2021年上海市公共建筑能耗监测平台数据分析

0 引言

2021年10月，国务院发布《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》（以下简称《通知》）。《通知》明确要求将碳达峰贯穿于经济社会发展全过程和各方面，重点实施能源绿色低碳转型行动、节能降碳增效行动、工业领域碳达峰行动、城乡建设碳达峰行动、交通运输绿色低碳行动、循环经济助力降碳行动、绿色低碳科技创新行动、碳汇能力巩固提升行动、绿色低碳全民行动、各地区梯次有序碳达峰行动等“碳达峰十大行动”。2021年，上海市住房和城乡建设管理委员会、上海市发展和改革委员会会同相关单位，进一步深化上海市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台（以下简称“能耗监测平台”）运行实践和数据应用，持续推动上海市公共建筑节能减排工作，助力建筑领域碳达峰。

本文基于2021年能耗监测平台数据，从多个角度分析上海市公共建筑用能现状和特征，为广大节能工作者提供数据参考。

需求分析是指在课程设置和实施的过程中，课程设计人员和教师通过内省、访谈、观察和问卷等手段对学生的主观与客观需求进行调查分析，从而确定学生学什么和如何学的过程。需求分析20世纪70年代进入外语教育领域，之后研究者们纷纷从不同视角提出了不同的研究分类。Hutchinson&Waters（2002）认为需求可分为目标需求和学习需求：目标需求又可细分为必学知识、欠缺知识和想学知识；学习需求则细分为学习环境条件、学习者知识、学习者技能和策略以及学习者动机等。需求分析是教学实施前的一个诊断过程，能够为教学活动和教学计划改进提供依据。

1 上海市能耗监测平台发展规模

能耗监测平台自2010年启动建设和逐步拓展完善，已运行十余年，至2021年12月31日，上海市累计有2 143栋公共建筑完成用能分项计量装置的安装并实现与能耗监测平台的数据联网，覆盖建筑面积10 101.1万m

，其中国家机关办公建筑210栋，占监测总量的9.8%，覆盖建筑面积406.9万m

；大型公共建筑1 933栋，占监测总量的90.2%，覆盖建筑面积9 694.2万m

。按建筑功能分类统计情况如表1所示。

2021年新增联网建筑共计126栋，新增建筑面积893.1万m

。近年来，由于节能管理工作的持续推进以及相关管理制度的完善，未联网的存量建筑在逐步减少，新竣工建筑联网数逐年增加。

而且地暖目前是全球公认的最舒适的采暖形式。冬季地面供35℃左右的温水，夏季地面采取20℃以上的冷水，进行地面调温，通过“低温采暖，高温制冷”达到节能目的。常年保证地面温度高于24℃，全年室温恒定在20℃～26℃，室内温度梯度接近理想温度梯度，室温分布均匀，全年无四季之差。

2 上海市公共建筑能耗总体情况分析

2021年，与能耗监测平台联网的公共建筑年总用电量约为101.2亿kWh，按《上海市生态环境局关于调整本市温室气体排放核算指南相关排放因子数值的通知》（沪环气〔2022〕34号）中电力排放因子4.2 t CO

/10

kWh计算

，折合碳排放量约

从两个最高用电负荷出现时间可以看出，冬季和夏季用电高峰时刻差别较大，结合气温，取2021年1月8日与7月14日这两日逐时用电数据进行峰谷用电情况分析，结果如表4所示，其中峰时段与谷时段分别按照工商业用电两部制计算。

取立位或仰卧位，左手放在头后方，用右手检查左乳房，手指要并拢，从乳房上方顺时针逐渐移动检查，按外上、外下、内下、内上、腋下顺序，系统检查有无肿块。注意不要遗漏任何部位，不要用指尖压或是挤捏。检查完乳房后，用食指和中指轻轻挤压乳头，观察是否有带血的分泌物。通过检查，如果发现肿块或其他异常要及时到医院做进一步检查。

425.0万tCO

。按不同类型建筑分别统计，办公建筑、商场建筑、综合建筑与旅游饭店建筑用电总量较大，依然是用电消耗主力，四类建筑用电量占总量的82.3%。各类型建筑年总用电量占比如图1所示。

从主要类型建筑2021年分项用电占比来看，照明与插座用电、空调用电为主要用电分项，各类型建筑这两项之和均超过70%（如图6所示）。

从历年用电情况变化趋势来看，由于联网建筑总量不断增加，联网的公共建筑的年总用电量逐年递增，但用电强度呈平缓波动势态，无明显的增长趋势，如图3所示。2021年公共建筑单位面积年平均用电量为100.2 kWh/m

，与“十三五”期间的平均用电强度105.5 kWh/m

相比较（不含2020年）下降了5.2%，这与上海市在能耗监测、能源审计、节能改造、能效提升等监管工作的持续推进以及广大楼宇业主节能意识的提高不无关系。

国家统计局数据显示，截至9月末，石油和化工行业规模以上企业27702家，累计增加值同比增长4.9%，增幅比1～8月加快0.1个百分点，低于同期全国规模工业增加值增幅1.5个百分点。其中，化学工业增加值增长4.0%，比1～8月加快0.2个百分点；石油天然气开采业增长4.1%，加快0.4个百分点；炼油业增幅6.9%，回落0.2个百分点。

3 主要类型公共建筑能耗情况分析

3.1 用电强度情况

2021年，与能耗监测平台联网的各类公共建筑逐月用电强度如表2所示，年度用电强度情况如图4所示。文化建筑、体育建筑和其它建筑因上传数据样本量有限，用电量数据仅供参考。从图表中可以看出，医疗卫生建筑和商场建筑用电强度明显高于其余类型公共建筑，这与其服务量有一定关系，两者都具有大人流量的特性。

贯彻落实开孔施工的时候，应规避冲击振动所引发的邻孔塌陷问题[2]。通常情况下，要在完成邻孔混凝土浇筑工作一天以后进行钻进作业。若孔口要采用人工填土的方式，应当在开钻之前，将适量黏土与粒径不超过15cm的片石填入到孔内，将顶部抛平，保证泥浆比重控制在1.6以内。当钻进的深度达到1m以后就要回填黏土。综合考虑具体的状况，选择使用低冲程冲砸的方式反复操作以上流程。当冲砸在钻头顶部护筒之下1m的情况下，即可选择高冲程钻进的方式，最终完成开孔作业。

3.2 分项用电情况

2021年与能耗监测平台联网的公共建筑逐月用电强度如图2所示。由于2020年上半年受疫情影响，因此加入2019年数据一起进行比对分析。从图中可以看出，2020年1-5月因受疫情影响，联网公共建筑平均用电强度较低，而2021年社会已恢复正常稳定运转，1-5月用电强度与2019年水平接近。此外，建筑逐月用电强度变化情况与气温变化趋势基本一致。夏季随着气温不断升高，空调制冷需求逐渐增大，导致用电量也逐渐增加，同时，冬季随着气温不断降低，空调采暖需求逐渐增大，用电量也逐渐增加。从上半年数据来看，2021年1月平均温度低于2019年1月，对应1月用电强度明显高于同期水平；2021年2月平均温度高于2019年，对应2月用电强度也低于同期水平，而其余月份平均温度接近，用电强度也接近。从下半年数据来看，三年用电强度最高的月份均是当年平均气温最高的月份，而2021年9-10月气温持续高于2020年同期，使得对应月份的用电强度也明显高于同期水平。另外2月由于春节放假原因，往往是继过渡季之后用电强度较低的月份。

照明与插座用电占比较高的为商场建筑、办公建筑及教育建筑，办公建筑主要由于除照明用电外，其办公设备插座用电也较多；商场建筑主要由于营业环境需求，照明功率密度一般高于其它类型建筑；教育建筑主要由于学习环境需求，照明需求较大且各种多媒体计算机设备插座用电较多，同时其空调用能需求又少于其它类型建筑。

空调用电占比最高的为医疗卫生建筑，这是由于其人员流动性和密度、室内空气质量要求所导致的全年制冷采暖需求高于其它类型建筑。

3.3 工作日与节假日用电情况

在2021年制冷季、过渡季、供暖季中分别选取一个自然月，计算典型类型建筑工作日与非工作日单位面积日平均用电量，并计算两者之间的差异率（如表3所示）。

国家机关办公建筑与办公建筑工作日用电量大于非工作日，且差异较大，尤其在需要开空调的制冷季及供暖季，差异率可在50%~75%，体现了办公类建筑的用电周期性；旅游饭店建筑、商场建筑工作日与非工作日用电量差异较小，体现了商业建筑的连续营业特性；医疗卫生建筑工作日用电量略多于非工作日，但相比于办公建筑，其差异率明显较小，且在不同季节差异率基本一致，反映了卫生类建筑运营的特殊性，非工作日仍有大部分区域持续运营（如急诊、病房、周六门诊等）。

对以上三个月的办公类建筑（包含国家机关办公建筑）、旅游饭店建筑和商场建筑样本逐日数据分别进行离差标准化，形成0~1的无量纲数据集，并绘制如图7所示的热力图。

从图中可以看出三类建筑普遍在冬季极端低温日和夏季极端高温日期间能耗较高，办公类建筑能耗对气温变化更为敏感。旅游饭店和商场建筑能耗无明显周期规律，但元旦放假期间有明显的用能高峰，如图7（b）和（c）所示，说明节假日对商业及旅游业有一定刺激作用。

从图中可以看出，无论在哪个季节，旅游饭店建筑和商场建筑一个月里的色差较小（个别特殊情况除外），这也与前述表3计算结果相符，其工作日与非工作日能耗差异较小。另外可以看到，在1月21日后旅游饭店建筑和商场建筑突然迎来了一个短暂的“淡季”，经调查，2021年1月21日上海出现了6个新冠确诊病例，后续零星仍有确诊病例出现，从而对商业经济造成了一定影响，也说明市民自觉抗疫，在出现疫情的情况下尽量减少了外出和去人员集中的场所。

将不同类型建筑样本标准化值进行平均，得到如图8所示能耗日历热力图，图中当格子颜色越深红（越接近1）则说明当天相对能耗较高的建筑越多，当格子颜色越浅蓝（越接近0）说明当天相对能耗较低的建筑越多，通过该热力图可以发现各类型建筑能耗的用能变化趋势。

同样在7月25日（周日）、26日可以看到旅游饭店建筑和商场建筑也出现了不寻常的能耗低谷，经调查，这两日上海普降大暴雨，从而影响了市民的出行意愿，同时由于下雨气温降低，因此这两日能耗相对7月其它日偏低。

过去5年主要类型建筑用电强度变化情况如图5所示。经分析可得，除2020年受疫情影响，其余几年用电强度主要受气温影响出现波动，无明显增长趋势，说明公共建筑单耗得到了较为有效的控制。

1.2.4 评价标准 生长发育评价根据2006 年WHO推荐的Z 评分进行评价：年龄别体质量(WAZ)<-2为低体质量；年龄别身长(HAZ)<-2 为生长迟缓。按照世界卫生组织和联合国儿童基金会推荐的标准，6～59个月龄儿童贫血的诊断标准为Hb<110 g/L。

此外，从图中可以看出办公类建筑能耗受温度影响波动更为明显，在1月8日（最低温日）和7月14日（最高温日）时，办公类建筑当日标准化值平均数大于0.9，说明大部分办公楼在1月8日能耗达到当月最高值或接近最高值，但旅游饭店建筑和商场建筑还受人流、入住率等影响，因此每栋建筑达到当月最大能耗时间较为分散，不完全与气温变化对应，尤其在过渡季11月，其每日标准化平均值基本在0.3~0.6左右，说明每栋建筑逐日用能变化差异性较大。

3.4 峰谷用电情况

根据上海市相关部门数据，2021年1月上海受寒潮影响，冬季最高用电负荷为3 339万kW，出现在1月7日晚上8:30左右

，超过了2020年夏季最高负荷；2021年夏季最高用电负荷为3 352万kW，出现在7月14日13:23

。

译文绝非第二性或派生性的，而是主要的文学工具之一，是更大的社会机构——如教育系统、艺术团体、出版公司，乃至政府——用以按照自己的意愿“操纵”特定社会，“建构”自己所期待的“文化”类型。

从结果可以看出，冬季峰谷比明显小于夏季，旅游饭店建筑和医疗卫生建筑冬季峰谷用电量基本持平。这主要由三个原因造成：一是冬季峰时段比夏季谷时段少两个小时；二是冬季部分建筑使用非电能源采暖；三是冬季夜间寒冷，对于夜间仍运行的建筑，谷时段用能需求大于夏季。

目前国内的智能停车管理厂商已经有很多成熟的技术，能够帮助学校提高停车场的管理效率，学校可以引入找车位等APP，使车牌识别、智能倒闸和停车计费等共同提升停车场的管理水平。

商场建筑无论在冬季还是夏季都是峰谷比最大的，这与其营业时长有关，商场建筑比起办公类建筑在峰时段运行时间更长，但比起旅游饭店建筑和医疗卫生建筑基本24 h运转的特性，其谷时段又基本停止运行，所以造成了较大的峰谷比。

各类公共建筑2021年1月8日与7月14日峰谷平用电量占比情况如图9所示。从图中可以看出，冬季与夏季各类型公共建筑峰谷平分布趋势是一致的，冬季平时用电量占比最大，约50%；夏季峰时用电量与平时用电量基本持平。旅游饭店建筑和医疗卫生建筑谷时用电量占比较大，占总用电量的四分之一左右。

4 上海市建筑领域碳排放智慧监管平台建设展望

能耗监测平台已累计运行十余年，形成了上海市建筑能耗数据权威数据库，是上海节能工作的一张闪亮名片。在国家、上海市“双碳”战略背景下，在数字化转型政策指引下，能耗监测平台也亟需加快升级建设成上海市建筑领域碳排放智慧监管平台，融合现有市级建管平台等相关数据资源，聚焦建筑碳排放监测管理、能源与环境智能服务、可再生能源监测等核心功能，拓展数据采集范围，空间维度上实现“全市—各区/特定建筑群—单体”的建筑碳排放全方位监管，时间维度上实现“设计—施工—运行—改扩建—拆除”的建筑全生命周期碳排放追踪，量化可再生能源利用等碳中和技术应用情况，建设碳排放及环境监管示范项目，为上海市建筑节能减排管理模式从单一能耗管控转向能耗与碳排放双控提供数据支撑，为推动上海市建筑领域碳达峰、碳中和工作助力。

［1］上海市生态环境局.上海市生态环境局关于调整本市温室气体排放核算指南相关排放因子数值的通知（沪环气〔2022〕34号）［EB/OL］.https://www.shanghai.gov.cn/gwk/search/content/ec12e83686d2441b9 79fb1ec838bcbb7.

［2］罗水元.上海用电负荷创历史新高［EB/OL］.（2021-01-08）.http://paper.xinmin.cn/html/xmwb/2021-01-08/1/92262.html.

［3］罗 水 元.3352.7万 千 瓦！上 海 用 电 负 荷 创 新 高［EB/OL］.（2021-07-15）.https://paper.xinmin.cn/html/xmwb/2021-07-15/1.html.