極端氣候影響下某地區機關辦公建筑能耗標桿值調整

0 引言

2020年9月，中國政府在第75屆聯合國大會一般性辯論上向國際社會作出碳達峰、碳中和的鄭重承諾——CO

排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。“3060”“雙碳”目標戰略的提出，使能耗管理在各行各業得到空前的重視。為推動節約型機關建設、促進機關用能降耗提效，《中央和國家機關能源資源消耗定額》（JGSW 01-2021）以強化定額標準約束作用為目標

，這一行動拉開了全國各地政府機關在推進綠色低碳建設中示范引領作用的序幕。

建筑總能耗標桿值一般具備數值穩定性、地區代表性和區域普適性

等特點，在以定額為控制標準節能管理實踐中得到越來越廣泛的運用。然而，近幾十年來極端氣候在全球范圍內頻現，局部地區某時段持續高溫或低溫已成常態

。由于極端氣溫會引起建筑用能的波動，此時應該根據情況對已設定的能耗標桿值進行調整，以體現能耗管理中的動態管理效應

。同時，通過對調整方法的研究，也可以更好地探討建筑能耗構成的內在特點，為實現“能耗定額與一定下降率相結合方式”指標管理要求做好統籌和協調準備。

這是《戰斗宣言》中的一句唱詞，在西媒報道中引起廣泛爭議的正是配唱部分中“殺殺殺”的翻譯。在作為研究對象的九篇西媒報道中，有三篇以“kill,kill,kill”或“waiting for order to kill”作為大字標題（Boeen 2016;Conner 2016;The Guardian 2016），占據相當大的版面，給讀者以強烈的視覺沖擊，讓人感覺觸目驚心，仿佛解放軍是一支本性嗜殺的軍隊，正在以殺戮作為賣點去招募新兵。新聞報道的負面性價值也因此得以實現。

本研究以某夏熱冬冷地區政府機關辦公建筑能耗數據為研究對象，根據2個連續自然年（本文把第1年稱“參考年”、第2年稱“對比年”）能耗實測數據，提出基于空調能耗系數調整的公式以考慮極端氣候對該類建筑能耗的影響。

1 某地機關辦公建筑能耗標桿值的確定

1.1 機關辦公建筑能耗構成

研究地區共有64棟政府機關辦公建筑納入能耗監測，能耗按照明用電、空調用電、動力電和特殊用能等分項計量

，這類辦公建筑總能耗是各分項能耗之和，見式（1）。

4.投餌與追肥。我縣小龍蝦養殖采取仿生態低密度放養模式，以攝食天然動植物餌料為主，所以特別注重放苗前施肥和養殖期間適時追肥，在幼蝦投放5～7天施發酵的畜禽糞60kg/畝，6月下旬到8月下旬主要施有機肥和生物魚肥，培養大量輪蟲、枝角類、橈足類、水生昆蟲幼體。培育浮游生物及提供適量的有機碎屑作蝦飼料。

其中：E

——總能耗；

E

——照明能耗；

λ

、λ

——分別為動力電和特殊用電調整系數，可以根據積累的經驗取值。

E

——動力電能耗；

λ

——照明電調整系數，與人均面積、季節、建筑布置等因素有關；

綜上所述，“翻轉課堂”模式教學對學生的學習和教師的教學有很大的幫助。但是，在高中語文教學中實行“翻轉課堂”模式的時候，不能一味地借鑒，教師要注意分析學生的學習特點，結合學生的學習情況，制定適合自己班上學生學習的教學模式。

針對64棟在結構類型、外墻保溫、面積大小、使用條件等方面存在差異的辦公建筑，為建立不同樣本建筑間能耗可比關系，引入考慮建筑特點、環境條件（如面積、人流等）、氣候特征等影響因素的建筑總能耗通用表達式，見式（2）。

E

——特殊電能耗。

λ

——空調電調整系數，受室內外溫差控制，并與窗墻比、外墻保溫效果、人員在室率等因素有關；

推廣差異化產品，需要有專業的服務團隊。在服務團隊建設方面，心連心不斷增強營銷系統一線作戰能力，按照“動車組”的理念，通過重心前移和簡政放權，形成以銷售分公司為基本作戰單元，充分調動基層作戰單元主動性、積極性，加速由業務型向營銷服務型的轉變，并提高營銷團隊對于社會資源的整合能力、市場的管理能力和服務能力。

2.4 疾病隱患 岸邊水陸交叉污染帶容易滋生各種病菌和病原體，加上消落區域泥沙淤積，使得病菌難以擴散，容易誘發各類流行疾病，危害動植物的健康和生長。

E

——空調能耗；

根據塔里木河項目建設進展情況分析，當前，各類節水項目工程建設已完成80%以上，工程節增水量已超過23億m3，而且，各源流近幾年天然來水量接近多年平均值，但是，各源流下泄干流水量不但沒有增加，反而都在減少，各源流灌區不僅占用了通過塔里木河項目建設實現的節增水量，還占用了原來的河道下輸生態水量。2008年，各源流下泄塔里木河干流的水量比治理前還減少了7.77億m3，距離規劃目標還相差18.1億m3。干流斷流長度在逐年增加，時間在延長，究其原因，主要癥結在于管理問題沒有得到實質性的解決。

為分析總能耗與各分項能耗間的關聯性，對樣本建筑參考年總能耗數據與各分項能耗數據進行統計分析，得到的相關系數見表1。從相關系數看，空調能耗與總能耗關聯程度最高，而照明用電與總能耗關聯程度次之。事實上，研究地區多年樣本建筑能耗構成中，空調電與照明電構成機關辦公建筑能耗的主成分

。而動力電與總能耗的相關性最低（負值），通過對逐月人流數據和人員在室率的分析發現，其中原因在于當氣溫很高（如夏季）或很低（如冬季）時，人們會刻意控制外出的頻次，從而減少了諸如電梯等動力電的消耗。

近來的成交謹慎，與前段時間很多復肥廠家的秋季訂貨會性質的各種大促銷密切相關，某肥業鄭州峰會訂貨10萬噸，某股份成都大會收款4.5億元……大成交都到前面去了，后面的成交理所當然謹小慎微，大伙兒Get到了嗎？

宣禮塔基礎部分從上至下土層分別為：回填沉積(DR)、淤泥沉積(DL)、沙沉積(DS)、鈣質砂層(GC)、泥灰巖和透鏡狀黏土(ML)、沖擊沉積(DA)及含砂泥灰巖(MS)，總計七層。

樣本建筑空調能耗—總能耗擬合曲線形態下凹，（如圖2a），曲線斜率增量為正，說明空調能耗對總能耗的影響會越來越大；與之對比，照明能耗—總能耗擬合曲線形態上凸并沿水平向收斂（如圖2b），這顯然與實際用能狀況相符。

N

——基準天數（d），研究地區能耗基準年（本例為參考年）對應時段冬季降溫或夏季升溫溫度趨勢段長度，可通過日溫度-時間曲線獲得；根據參考年全年日溫度曲線，本例時間涉及到前一年12月、當年1月；

1.2 機關辦公建筑能耗標桿值

當年9月到次年1月為溫度下降段，經歷8月份高溫后，自9月份起平均氣溫開始下降，一般在次年1月份達到最低值。擬合結果：

從兩年數據來看，該地區能耗管理在對比年已取得初步成效。主要表現在：1）高于80%保證概率的總能耗值有明顯降低；2）2年相鄰保證概率對應的能耗值增加幅度（Δ1、Δ2值）明顯減少。

2 溫度對能耗的影響

研究地區地處南暖溫帶和北亞熱帶的過渡地區，兼具有南北氣候特征，地區季節性溫度變化有其內在規律性，因此季節性溫度對能耗的影響也應該具備統計特征

。以參考年數據為例，對樣本建筑月總能耗（E

）與月平均溫度（T)進行擬合，得到2個時段結果。

2月-8月為溫度上升段，經歷1月份寒冬后，從2月份起氣溫開始回升，一般在8月份達到峰值溫度。擬合結果：

該地區64棟辦公建筑能耗數據采集和監控由SCADA系統完成，本次研究最終選取36棟辦公樓有效數據參與統計（剔除因局部系統故障漏記數據和因辦公樓改造、機構合并重組等帶來的影響），2個完整監測年度統計樣本重疊。在各樣本建筑能耗數據滿足構成相似性和結構一致性的基礎上

，采用“限額水平法”

（保證概率75%）得到該地區辦公建筑能耗標桿參考年與對比年能耗標桿值（見表2和表3）。標桿值基本穩定，說明取值方法具有相當的可靠性。

式中，E——月總能耗，（kWh/m

）/a；

T——月平均溫度，℃。

該地區某典型辦公建筑總能耗、各分項能耗與監測時間（月份）的關系曲線見圖1。總能耗曲線、空調用電曲線在形態上均表現為“W”形，且明顯表現出與季節溫度的強關聯性——冬季、夏季能耗高，秋季、春季能耗低。同其它3種能耗相比，總能耗與空調能耗在形態上表現出極大的相似性（此類相似性在其他大多數樣本建筑能耗中也普遍出現）。

從兩個復相關系數來看，該地區能耗與溫度的相關性比較顯著，是總能耗-時間（月度）曲線（見圖1）呈“W”形態的根本原因，這同時也說明溫度是該類建筑能耗的主要控制因素。正因為如此，本研究把極端氣候影響下空調用能的調整列為首要考慮。事實上，能耗實測發現：室內氣溫每升高1℃（取暖）或降低1℃（制冷），空調能耗有約8%～12%的增加

。

專家介紹 汪芳：北京醫院心血管內科主任醫師，從事心血管臨床醫療28年，擅長冠心病、高血壓、高脂血癥、心衰、心律失常等疾病的藥物治療及臨床評價。

3 空調能耗系數修正

極端低溫或高溫對區域天氣情況的影響方式有兩種

，一是對未來短期（取1～3天）或中期（4～7天)平均溫度產生較大的影響；二是使該時段氣候變化趨勢持續時間延長，如冬季出現極端寒潮，則寒冷的天數會有一段時間的延長。就機關辦公建筑能耗而言，由于氣候溫度變化對空調用電影響最大，以調整公式（2）中系數λ

計算為例，通過對能耗與溫度的關系曲線的分析，可得出空調調整系數λ

算式。

極端氣候對區域溫度的影響一般僅引發局部溫度范圍的波動，而不改變氣候變化趨勢，因此空調能耗修正系數應與溫度趨勢、波動幅度及時間長短有關，由此給出空調能耗調整系數λ

修正公式：

事實上，總能耗與分項能耗，各分項能耗之間都有一定的關聯性，如人流量、在室率增加時，空調能耗會高，相應的電梯能耗也會增加等。總體上，總能耗及各分項能耗間的相關性和影響因素多樣性決定了能耗標桿值確定的復雜性

。

N——極端氣候發生時溫度趨勢持續時間長度（d），獲取方法同N

值確定；

ε——空調能耗在總能耗中占比，通過樣本統計分析獲得，建議取加權平均值；

k——能耗標桿值確定年溫度—能耗擬合曲線切線斜率，按升溫曲線或降溫曲線分別取值（取正)。舉例：圖3中參考年降溫段月均溫度-月總能耗擬合曲線切線值k=0．183 8。

參考年冬季降溫時段持續時間t=30 d（前一年12月底到參考年1月下旬）；樣本年對應時段溫度下降趨勢時間計41 d——樣本年1月遭遇極寒天氣導致降溫趨勢延長了11 d。空調能耗占比中，采用參考年數據（共計432個有效數據）空調用電占比變動范圍：最低19．9%、最高51．2%，算術平均35．5%，加權平均31．6%，本次研究取加權值ε=0．316。如此修正系數λ

=1．021 296。即發生在對比年的極端低溫，使當地空調能耗有約2．129 6%的增加。以此為依據，則對比年能耗標桿值調整后值：

62．71（1+λ2）=64．05 kWh/m

/a。此值（未考慮照明用電、動力用電等修正）與根據對比年全年能耗監測數據值確定的標桿值（64．51kWh/m

/a）更為接近。

4 結論與說明

長時間尺度（如月能耗-月溫度）、大樣本數據及對能耗數據結構標準的考量，是機關辦公建筑能耗標桿值的長效、穩定等特性得以保證的根本原因。在極端氣候影響下，通過對研究地區能耗最敏感因素——空調能耗系數的調整來實現能耗動態管理是可靠路徑之一。本次研究得到以下基本認識：

日、月可能是人們日常生活中最容易觀察到的兩個自然天體，仰則能見，同時，可能也是對人們的生產和生活最具影響力的天體。因此，在世界上的許多民族中，都或多或少地有因對日、月的崇拜與想象而產生的日、月神話。

1）研究地區多年日均溫度存在顯著的統計規律，因此在諸如建筑功能、人流密度和建筑基本參數（外圍護結構、窗墻比）不變條件下，溫度變化就成了影響機關辦公建筑能耗的重要因素，而對空調用能的修正可以最大程度地體現氣候溫度對能耗的影響。

2）總能耗與月均溫度關系曲線表現出顯著的收斂特性，因此收斂曲線段的切線斜率在很大程度上體現出區域溫度變化趨勢與建筑能耗內在關系，可用于溫度變化對能耗的影響計算。

3）空調能耗修正系數與溫度變化幅度及降、升溫持續時間的長短有關，通過溫度變化趨勢延長天數（即增量Δn）和月能耗—月均溫度擬合關系中曲線段切線斜率（K），可以建立能耗增量與溫變幅度及時間的關系，并借此對極端氣候條件下能耗標桿值調整，從而實現建筑能耗動態的量化管理。

4）本次研究結果尚缺少對極端高溫天氣適用驗證，但從邏輯關系和修正思路的基礎、依據上分析，該方法有著比較好的適用性。

［1］國管局,中直管理局.中央和國家機關能源資源消耗定額標準（JGSW 01-2021）［DB/OL］.（2021-02-22）［2022-01-06］.http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2021-02/23/5588453/files/f05d3e779bce43f1a29e fd28bf6651ff.pdf.

［2］蔡玥，謝偉.公共辦公建筑能耗對標管理中立標過程分析［J］.江西建材，2017（15）:256-257.

［3］王月，李輯，焦敏，等.中國大范圍極端低溫事件的特征分析［J］.氣象與環境學報，2020，36（6）:74-81.

［4］程忠平.既有公共建筑的能耗及節能潛力分析［J］.武漢工業學院學報，2008（3）:93-95.

［5］秦旋，劉倩昆.廈門市公共建筑能耗影響因素與節能潛力分析［J］.華僑大學學報（自然科學版），2015，36（5）:575-580.

［6］蔡玥，續慧珍，徐加冕，等.公共辦公建筑節能對標管理中能耗約束值確定［J］.建筑節能，2018，46（4）:107-111.

［7］馮聞，王藝蕾，豆晨昊.上海某辦公建筑能耗影響因素探究以及節能分析［J］.制冷與空調（四川），2021，35（1）:88-94.

［8］鄒越.大型公共建筑能耗分析及節能潛力［J］.資源節約與環保，2018（10）:105.

［9］龔麗婭.廣州市國家機關辦公建筑能耗定額的研究［D］.華南理工大學，2016.

［10］艾雅雯，孫建奇，韓雙澤，等.1961-2016年中國春季極端低溫事件的時空特征分析［J］.大氣科學，2020，44（6）:1305-1319.

［11］萬蓉.基于氣候的采暖空調耗能及室外計算參數研究［D］.西安建筑科技大學，2008.

［12］武炳義.2012年1月、2016年1月東亞兩次極端嚴寒事件及其與北極增暖的可能聯系［J］.大氣科學學報，2019，42（1）:14-27.