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摘要:文章結合東莞市近十年建筑能耗公示的數據及有關政策,分別對政府辦公建筑和醫療衛生建筑,進行重點分析,研究其下降趨勢。同時對建筑能耗監測特點及應用進行闡述,分析出積極應用建筑監測系統,優化建筑能耗管理水平,可節約8%建筑能耗,大大減少建筑的碳排放,為節能減排作出較大貢獻。
關鍵詞:能耗公示;節能潛力;節能改造;碳排放
據統計,建筑能耗已成為社會三大能耗之一,城市化發展進程的不斷加快,建筑發展速度迅猛,據統計,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[1];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、學校建筑、醫療建筑、商場建筑等,不同建筑類型,建筑用能數量和習慣區別較大;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,醫療建筑則全年全天候用能滿負荷運行等,導致既有建筑運行情況難以全面準確掌握,一定程度加大了節能改造的難度。另外,“十四五”期間,國家提出碳目標,建筑能耗的下降尤為重要,可為我國實現碳達峰、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[2]。但是,由于既有建筑能耗改造往往需要投入高成本,導致建筑業主缺乏改造的意愿,既有建筑節能工作難以得到有效推動。據資料統計,通過合理能效管理,可實現總能耗8%節能[3];同時,近年來,政府積極推動綠色建筑、建筑節能等,優化了建筑運行條件,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。本文結合近十年的東莞能耗公示數據,分析建筑能耗的應用情況,對建筑能耗節約進行分析。
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據(2010年~2019年),并對政府辦公建筑、醫療建筑和公共建筑等建筑類型單位建筑能耗數據進行分析,其數據情況分析見下表所示。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,行業平均能耗普遍也呈現下降的趨勢。結合能耗公示數據,每年均有政府辦公建筑和醫療建筑,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,了一系列的政策措施,鼓勵新建建筑采用綠色建筑標準進行建設。同時,自2011年開始,東莞市建設了全市建筑能耗監測平臺,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棟建筑能耗監測的目標,截至目前,全市已累計建設建筑能耗監測項目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。參照相關換算公式,節約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建筑能耗監測的特點及應用
通過對東莞近十年政策和數據進行分析,發現建筑能耗監測系統,能夠為建筑能耗管理,提供精準的耗能分析,同時通過數據比對和優化,實現用能更為精準,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,現歸納總結能耗監測特點。
2.1精準計量,掌握用能動態
建筑能耗監測系統根據國家分項計量導則要求,將建筑總用能分成四項,分別為照明插座用電、空調用電、動力用電和特殊用電。通過對各分項用電的實時監控,能夠準確把握用能情況,掌握分項用能的實際情況,避免了以往“一表式”的建筑用能統計方式[4]。
2.2實時監測,發現能耗管理漏洞
系統可采用分鐘級、甚至秒級對監測支路進行數據采集,同時具備數據分析功能。通過優化系統監測與提示功能,能夠及時提醒建筑業主用能的異常情況,精準發現用能異常情況。另外,系統可通過手機端的應用開發,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現建筑用能異常的地方,加強現場用能的管理,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,挖掘節能潛力
可以利用智能化信息技術,通過不同時段、不同支路的綜合用能分析,發現設備匹配的不合理性,通過互聯網與樓宇控制相結合的方式,實現“節能監管+優化控制”[5],不僅能夠為能耗管理人員提供用能分析的工具,同時實施在線節能監管手段,最大程度地發揮監測系統的作用。
2.4信息提效,充分運用大數據
結合上述能耗監測的特點,充分利用5G、物聯網、人工智能等新手段,加強建筑能耗監測的應用,精準把握建筑能耗數據,通過交互能夠幫助節能改造人員,挖掘更多有效的建筑節能改造方案。另外,通過建筑用能大數據的融合,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、窗墻比、建筑朝向、活動人數、床位、用能設備等信息納入至云端,從大數據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據,從“人為改造”轉變為“系統改造”[6],大大提升建筑用能效率。
2.5多模式應用
通過數據的交互應用[7-8],可實現建筑能耗交易模式,如引入碳交易市場機制,構建碳交易與建筑能耗市場化的發展模式,建立有關能耗監測碳交易平臺,促進建筑能耗進一步降低,并制定相應的政策措施,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合的市場行為,積極發揮碳交易與建筑能耗結合的市場模式,促進城市低碳發展建設,有利于提高建筑用能效率。積極發揮市場的主導性作用,引導建筑能耗發展方向,對進一步提升建筑用能效率,降低城市碳排放,實現城市低碳發展具有重要的意義。
3總結
建筑能耗監測能夠提升建筑管理人員的管理水平,發現建筑用能的不合理性,提醒建筑業主及時進行節能管理,能夠最大程度減少管理人員數量,同時能夠提高工作效率。據測算,僅通過建筑能耗管理,可節約8%建筑能耗。同時可積極發揮5G、物聯網、人工智能等信息化新手段,充分利用“互聯網+建筑能耗”,大大提高用能管理的有效性和針對性,實現建筑節能的有效管理,同時利用互聯網的互聯、互通的特性,最大限度發揮互聯網的特點,對建設城市的互聯共享目標,提供了有效的實施方式。另外,當建筑能耗引入其他模式進行交互,如碳交易市場模式,借助市場的主導性作用,能夠進一步提高能耗的節能潛力,有效降低城市碳排放的產生,為城市實現低碳節能、綠色生態的節能減排目標提供有效的幫助。
作者:陳宇震 單位:東莞市建筑科學研究所