政府办公建筑能耗与政府办公建筑能耗相比，动力系统能耗有很大程度的增加，这部分建筑用能效率的评估以及节能潜力的挖掘应注重动力系统的设备节能和合理管理及运行。

4.2 用能系统形式

非政府办公建筑中，采用集中式空调系统的建筑占样本容量的88.46%；采用分体式空调系统的建筑仅占11.54%，因此非政府办公建筑空调系统形式以集中式空调系统为主。

统计样本中显示，非政府办公建筑采用的照明灯具形式受样本建筑建设年代的影响，与政府机关办公建筑灯具使用情况一致，普通荧光灯是使用频率最高的灯具类型。由于非政府办公建筑建筑面积普遍较大，而照明系统在办公建筑中使用率又非常高，因此，更换节能灯具获得的节能潜力在办公建筑中是普遍存在且效果较为可观的。

表3 非政府办公建筑能耗指标分布

4.3 能耗特点

统计调查样本中非政府机关办公建筑的能耗指标，单位面积常规能耗指标均值为95.23kWh/(yr·m2)。非政府办公建筑中约70%的建筑为大型公共建筑，其动力系统能耗、空调系统能耗都远高于中小型建筑，而中小型建筑是统计样本中政府办公建筑的主要形式。因此，非政府办公建筑的单位面积能耗指标远高于政府办公建筑，其各项单位面积能耗指标更能体现大型公共建筑能耗特点。

表3反映了非政府机关办公建筑各用能系统能耗比重的分布情况及各分项能耗的标准差。非政府机关办公建筑调查样本中，空调系统能耗平均比例为33.46%。该指标略低于政府机关办公建筑的对应指标，空调系统能耗增加的幅度略低于建筑总能耗增加的幅度。照明系统能耗平均比例为10.38%，也低于政府办公建筑的对应指标。与政府办公建筑分项能耗相比，空调系统能耗及照明系统能耗比重的降低，正是由于非政府办公建筑中其他用能系统能耗的大幅度增加所致。插座系统能耗平均比例为24.64%，略高于政府办公建筑的对应指标，其原因是非政府办公建筑服务水平和使用密度更高，建筑中的人员密度大，办公设备使用率高。非政府办公建筑动力系统能耗平均比例为9.93%，该项指标分布非常分散，不同建筑内动力分项用能特点各异。

5 政府办公建筑与非政府办公建筑特点分析与节能建议

根据夏热冬暖地区61栋办公建筑的能源审计数据，比较分析了政府办公建筑和非政府办公建筑的能耗水平和能耗特征，得出以下结论：

（1）政府办公建筑建筑年代一般较早，其建筑规模普遍小于非政府办公建筑，其建筑高度、建筑面积的均值均小于非政府办公建筑。

（2）政府办公建筑多数采用分体式空调，而非政府办公建筑大多数采用集中式空调，空调能耗在两类办公建筑能耗中均为最主要的能源消耗。

（3）政府办公建筑单位面积常规能耗低于非政府办公建筑单位面积总能耗及常规能耗。其中，政府办公建筑单位面积常规能耗均值约为非政府办公建筑的64.03%。

（4）从分项能耗角度分析，由于政府办公建筑很少存在特殊能耗，且建筑综合服务设备少，因此，表现为空调能耗、照明能耗、动力能耗的比例都高于非政府办公建筑，其原因主要为政府办公建筑的综合服务水平显著低于非政府办公建筑。虽然同为办公建筑，但政府办公建筑与非政府办公建筑的能耗特点存在一定差异。

（5）照明节能改造是政府办公建筑节能改造的重要内容。政府办公建筑和非政府办公建筑都表现出节能灯具使用不足，尤其体现在建筑年代较早的办公建筑中。因此更换高效节能灯具是改造成本较低、实施难度较低、改造效果较好的节能改造措施。

（6）对于非政府办公建筑，特别是大型非政府办公建筑，其动力系统能耗通常较大，因此，提高动力系统设备效率，加强设备运行监管，提升运行管理人员素质是非政府办公建筑节能降耗的重要措施。

基于以上分析，在我国政府办公建筑和非政府办公建筑的节能改造工作中，需要针对不同类型办公建筑的用能特点，采取不同的节能措施。在保证办公建筑室内舒适度、高效工作及综合服务水平基础上，合理依据能耗特点进行分析，探索适宜的、经济的节能改造途径是下一步的研究目标。

1 中华人民共和国住房和城乡建设部. 关于2010年全国住房城乡建设领域节能减排专项监督检查建筑节能检查情况通报，2011

2 清华大学建筑节能研究中心著. 中国建筑节能年度发展研究报告（2010）. 北京：中国建筑工业出版社，2010

3 王远等. 大型公共建筑能耗调查分析. 建设科技，2007年第2期

4 薛志峰等. 商业建筑的空调系统能耗指标分析. 暖通空调，2005年第1期

5 彭军芝等. 厦门市大型公共建筑能耗统计分析. 煤气与热力，2011年第4期