高校校园合理用能综合评价指标体系的构建

支 琴， 姚仁忠， 吕淑彬， 卢志坚

(1.上海交通大学 后勤保障处，上海 200240；2.上海财经大学 节能办公室，上海 200433)



高校校园合理用能综合评价指标体系的构建

支 琴1， 姚仁忠1， 吕淑彬1， 卢志坚2

(1.上海交通大学 后勤保障处，上海 200240；2.上海财经大学 节能办公室，上海 200433)

为了科学、合理地评价高校校园的用能情况，规范高校能源管理体系建设，本文对国内外绿色校园、绿色建筑和用能评价等相关评价体系进行了特征、内容和构建方法等分析，结合我国高校用能特征和管理需求，提出了定性和定量相结合的高校校园合理用能综合评价方法。基于2011～2014年上海地区高校能源资源的消耗统计数据，以及上海15所公办高校的76幢重点用能建筑和相应校园的能源审计结果，通过能耗分析、指标筛选、模型构建、实例对标，建立了上海地区高校校园合理用能综合评价指标体系，为学校在组织与制度构建、节约资源政策制定、节能技术应用和节能运行监管体系建设等方面提供参考。

合理用能； 综合评价； 指标体系

0 引 言

校园作为社会的重要组成部分，随着教育事业和办学规模的不断发展，校园能源资源的消耗呈刚性增长趋势[1-3]。为此，2008年开始国家住房和城乡建设部、发展改革委、教育部等部委针对校园节能减排给予了大量专项资金的支持，鼓励全国各高校大力开展节约型校园建设，落实节能环保示范项目。2011年上海市颁布了《上海高校“十二五”节能减排工作规划》、《上海高校和直属中等学校“十二五”能源消费总量控制及节能降耗目标分解方案》等文件，并会同市发展改革委、市质量技监局制定本市地方标准《上海高校合理用能指南》，通过宏观指导、能效考核、专项落实等多措并举，全面推进校园节能管理。

然而，国家及地方对学校的指标考核仅仅针对校园的综合能耗、单位建筑面积能耗，对能耗增长未达标的原因难以进行翔实分析与准确定位。特别是各高校用能特征、管理需求均不相同，能耗差异较大。如何通过精细的能效指标、科学的评价方法来衡量学校用能合理性、适用性，成为评价节约型校园建设水平、考核学校响应国家政策号召力度和自身节能建设程序的重要手段，学校也亟需一套适用于本地区高校的合理用能统一评价方法[4]。

为此，以上海地区高校为例，通过国内外相关评价体系的综合分析，在己建设的节能监管平台基础上，通过对2011～2014年期间上海市高校能源统计数据以及15所公办高校的76幢重点用能建筑和相应校园的能源审计结果进行评价指标分析、评价方法研究及评价标准指导，建立高校合理用能评价指标体系，为科学评价高校节约型校园建设水平，为学校提供组织与制度构建、资源节约政策、节能技术应用及节能运行监管体系构建等方面的指导提供参考。

1 国内外相关评价体系

校园合理用能的评价研究尚处于起步阶段，且多体现在节约型校园和绿色建筑方面。目前国内外还没有一套较为成熟的、完整的、适用于校园合理用能方面的评价体系出现。

1.1 绿色校园评价

《绿色校园评价标准》[5-6]CSUS/ GBC04-2013是以校园整体作为评价对象，设立规划与生态、能源与资源、环境与健康、运行与管理、教育与推广五大类指标，每类指标细分控制项和评分项，同时为鼓励绿色校园的技术创新，体现绿色校园的特色，评价指标体系还统一设置特色与创新指标作为加分项。通过综合指标评价，在校园全寿命周期内最大限度地节约资源(节能、节水、节材、节地)、保护环境和减少污染，为师生提供健康、适用、高效的教学和生活环境，对学生具有环境教育功能，与自然环境和谐共生的校园。

1.2 绿色建筑评价

LEED(Leadership in Energy & Environmental Design)是美国绿色建筑委员会为满足美国建筑市场对绿色评定要求，提高建筑环境和经济特性而开展的评级计划，是一个性能性的标准，从建筑全寿命的视角对建筑整体的环境性能进行评估，主要强调建筑在整体、综合性能方面达到建筑的绿色化要求，很少设置硬性指标，各指标间可通过相关调整形成相互补充，以方便使用者根据本地区的技术经济条件建造绿色建筑。

2006年6月建设部、科技部联合印发了《绿色建筑评价标准》[7-9]，主要用于评价住宅建筑和办公建筑、商场、宾馆等公共建筑，评价指标包括控制项、一般项与优先项，对同一对象，可根据需要和可能分别提出对应于控制项、一般项与优先项的指标要求，评价原则上以公共建筑为对象，也可以单栋住宅为对象进行评价，通过指标体系的评估，从而指导新建、扩建与改建工作的顺利进行，推动绿色建筑产业发展，进一步引导、促进和规范绿色建筑建设。

1.3 节约型校园评价

在建设节约型校园的政策大背景下，节约型校园的评价体系也应运而生[10]。2008年5月，住建部和教育部发布了《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》(试行)，旨在学习和借鉴国内外先进理念、管理经验及技术体系的基础上结合国情，指导节约型校园建设。然而由于校园节能监管平台还刚刚起步，缺乏具体数据的支撑，仅以高校新建和既有校园建设的改建、扩建、运营、管理为主要适用对象，高校节约型校园考核评价办法只能起到建设过程的理论支持作用。

1.4 用能评价

对于用能的合理性评价基本上起源于能源消耗的巨头―工业企业。目前，我国在企业中己初步建立相关国家标准，用于指导评价企业的用能合理性，主要有：《评价企业合理用电技术导则》GB/T3485-1998，《评价企业合理用热技术导则》GB/T3486-1993，《节电措施经济效益计算与评价》GB/T13471-1992，《综合能耗计算通则》GB2589-1990，《评价企业合理用水技术通则》GB/7119-1993。主要是利用能值分析法定量评估系统中各种资源流、信息流等的可持续性。能值评价的关键是能流图，这个图形通过界定系统界限、能源和系统组件来表示。系统界限表示为一个长方形框架，而能源和系统组件是由系统语言符号来表示的，它们以从左到右的顺序按照质量的等级秩序(转换率等)被放置在图表中。能值分析[11]一般用于建筑物上，一栋建筑的能量输入与输出图表可以很好地反映它在一定时期内的用能情况，通过能值转换率、能值比率、净能值产生率、能值自给率等一系列指标的运算，引用至学校，能够帮助我们定量的分析能源配置与教职工、学生活动的真实价值，有助于调整校园环境和发展建设的关系。

综上所述，由于国情及行业的区别，国内外相关领域的评价指标体系具体的评价方向和关注点不尽相同，因此在体系内容和方法的设计上有所区别。但总体来说评价的内容上一般针对具体的建筑或节能流程进行定量评估[12]；评价的方法上均建立了相应的评价机制，如定量指标、权重体系、分阶段评估、评价结构设计等。同时评价结构的设计多采用了评价加设计指南的形式，特别是在作出评价之后，重点在于总结经验以推进进一步的管理工作。

基于以上评价指标体系，根据高校用能的特点，我们对校园合理用能评估指标体系进行探讨。

2 指标评价方法

2.1 指标建立原则

评价指标是度量校园能源资源运行的参数，其选择与确认对整个体系建立与运行的结果具有直接作用。除涉及总体能源资源的消耗外，与建筑面积、学生人数等密切相关。因此，如何要在众多的指标中选择那么灵敏的、有代表性的、便于度量的主导性指标，是建立校园合理用能综合评价体系的前提，主要考虑的原则有：

(1) 系统性。选取的评价指标应该涵盖校园能源资源消耗的各个组成部分和主要环节，能够全面反映校园的能源利用状况和能源管理水平，这有助于识别影响能效对标水平的关键因素，为制定有效、可行、全面的改进措施和方案奠定基础。同时，还应考虑指标间的系统关系，将各个指标之间必然的系统性联系有机的结合在一起，有助于找到能源利用方面的主要差距及产生原因。

(2) 通用性。选取的指标应为高校校园内通用的、可获得的统计数据。为防止数据分析结果产生偏差，校园能源资源消耗总量数据须与全国性或地方性的统计上报口径一致，指标折算系数及计算方法须遵循行业统一和通用的标准、方法和口径,确保利用该指标体系可以进行具有对等可比性的综合评价，包括高校内及高校间的横向和纵向的比较。

(3) 导向性。指标评价的最终目标是提供一系列体现校园先进节能管理水平和先进节能技术应用的指标参照，通过分析对比挖掘节能潜力，因此其具体指标的选择需结合己有校园能源资源消耗实际，以先进指标为导向。

2.2 构建方法

结合国内外相关评价体系，从学校合理用能的基本目标出发确定对标范围，通过能耗分析确定能源资源消耗的各个节点，梳理并确认一级评价指标；再结合各一级评价指标细分具体指标类型并确定系统的二级指标，从而形成综合指标评价框架，并对框架中的指标进行统计、计算等构建指标体系(见图1)。

2.3 指标筛选方法

学校合理用能综合评价方法是节约型校园建设评价体系的一个分支，由于管理的落脚点不同，校园合理用能综合评价的建立所覆盖的范围更精细化、适用的对象更具体化.因此，校园合理用能指标的筛选采用频度统计和特征继承相结合的方法[13]。频度统计是通过己有能源审计、能源统计等相关标准文件和分析报告中采用的指标频度进行统计分析，初步筛选使用频度较高的指标。特征继承法是指对合理用能评价的发展和目标分析其关键特征要素，通过特征要素的相似性、通用性和适用性分析可选的评价指标，综合频度统计确定评价指标并开展指标体系构建。

图1 指标体系构建方法

3 指标体系的构建与应用

3.1 对标范围

校园合理用能对标范围和评价指标的确立是建立评价指标体系的关键，必须综合考虑资源和组合能力的独有性，这是一个系统工程，不仅针对校园的整体评价，还具体到特定单一建筑或对象的合理用能评价，包括了校园建筑、公共用能设施、全能源的综合评价。需要围绕校园合理用能综合评价的总目标，分层次、分等级地建立全面、科学、有效的评价指标体系。本文从全面性和通用性的原则出发考虑，从宏观和微观两个层面确定对标范围。

(1) 宏观层面。根据《万家企业行动方案》和《上海高校和直属学校“十二五”能源消费总量控制及节能降耗目标分解方案》等有关节能目标的要求，从全能源、全方位的角度出发，结合指标频度使用情况，学校合理用能的评价首先须考虑影响综合能耗使用量的相关因素，从建筑面积和生均使用两个维度对学校整体进行综合能耗的定量评价，其次从管理节能的角度出发，须对校园相应管理体制的建立、机制配套和实施运行等方面进行定性评价。

(2) 微观层面。学校的主要能源资源消耗主要包括电力、燃气、汽柴油、煤炭及水等，能源种类简单，且极少存在能源转换系统，均属于用户端使用需求。以“十二五”(2011～2014年)上海教育系统的各能源品种消耗构成为例，见图2。

图2 上海学校能源消费结构

教育系统能源消耗的83.59%为电力消耗，主要用能设施包括各类建筑、校园景观、路灯等的照明，空调和给排水、排风和电梯等的动力系统等；煤炭、管道煤气、天然气、液化石油气等能源主要用于厨房、开水房和公共的热水系统等，占总消耗的11.33%；其余5.08%的汽油、柴油、燃料油等主要用于校园交通。

因此，确定学校对标范围如图3所示。

图3 对标范围

3.2 指标确立

校园合理用能综合评价方法最基本的要求是评价指标的细化和评价方法的可操作性。这就要求我们用有限的指标来评价复杂系统中的各个方面，因此，评价指标体系的建立和评价指标的应用关键即在指标的选取上，需着重注意涵盖校园合理用能的各个方面，做到科学合理、界定准确。同时应注重结合校园管理活动的规律，体现校园用能特点，使评价结果更具有操作性、可行性。另一方面，校园合理用能评价是节约型校园的一个分支，要避免指标的过度细化，应用的过度量化，这对评价量化指标选择的有效性、地区评价指标差异考虑等提出了更高的要求，因此本文通过区域性的调研对适用学校进行分类处理，在大量的实际用能数据中挖掘共通性，从校园合理用能涉及的相关方面进行定量、定性指标分析，利用层次分析的方法构建综合评价体系，筛选出综合能耗单耗、合理用电、合理用水、建筑合理用能、管理运行实施五大一级指标，并对应各个一级指标确认24个二级指标，具体如图4所示。

3.3 模型构建

基于以上指标的筛选和层级的设计，本文采用多目标线性加权函数法构建评价模型[14]，并采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)进行权重的确定。

图4 综合评价指标体系

(1) 评价模型。由于涉及不同层级的多指标综合分析，考虑计算方法的可操作性，为得出校园合理用能的综合评价，构建如下数学模型：

其中：S为校园合理用能的综合评价值；λi为第i个一级指标在综合评价中所占的权重；Rij为第i个一级指标中第j个二级指标的评分值；kij为第i个一级指标中第j个二级指标占该一级指标的权重。

(2) 分项指标计算。分项指标得分的计算采用地区标准值对比法，即通过对上海地区76所学校近4年的数据进行综合分析，结合国家及地方能耗考核的指导性指标，综合考虑学校类型、学科特色、学生类别、各系统用能特点等确认二级指标的可比值，如表1所示。

分项指标计算以综合能源单耗指标计算为例，建立的指标计算方法如下：

其中：R1为综合能源单耗得分；εz为年综合能耗增长率，%；εz0为年综合能耗增长率可比值，取4.5%(参照上海市重点用能高校“十二五”考核指标)；εd为单位建筑面积能耗增长率，%；εd0为单位建筑面积能耗增长率可比值，取1.5%(参照上海市重点用能高校“十二五”考核指标)；Eod为单位建筑面积能耗，kg/(m2·a);Eod0为单位建筑面积能耗可比值，kg/(m2·a)(具体参见表2);Erd为生均能耗，kg/(per·a);Erd0为生均能耗可比值，kg/(per·a)。

表1 上海学校分项指标可比值

(3) 权重确定。建立上述计算模型后，再确认分项指标及综合评价指标的权重。权重是对描述待评价对象特性的各子指标重要重要程度的一种度量，本文采用AHP法确定各指标权重。该方法主要通过两两比较某一子指标相对于另一子指标的相对重要性，将指标的重要性判断用数量形式表示出来，最终得出指标的权重，具体过程如下。

(1)确定两两指标对比相对重要性数据参考(见表2)。

表2 相对重要性对应数据

(2)构造权重的判断矩阵：

式中，Bij为指标i相对于指标j的重要程度。

(3)计算上述相对重要矩阵的最大特征值所对应的特征向量，即为相应的权重λi。通过实际数据计算验证各指标间的关系设置是否一致。如一致即确认相应的权重，如不一致则反复调整相对重要性矩阵直到通过一致性检验。

3.4 实例分析

本文实例数据采用上海某高校2011～2014年度统计数据，选取了综合能耗单耗、合理用电、合理用水和管理实施4个一级指标，18个二级指标，建筑用能及其二级指标均作缺项处理。表3为该校指标数据。

再根据3.3节所描述的权重实施步骤，算得各指标的加权系数如下：λ1=0.375，λ2=0.25，λ3=0.125，λ4=0.25。

综合评价指标和各一级指标的计算均采用百分制，因此由分项评价指标、指标可比值及各指标的权重，计算各指标如表4所示。

可以看出，2011年该校合理用能为二级校园，2012年和2014年为合理用能一级校园，2013年为合理用能三级校园。

表3 2011-2014年上海某高校分项指标原始数据

表4 2011～2014年综合指标计算

4 结 语

一般高校用能特征、管理需求均不相同，统一的指标体系难以确切评价高校的用能情况。因此，如何通过合理的评价指标体系来衡量学校用能合理性是摆在各级政府和高校面前的一道难题。本文通过国内外相关评价体系的综合分析，建立高校校园合理用能综合评价指标体系，并以上海地区高校为例，对如何构建地区指标指标体系进行了探讨，为科学评价学校合理用能及学校在组织与制度构建、资源节约政策、节能技术应用及节能运行监管体系构建等方面提供参考。

由于本文只采用了上海地区高校的数据对指标体系进行了验证，没有使用其他国家和地区高校的数据，该指标体系在其他国家和地区的有效性还有待进一步探讨。下一步将扩大数据范围以及进一步完善指标体系，以能更好地促进上海地区高校的用能管理及节约型校园建设。

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Construction of the Evaluation Index System for Reasonable Consumption of Energy in Colleges and Universities

ZHIQin1,YAORen-zhong1,LÜShu-bin1,LUZhi-jian2

(1. Logistics Department, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240; 2. Energy Office, Shanghai University of Finance and Economics, Shanghai 200433)

For scientific and reasonable evaluating the campus energy consumption, standardizing the energy management system’s construction, this paper analyzes the characteristics, contents and construction methods for the relevant evaluation system in domestic and abroad, for example, the green campus, the green building and energy evaluation system. Basing on the characteristics of energy consumption and management requirements for campus, this paper proposes a comprehensive evaluation method of combining the qualitative analysis and quantitative analysis. While with the energy statistics in colleges and universities in Shanghai from 2011 to 2014, as well as 76 key campus buildings in 15 universities, it is explored how to establish the evaluation index system for reasonable consumption of energy in colleges and universities in shanghai through energy consumption analysis, index selection, model building and instance for standard. This energy comprehensive evaluation index system will provide reference for the campus’ management, technology application and energy efficiency supervision.

reasonable consumption of energy； multi-index comprehensive evaluate； indicator system

2016-05-10

支 琴(1979-)，女，江苏昆山人，硕士，助理研究员，水电管理中心副主任，主要从事高校能源管理与研究。

Tel.：021-54743067；E-mail：simonezhi@sjtu.edu.cn

TK01+8

A

1006-7167(2016)09-0263-06