《陜西省公共機構能耗定額標準》編制思路和要點解析*

西安建筑科技大學 西部綠色建筑國家重點實驗室 王登甲西安建筑科技大學 周 勇西安建筑科技大學 西部綠色建筑國家重點實驗室 劉艷峰陜西省機關事務服務中心 張小霞西安建筑科技大學 張 龍

0 引言

公共機構是能源消費的重要主體，推進公共機構節能是降低行政成本的重要手段，對彰顯公共機構社會責任、形成良好節能氛圍具有重要意義，同時對全社會建筑節能工作具有表率和引領作用。為推動公共機構節能，提高公共機構能源利用效率，2008年國務院依據《中華人民共和國節約能源法》制定了《公共機構節能條例》，明確了公共機構節能工作責任主體及基本節能管理工作。2016年，國家機關事務管理局和國家發展改革委聯合制定印發了《公共機構節能能源資源“十三五”規劃》[1]，確定了“十三五”期間公共機構節能目標。

但是，公共機構長期采用“主要能耗指標”同比下降的方式來衡量節能工作的有效性，雖然各項重點工作初見成效，能耗主要指標數值明顯下降，但是隨著“主要能耗指標”數值的持續下降，將使其“挖潛降耗”的難度持續增大，可能產生“鞭打快?！钡默F象。對節能效果并不明顯的公共機構，若不解決制約其節能工作的根本問題，即使加大考核力度也難以提升其開展節能工作的積極性和有效性。并且現有“能耗指標同比下降”的方式、政策、目標、評分等手段雖簡單、易操作，但尚未“觸及核心”，對具體公共建筑尚難持續。

為認真落實《中華人民共和國節約能源法》《公共機構節能條例》等國家節能政策，2019年，國家機關事務管理局印發《公共機構能耗定額標準編制和應用指南(試行)》(國管辦發〔2019〕5號)[2]等有關能耗定額管理政策方針和法律法規。指南頒布后，陜西省機關事務服務中心、西安建筑科技大學迅速啟動該項工作，共同主持編寫了《陜西省公共機構能耗定額標準》(下稱《標準》)，本文主要介紹《標準》的編制思路、要點解析，以及一些共性特殊問題的處理方法，以起到經驗交流分享的目的，為《標準》的宣貫實施和同類標準的編制提供一些參考。

1 《標準》編制概況

基于陜西省34 123家公共機構近3年能源資源消費統計數據、能耗監測平臺數據和能源審計報告中相關能耗數據，經過工作小組多次赴陜西省省級機關，西安市、渭南市、安康市、榆林市等省內公共機構對能耗進行數據核查，通過對能耗數據進行歸納統計分析、異常值剔除、有效等級劃分等科學化處理工作，依據陜西省陜北、關中、陜南不同氣候區，黨政機關、教育類、衛生醫療類、場館類等不同公共機構類型，《標準》建立了單位建筑面積供暖能耗、單位建筑面積能耗、單位建筑面積電耗、人均綜合能耗等能耗定額指標。

《標準》主要包括：適用范圍、規范性引用文件、術語和定義、基本要求、公共機構能耗定額指標、公共機構能耗統計范圍、公共機構能耗計算方法、節能管理與技術措施共8章節內容。

1.1 陜西省氣候特征及地區劃分

公共機構能耗水平與所處地區氣候條件、經濟水平、機構業務特點及規模等密切相關。因此，確定各地區公共機構能耗定額時，應根據地區特點對其進行合理歸類劃分。陜西省地勢南北高、中間低，有高原、山地、平原和盆地等多種地形。受地理條件的影響，陜西省從地理分區角度分為陜北、關中、陜南3個區域(見圖1)，且橫跨嚴寒、寒冷、夏熱冬冷3個氣候區，南北氣候差異大。

圖1 陜西省地理特征及氣候區劃

根據GB 50176—2016《民用建筑熱工設計規范》[3]劃分的陜西省氣候區劃，嚴寒(C)區僅包含2個縣，公共機構數目和規模較小，制定能耗定額標準時不宜將這2個區分開處理。DBJ 61-65—2011《陜西省居住建筑節能設計標準》[4]將陜北(嚴寒地區)和關中(寒冷地區)劃歸為同一區氣候區，這與指南要求的區別嚴寒和寒冷地區的供暖能耗和非供暖能耗有所矛盾。

針對現有分區方法難以兼顧地理特征和氣候區劃的問題，《標準》結合陜西省實際情況，統籌考慮行政區劃及氣候區劃，以供暖度日數HDD為主要指標，劃分成供暖Ⅰ區(3 000 ℃·d≤HDD18)、供暖Ⅱ區(2 000 ℃·d≤HDD18<3 000 ℃·d)和非供暖區(HDD18<2 000 ℃·d)3類氣候區(見表1)。特別需要注意的是，雖然商洛市目前屬于非供暖區，但其供暖度日數大于供暖Ⅱ區的渭南市，同時，商洛市于2018年開始逐步推進市政供暖。因此，將商洛市劃分至供暖Ⅱ區，為商洛市未來集中供暖技術實施及能耗定額管理奠定基礎。

表1 陜西省主要城市供暖度日數及分區

1.2 數據有效性檢驗

共收集整理了34 123家陜西省公共機構能耗相關數據，初步剔除部分數據缺失機構22 798家，剩余有效數據公共機構共計11 325家，其主要類型分布如圖2所示。

圖2 有效數據公共機構類型分布情況

由于部分公共機構涉及拆分、重組等問題，數據偏差極大，因此對數據穩定性進行檢驗。數據穩定性應滿足如下要求：

(1)

通過穩定性檢驗，剔除公共機構5 858家，最終納入有效統計數據公共機構共計5 467家。

1.3 陜西省公共機構分類處理

根據《公共機構能耗定額標準編制和應用指南(試行)》[2]要求，對陜西省公共機構進行分類及數量統計，如表2所示。由于科技、文化和體育場館各類別場館數量較少，因此，場館類機構不進行二級分類。

表2 陜西省公共機構區域指標

關于其他類公共機構分類說明：干休所、老干所、福利院等人員密度顯著偏大，歸為黨政其他類；老年大學、特殊學校、游泳學校等人員結構、設備設施顯著區別于普通教育機構，歸為教育其他類；假肢中心、療養院、紅十字會等性質顯著不同于傳統醫院，歸為醫療其他類；殯儀館、垃圾清理站等能源結構特殊，歸為大類其他類。

2 能耗定額指標要點解析

公共機構能耗定額指標類型包括主要指標和參考指標共六類定額指標。主要指標包括單位建筑面積非供暖能耗、單位供暖面積供暖能耗、單位建筑面積能耗、人均綜合能耗；參考指標包括常規用能系統單位建筑面積電耗和數據中心機房EUE值。指標值包括約束值、基準值和引導值3類。

以供暖Ⅱ區黨政機關數據為例，進行單位建筑面積非供暖能耗、單位供暖面積供暖能耗、單位建筑面積能耗、人均綜合能耗和常規用能系統單位建筑面積電耗計算。根據公共機構分類結果，將各類公共機構相應能耗數據按照升序方法進行排序，取下1/5分位數、中位數、上1/5分位數進行合理性、可行性分析驗證后，分別確定為約束值、基準值和引導值。約束值指不同地區不同類型公共機構正常運行所允許能耗的最高值，基準值指不同地區不同類型公共機構正常運行且采取一定的節能管理技術措施后的能耗水平，引導值指不同地區不同類型公共機構正常運行能耗的目標值。

2.1 單位建筑面積非供暖能耗

經統計分析，單位建筑面積非供暖能耗散點如圖3所示。單位建筑面積非供暖能耗主要分布在0～100 kg/m2之間，少部分能耗分布在100～1 000 kg/m2之間，涉及錯報、誤報等可能，對這些粗大誤差予以剔除。

圖3 單位建筑面積非供暖能耗粗大誤差剔除

對剔除粗大誤差后的數據，通過上下五分位數和中位數統計得到的約束值、基準值和引導值，初步得到表3所示數據。

表3 單位建筑面積非供暖初步能耗指標 kg/(m2·a)

進一步對表3分析發現，約束值、基準值和引導值數據分布仍較為離散，約束值為基準值的4倍左右，且能耗主要分布在0～10 kg/(m2·a)之間，占所有單位的60.7%，導致引導值、基準值明顯偏小，而約束值明顯偏大，尚難具有代表性。深入分析發現數據偏小的主要原因為：黨政機關內合署辦公情況較多，而合署辦公能源消耗統計不全，不具有代表性，合并至辦公場所統一計算，當無法確認其所在辦公場所時應予以剔除。剔除合署辦公機構相關能耗數據后，進行最終能耗指標計算，得到表4，可以看出，各個指標之間離散程度較低，表明該組指標具有代表性，作為定額標準編制依據。

表4 單位建筑面積非供暖最終能耗指標 kg/(m2·a)

2.2 單位供暖面積供暖能耗

長期以來，集中供暖能耗數據存在計量不規范、數據缺失嚴重，自主獨立供暖與廚房用天然氣尚未分開計量等問題，導致公共機構供暖能耗數據統計和定額標準制定是最為困難的。在此，集中供暖和獨立供暖統籌考慮，不單獨處理。此外，鑒于陜西省部分市縣天然氣供暖與廚房天然氣用量未分項計量的現狀，結合陜西省470家公共機構實際調研結果，編制組提出如下天然氣耗量處理辦法：根據DBJ 61-65—2011《陜西省居住建筑節能設計標準》[4]可知，陜西省供暖耗熱量指標約為10～20 W/m2，以10 W/m2為閾值(對應單位面積天然氣耗量2.8 m3/(m2·a))，當天然氣耗量小于2.8 m3/(m2·a)時，認為天然氣全部用于炊事，當天然氣耗量大于2.8 m3/(m2·a)時，認為天然氣同時用于供暖與炊事。

根據實際調研結果表明，全年供暖與炊事天然氣耗量比例約為49∶1。因此，對于天然氣同時用于供暖與炊事的機構，其供暖與廚房用天然氣按照49∶1折算，依此對供暖與廚房用天然氣尚未分開計量等問題進行拆分處理。

重新計算供暖能耗，剔除供暖能耗異常值的機構共計65家，剔除無供暖數據機構822家。初步確定單位供暖面積供暖能耗，如表5所示?？梢钥闯觯s束值、基準值和引導值離散程度較大。

表5 單位供暖面積供暖能耗初步指標 kg/(m2·a)

單位供暖面積供暖能耗與建筑面積關系見圖4。從圖中可以看出，部分單位供暖面積供暖能耗與整體變化規律偏離，其值明顯偏大，進而導致引導值、基準值明顯偏小。進一步分析異常能耗數據發現，部分機構天然氣用量明顯偏大，主要原因是該機構天然氣具有一些特殊用途，如陜西省體育訓練中心，天然氣用于供暖、泳池加熱、食堂、飲用水等，其中泳池加熱部分天然氣耗量較大，且未分項計量。對于這些機構，其供暖能耗不具有代表性，應予以剔除。最后，得到單位供暖面積供暖最終能耗指標如表6所示?？梢钥闯?，各個指標之間離散程度較低，表明該指標具有代表性。

圖4 單位建筑面積供暖能耗與建筑面積關系分析

表6 單位供暖面積供暖能耗最終指標 kg/(m2·a)

2.3 單位建筑面積電耗

長期以來，電能消耗數據監測、計量技術成熟，電耗數據質量較高。剔除單位建筑面積電耗異常公共機構共計17家，計算其約束值、基準值和引導值，結果如表7所示。可以看出，單位建筑面積電耗約束值、基準值和引導值之間離散程度較低，數據具有較高的代表性。

表7 單位建筑面積電耗指標 kg/(m2·a)

2.4 人均綜合能耗

剔除人均綜合能耗數據異常機構共計12家，初步確定約束值、基準值和引導值如表8所示?？梢钥闯觯s束值、基準值和引導值之間，數據分布較為離散，引導值明顯偏小。

表8 人均綜合能耗初步指標 kg/(人·a)

進一步分析發現，引導值偏小的原因與單位建筑面積非供暖能耗相似，主要是合署辦公機構上報數據不全引起。因此，將合署辦公機構數據剔除后重新計算其約束值、基準值和引導值，結果如表9所示，具有代表性。

表9 人均綜合能耗最終指標 kg/(人·a)

2.5 數據中心機房EUE值

數據中心機房以電耗為主，雖數據質量較高，但分項計量單位較少，因此，只進行一級分類約束。《公共機構能源管理體系實施指南》[5]規定EUE(數據中心總耗電量和IT設備耗電量比值)應小于2.2，大于2.2的公共機構予以剔除，重新計算各定額值指標，結果見表10。

表10 數據中心機房EUE值

本《標準》能耗定額指標數據嚴謹程度、科學性得到了評審專家組及省市公共機構驗證單位的一致認可。

3 能耗定額指標修正方法

當公共機構實際使用能耗超出規定值時[6]，應對實際能耗指標進行修正。

公共機構能耗限額修正主要針對于非供暖能耗，采用因素修正法，即根據影響公共機構能耗的主要因素進行限額修正。公共機構能耗限額主要基于人均使用面積和使用時間進行修正，見下式：

Eix=ei0α1α2

(2)

(3)

(4)

式(2)～(4)中Eix為第i類能耗指標實際值的修正值；i=1、2、3分別為單位建筑面積能耗、人均綜合能耗、單位建筑面積電耗；ei0為第i類能耗指標實際值；α1為黨政機關第i類能耗指標使用時間修正系數；α2為黨政機關第i類能耗指標人均建筑面積修正系數；a為使用時間常數項；A為使用時間一次項系數；b為人均建筑面積常數項；B為人均建筑面積一次項系數；T為實際使用時間，h/a；T0為標準使用時間，h/a；S為實際人均建筑面積，m2/人；S0為標準人均建筑面積，m2/人。

標準使用時間和標準人均建筑面積如表11所示。標準人均面積主要基于上報數據進行計算，根據建筑面積及用能人數，計算得到各個機構的平均人均使用面積。醫療機構屬于全年365 d每天24 h使用機構，因此醫療機構不進行時間修正。

表11 標準使用時間和標準人均建筑面積

黨政機構標準使用時間為250 d，日均工作時間10 h。教育機構標準使用時間10個月，高等學校日均使用時間12 h，中等、初等和學前教育日均使用時間9 h，其他教育機構日均使用時間10 h。場館類機構標準使用時間300 d，日均使用時間10 h。

以面積修正系數為例，其滿足下式：

(5)

b+B=1

(6)

取不同人均使用面積及該使用面積對應的平均能耗代入式(5)，求得其平均α2，并聯立式(6)即可計算得到b和B的值。類似地可以計算時間修正系數。表12顯示了計算得到的公共機構面積和時間修正系數。

表12 公共機構面積和時間修正系數

4 公共機構節能管理要求

1) 公共機構應建立能源管理體系，科學、有效地組織能耗統計工作，做好能源資源消費和利用狀況的記錄、統計、分析并建立檔案。

2) 有計劃地落實能耗監測系統建設，實施能耗在線監測與動態分析，及時發現用能浪費問題，糾正浪費現象。

3) 應建立節能目標考核制度，制定能源資源使用計劃和節約規劃。

4) 針對公共機構內能耗大、效率低的機電設備，應制定合理的改造計劃，逐步完成節能改造。

5) 健全用能系統操作規程和節能運行管理制度，定期開展節能管理崗位人員節能技能培訓。

6) 能夠充分利用天然采光、自然通風等被動節能技術；在有條件的地區，優先使用太陽能、地熱能等可再生能源來替代常規能源消耗。

5 結語

《陜西省公共機構能耗定額標準》的頒布標志著陜西省公共機構節能管理已從“政策引領”向“強制實施”階段過渡，其宗旨是將陜西省公共機構能耗總量與強度控制在合理范圍內，在公共機構中推行能耗定額制度、規范公共機構用能管理、提高公共機構能源利用效率，助力陜西省生態文明建設，充分發揮陜西省公共機構在全社會節能中的表率作用，同時為“碳達峰、碳中和”國家節能減排宏偉目標貢獻力量。