西安建筑科技大學(xué) 西部綠色建筑國家重點實驗室 王登甲西安建筑科技大學(xué) 周 勇西安建筑科技大學(xué) 西部綠色建筑國家重點實驗室 劉艷峰陜西省機(jī)關(guān)事務(wù)服務(wù)中心 張小霞西安建筑科技大學(xué) 張 龍

0 引言

公共機(jī)構(gòu)是能源消費的重要主體，推進(jìn)公共機(jī)構(gòu)節(jié)能是降低行政成本的重要手段，對彰顯公共機(jī)構(gòu)社會責(zé)任、形成良好節(jié)能氛圍具有重要意義，同時對全社會建筑節(jié)能工作具有表率和引領(lǐng)作用。為推動公共機(jī)構(gòu)節(jié)能，提高公共機(jī)構(gòu)能源利用效率，2008年國務(wù)院依據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》制定了《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》，明確了公共機(jī)構(gòu)節(jié)能工作責(zé)任主體及基本節(jié)能管理工作。2016年，國家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局和國家發(fā)展改革委聯(lián)合制定印發(fā)了《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能能源資源“十三五”規(guī)劃》[1]，確定了“十三五”期間公共機(jī)構(gòu)節(jié)能目標(biāo)。

但是，公共機(jī)構(gòu)長期采用“主要能耗指標(biāo)”同比下降的方式來衡量節(jié)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(biāo)數(shù)值明顯下降，但是隨著“主要能耗指標(biāo)”數(shù)值的持續(xù)下降，將使其“挖潛降耗”的難度持續(xù)增大，可能產(chǎn)生“鞭打快?！钡默F(xiàn)象。對節(jié)能效果并不明顯的公共機(jī)構(gòu)，若不解決制約其節(jié)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(jié)能工作的積極性和有效性。并且現(xiàn)有“能耗指標(biāo)同比下降”的方式、政策、目標(biāo)、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(xù)。

為認(rèn)真落實《中華人民共和國節(jié)約能源法》《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》等國家節(jié)能政策，2019年，國家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局印發(fā)《公共機(jī)構(gòu)能耗定額標(biāo)準(zhǔn)編制和應(yīng)用指南(試行)》(國管辦發(fā)〔2019〕5號)[2]等有關(guān)能耗定額管理政策方針和法律法規(guī)。指南頒布后，陜西省機(jī)關(guān)事務(wù)服務(wù)中心、西安建筑科技大學(xué)迅速啟動該項工作，共同主持編寫了《陜西省公共機(jī)構(gòu)能耗定額標(biāo)準(zhǔn)》(下稱《標(biāo)準(zhǔn)》)，本文主要介紹《標(biāo)準(zhǔn)》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(jīng)驗交流分享的目的，為《標(biāo)準(zhǔn)》的宣貫實施和同類標(biāo)準(zhǔn)的編制提供一些參考。

1 《標(biāo)準(zhǔn)》編制概況

基于陜西省34 123家公共機(jī)構(gòu)近3年能源資源消費統(tǒng)計數(shù)據(jù)、能耗監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)和能源審計報告中相關(guān)能耗數(shù)據(jù)，經(jīng)過工作小組多次赴陜西省省級機(jī)關(guān)，西安市、渭南市、安康市、榆林市等省內(nèi)公共機(jī)構(gòu)對能耗進(jìn)行數(shù)據(jù)核查，通過對能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納統(tǒng)計分析、異常值剔除、有效等級劃分等科學(xué)化處理工作，依據(jù)陜西省陜北、關(guān)中、陜南不同氣候區(qū)，黨政機(jī)關(guān)、教育類、衛(wèi)生醫(yī)療類、場館類等不同公共機(jī)構(gòu)類型，《標(biāo)準(zhǔn)》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(biāo)。

《標(biāo)準(zhǔn)》主要包括：適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、基本要求、公共機(jī)構(gòu)能耗定額指標(biāo)、公共機(jī)構(gòu)能耗統(tǒng)計范圍、公共機(jī)構(gòu)能耗計算方法、節(jié)能管理與技術(shù)措施共8章節(jié)內(nèi)容。

1.1 陜西省氣候特征及地區(qū)劃分

公共機(jī)構(gòu)能耗水平與所處地區(qū)氣候條件、經(jīng)濟(jì)水平、機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)特點及規(guī)模等密切相關(guān)。因此，確定各地區(qū)公共機(jī)構(gòu)能耗定額時，應(yīng)根據(jù)地區(qū)特點對其進(jìn)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(qū)角度分為陜北、關(guān)中、陜南3個區(qū)域(見圖1)，且橫跨嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷3個氣候區(qū)，南北氣候差異大。

圖1 陜西省地理特征及氣候區(qū)劃

根據(jù)GB 50176—2016《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》[3]劃分的陜西省氣候區(qū)劃，嚴(yán)寒(C)區(qū)僅包含2個縣，公共機(jī)構(gòu)數(shù)目和規(guī)模較小，制定能耗定額標(biāo)準(zhǔn)時不宜將這2個區(qū)分開處理。DBJ 61-65—2011《陜西省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[4]將陜北(嚴(yán)寒地區(qū))和關(guān)中(寒冷地區(qū))劃歸為同一區(qū)氣候區(qū)，這與指南要求的區(qū)別嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的供暖能耗和非供暖能耗有所矛盾。

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

表1 陜西省主要城市供暖度日數(shù)及分區(qū)

1.2 數(shù)據(jù)有效性檢驗

共收集整理了34 123家陜西省公共機(jī)構(gòu)能耗相關(guān)數(shù)據(jù)，初步剔除部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失機(jī)構(gòu)22 798家，剩余有效數(shù)據(jù)公共機(jī)構(gòu)共計11 325家，其主要類型分布如圖2所示。

圖2 有效數(shù)據(jù)公共機(jī)構(gòu)類型分布情況

由于部分公共機(jī)構(gòu)涉及拆分、重組等問題，數(shù)據(jù)偏差極大，因此對數(shù)據(jù)穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗。數(shù)據(jù)穩(wěn)定性應(yīng)滿足如下要求：

(1)

通過穩(wěn)定性檢驗，剔除公共機(jī)構(gòu)5 858家，最終納入有效統(tǒng)計數(shù)據(jù)公共機(jī)構(gòu)共計5 467家。

1.3 陜西省公共機(jī)構(gòu)分類處理

根據(jù)《公共機(jī)構(gòu)能耗定額標(biāo)準(zhǔn)編制和應(yīng)用指南(試行)》[2]要求，對陜西省公共機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類及數(shù)量統(tǒng)計，如表2所示。由于科技、文化和體育場館各類別場館數(shù)量較少，因此，場館類機(jī)構(gòu)不進(jìn)行二級分類。

表2 陜西省公共機(jī)構(gòu)區(qū)域指標(biāo)

關(guān)于其他類公共機(jī)構(gòu)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(xué)、特殊學(xué)校、游泳學(xué)校等人員結(jié)構(gòu)、設(shè)備設(shè)施顯著區(qū)別于普通教育機(jī)構(gòu)，歸為教育其他類；假肢中心、療養(yǎng)院、紅十字會等性質(zhì)顯著不同于傳統(tǒng)醫(yī)院，歸為醫(yī)療其他類；殯儀館、垃圾清理站等能源結(jié)構(gòu)特殊，歸為大類其他類。

2 能耗定額指標(biāo)要點解析

公共機(jī)構(gòu)能耗定額指標(biāo)類型包括主要指標(biāo)和參考指標(biāo)共六類定額指標(biāo)。主要指標(biāo)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(biāo)包括常規(guī)用能系統(tǒng)單位建筑面積電耗和數(shù)據(jù)中心機(jī)房EUE值。指標(biāo)值包括約束值、基準(zhǔn)值和引導(dǎo)值3類。

以供暖Ⅱ區(qū)黨政機(jī)關(guān)數(shù)據(jù)為例，進(jìn)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(guī)用能系統(tǒng)單位建筑面積電耗計算。根據(jù)公共機(jī)構(gòu)分類結(jié)果，將各類公共機(jī)構(gòu)相應(yīng)能耗數(shù)據(jù)按照升序方法進(jìn)行排序，取下1/5分位數(shù)、中位數(shù)、上1/5分位數(shù)進(jìn)行合理性、可行性分析驗證后，分別確定為約束值、基準(zhǔn)值和引導(dǎo)值。約束值指不同地區(qū)不同類型公共機(jī)構(gòu)正常運行所允許能耗的最高值，基準(zhǔn)值指不同地區(qū)不同類型公共機(jī)構(gòu)正常運行且采取一定的節(jié)能管理技術(shù)措施后的能耗水平，引導(dǎo)值指不同地區(qū)不同類型公共機(jī)構(gòu)正常運行能耗的目標(biāo)值。

2.1 單位建筑面積非供暖能耗

經(jīng)統(tǒng)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(shù)據(jù)，通過上下五分位數(shù)和中位數(shù)統(tǒng)計得到的約束值、基準(zhǔn)值和引導(dǎo)值，初步得到表3所示數(shù)據(jù)。

表3 單位建筑面積非供暖初步能耗指標(biāo) kg/(m2·a)

進(jìn)一步對表3分析發(fā)現(xiàn)，約束值、基準(zhǔn)值和引導(dǎo)值數(shù)據(jù)分布仍較為離散，約束值為基準(zhǔn)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(dǎo)致引導(dǎo)值、基準(zhǔn)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(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)偏小的主要原因為：黨政機(jī)關(guān)內(nèi)合署辦公情況較多，而合署辦公能源消耗統(tǒng)計不全，不具有代表性，合并至辦公場所統(tǒng)一計算，當(dāng)無法確認(rèn)其所在辦公場所時應(yīng)予以剔除。剔除合署辦公機(jī)構(gòu)相關(guān)能耗數(shù)據(jù)后，進(jìn)行最終能耗指標(biāo)計算，得到表4，可以看出，各個指標(biāo)之間離散程度較低，表明該組指標(biāo)具有代表性，作為定額標(biāo)準(zhǔn)編制依據(jù)。

表4 單位建筑面積非供暖最終能耗指標(biāo) 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(shù)據(jù)存在計量不規(guī)范、數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重，自主獨立供暖與廚房用天然氣尚未分開計量等問題，導(dǎo)致公共機(jī)構(gòu)供暖能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計和定額標(biāo)準(zhǔn)制定是最為困難的。在此，集中供暖和獨立供暖統(tǒng)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(xiàn)狀，結(jié)合陜西省470家公共機(jī)構(gòu)實際調(diào)研結(jié)果，編制組提出如下天然氣耗量處理辦法：根據(jù)DBJ 61-65—2011《陜西省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[4]可知，陜西省供暖耗熱量指標(biāo)約為10～20 W/m2，以10 W/m2為閾值(對應(yīng)單位面積天然氣耗量2.8 m3/(m2·a))，當(dāng)天然氣耗量小于2.8 m3/(m2·a)時，認(rèn)為天然氣全部用于炊事，當(dāng)天然氣耗量大于2.8 m3/(m2·a)時，認(rèn)為天然氣同時用于供暖與炊事。

根據(jù)實際調(diào)研結(jié)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(jī)構(gòu)，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(jìn)行拆分處理。

重新計算供暖能耗，剔除供暖能耗異常值的機(jī)構(gòu)共計65家，剔除無供暖數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)822家。初步確定單位供暖面積供暖能耗，如表5所示?？梢钥闯?，約束值、基準(zhǔn)值和引導(dǎo)值離散程度較大。

表5 單位供暖面積供暖能耗初步指標(biāo) kg/(m2·a)

單位供暖面積供暖能耗與建筑面積關(guān)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(guī)律偏離，其值明顯偏大，進(jìn)而導(dǎo)致引導(dǎo)值、基準(zhǔn)值明顯偏小。進(jìn)一步分析異常能耗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，部分機(jī)構(gòu)天然氣用量明顯偏大，主要原因是該機(jī)構(gòu)天然氣具有一些特殊用途，如陜西省體育訓(xùn)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(jī)構(gòu)，其供暖能耗不具有代表性，應(yīng)予以剔除。最后，得到單位供暖面積供暖最終能耗指標(biāo)如表6所示?？梢钥闯?，各個指標(biāo)之間離散程度較低，表明該指標(biāo)具有代表性。

圖4 單位建筑面積供暖能耗與建筑面積關(guān)系分析

表6 單位供暖面積供暖能耗最終指標(biāo) kg/(m2·a)

2.3 單位建筑面積電耗

長期以來，電能消耗數(shù)據(jù)監(jiān)測、計量技術(shù)成熟，電耗數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。剔除單位建筑面積電耗異常公共機(jī)構(gòu)共計17家，計算其約束值、基準(zhǔn)值和引導(dǎo)值，結(jié)果如表7所示。可以看出，單位建筑面積電耗約束值、基準(zhǔn)值和引導(dǎo)值之間離散程度較低，數(shù)據(jù)具有較高的代表性。

表7 單位建筑面積電耗指標(biāo) kg/(m2·a)

2.4 人均綜合能耗

剔除人均綜合能耗數(shù)據(jù)異常機(jī)構(gòu)共計12家，初步確定約束值、基準(zhǔn)值和引導(dǎo)值如表8所示。可以看出，約束值、基準(zhǔn)值和引導(dǎo)值之間，數(shù)據(jù)分布較為離散，引導(dǎo)值明顯偏小。

表8 人均綜合能耗初步指標(biāo) kg/(人·a)

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，引導(dǎo)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(jī)構(gòu)上報數(shù)據(jù)不全引起。因此，將合署辦公機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)剔除后重新計算其約束值、基準(zhǔn)值和引導(dǎo)值，結(jié)果如表9所示，具有代表性。

表9 人均綜合能耗最終指標(biāo) kg/(人·a)

2.5 數(shù)據(jù)中心機(jī)房EUE值

數(shù)據(jù)中心機(jī)房以電耗為主，雖數(shù)據(jù)質(zhì)量較高，但分項計量單位較少，因此，只進(jìn)行一級分類約束?！豆矙C(jī)構(gòu)能源管理體系實施指南》[5]規(guī)定EUE(數(shù)據(jù)中心總耗電量和IT設(shè)備耗電量比值)應(yīng)小于2.2，大于2.2的公共機(jī)構(gòu)予以剔除，重新計算各定額值指標(biāo)，結(jié)果見表10。

表10 數(shù)據(jù)中心機(jī)房EUE值

本《標(biāo)準(zhǔn)》能耗定額指標(biāo)數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)程度、科學(xué)性得到了評審專家組及省市公共機(jī)構(gòu)驗證單位的一致認(rèn)可。

3 能耗定額指標(biāo)修正方法

當(dāng)公共機(jī)構(gòu)實際使用能耗超出規(guī)定值時[6]，應(yīng)對實際能耗指標(biāo)進(jìn)行修正。

公共機(jī)構(gòu)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(jù)影響公共機(jī)構(gòu)能耗的主要因素進(jìn)行限額修正。公共機(jī)構(gòu)能耗限額主要基于人均使用面積和使用時間進(jìn)行修正，見下式：

Eix=ei0α1α2

(2)

(3)

(4)

式(2)～(4)中Eix為第i類能耗指標(biāo)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(biāo)實際值；α1為黨政機(jī)關(guān)第i類能耗指標(biāo)使用時間修正系數(shù)；α2為黨政機(jī)關(guān)第i類能耗指標(biāo)人均建筑面積修正系數(shù)；a為使用時間常數(shù)項；A為使用時間一次項系數(shù)；b為人均建筑面積常數(shù)項；B為人均建筑面積一次項系數(shù)；T為實際使用時間，h/a；T0為標(biāo)準(zhǔn)使用時間，h/a；S為實際人均建筑面積，m2/人；S0為標(biāo)準(zhǔn)人均建筑面積，m2/人。

標(biāo)準(zhǔn)使用時間和標(biāo)準(zhǔn)人均建筑面積如表11所示。標(biāo)準(zhǔn)人均面積主要基于上報數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，根據(jù)建筑面積及用能人數(shù)，計算得到各個機(jī)構(gòu)的平均人均使用面積。醫(yī)療機(jī)構(gòu)屬于全年365 d每天24 h使用機(jī)構(gòu)，因此醫(yī)療機(jī)構(gòu)不進(jìn)行時間修正。

表11 標(biāo)準(zhǔn)使用時間和標(biāo)準(zhǔn)人均建筑面積

黨政機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)使用時間為250 d，日均工作時間10 h。教育機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)使用時間10個月，高等學(xué)校日均使用時間12 h，中等、初等和學(xué)前教育日均使用時間9 h，其他教育機(jī)構(gòu)日均使用時間10 h。場館類機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)使用時間300 d，日均使用時間10 h。

以面積修正系數(shù)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(yīng)的平均能耗代入式(5)，求得其平均α2，并聯(lián)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(shù)。表12顯示了計算得到的公共機(jī)構(gòu)面積和時間修正系數(shù)。

表12 公共機(jī)構(gòu)面積和時間修正系數(shù)

4 公共機(jī)構(gòu)節(jié)能管理要求

1) 公共機(jī)構(gòu)應(yīng)建立能源管理體系，科學(xué)、有效地組織能耗統(tǒng)計工作，做好能源資源消費和利用狀況的記錄、統(tǒng)計、分析并建立檔案。

2) 有計劃地落實能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，實施能耗在線監(jiān)測與動態(tài)分析，及時發(fā)現(xiàn)用能浪費問題，糾正浪費現(xiàn)象。

3) 應(yīng)建立節(jié)能目標(biāo)考核制度，制定能源資源使用計劃和節(jié)約規(guī)劃。

4) 針對公共機(jī)構(gòu)內(nèi)能耗大、效率低的機(jī)電設(shè)備，應(yīng)制定合理的改造計劃，逐步完成節(jié)能改造。

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

6) 能夠充分利用天然采光、自然通風(fēng)等被動節(jié)能技術(shù)；在有條件的地區(qū)，優(yōu)先使用太陽能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉磥硖娲Ｒ?guī)能源消耗。

5 結(jié)語

《陜西省公共機(jī)構(gòu)能耗定額標(biāo)準(zhǔn)》的頒布標(biāo)志著陜西省公共機(jī)構(gòu)節(jié)能管理已從“政策引領(lǐng)”向“強(qiáng)制實施”階段過渡，其宗旨是將陜西省公共機(jī)構(gòu)能耗總量與強(qiáng)度控制在合理范圍內(nèi)，在公共機(jī)構(gòu)中推行能耗定額制度、規(guī)范公共機(jī)構(gòu)用能管理、提高公共機(jī)構(gòu)能源利用效率，助力陜西省生態(tài)文明建設(shè)，充分發(fā)揮陜西省公共機(jī)構(gòu)在全社會節(jié)能中的表率作用，同時為“碳達(dá)峰、碳中和”國家節(jié)能減排宏偉目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。