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摘要：分析了上海市商用建筑信息數據庫的作用和意義，介紹了其主要內容，初步建立起了上海市商用建筑信息數據庫，并收集了95幢商用建筑的數據。由這些數據整理出了上海市商用建筑的基本信息、空調系統信息和建筑能耗數據等統計結果，并在此基礎上分析得到了一些有關上海市商用建筑能耗的規律和結論，并討論了上海市商用建筑信息數據庫的下一步工作方向。

關鍵詞：數據庫建筑能耗商用建筑

0引言

隨著我國社會經濟的飛速發展，社會能源消耗也在不斷增長，由此也造成了環境的惡化。在社會總能耗中，建筑能耗占到了很大的比重。建筑能耗，簡單地說一般指建筑物在使用過程中的能源消耗量，主要包括供暖、通風、供冷、照明、設備和供熱水等的能耗。上海市的建筑能耗已占社會總能耗的將近20％，并且有逐年上升的趨勢，建筑節

能已成為我國節能工作的重要部分。但長期以來，我國的能源統計一直是以工業和交通為主，終端能耗按一、二、三產業和生活分類以及能源種類等方面進行統計，建筑能耗只是其中的一個消費環節，分割匯雜在能源消耗的各個領域，沒有形成獨立的統計對象，這就無法給建筑節能工作的順利開展提供詳實、可靠的數據資源。因此我們以上海市的商用建筑為試點，進行了大量的數據調查和統計工作，著手建立上海市商用建筑信息數據庫。

1商用建筑信息數據庫的作用和意義

通過建立上海市商用建筑信息數據庫，我們可以較為全面、準確地了解上海市商用建筑的基本狀況和能耗情況，積累建筑能耗的基礎數據。利用這些數據可以制定明確的節能目標；可以提出節能的相當值和絕對值，為具體的節能措施提供參考標準；可以了解本地的建筑能耗特點，分析地域、氣候、生活習慣、建筑形式等因素對建筑能耗的影響，有針對性地進行建筑節能技術的研究；還可以為政府調整能源結構、制定相關能源政策提供有力的數據支持，為其他城市的建筑能耗統計工作提供參考。

2上海市商用建筑信息數據庫的主要內容

由于目前上海市還沒有一個全面的建筑能耗的統計調查可供借鑒，因此我們先以商用建筑為試點建立起商用建筑信息數據庫，在取得了研究成果之后再推廣到其他類型的建筑。這里的“商用建筑”是指純辦公建筑和包含一部分餐飲、娛樂、商場等功能的綜合性建筑，這類建筑在上海的數量比較多，也是比較典型的公共建筑，而且其建筑運行規律相對比較簡單，因此我們首先建立了上海市商用建筑的信息數據庫。

我們建立的上海市商用建筑信息數據庫包括建筑信息和能耗數據兩部分。建筑信息主要包括基本信息、空調系統信息和建筑使用情況。其中，基本信息包括竣工年份、建筑面積、層高、圍護結構、玻璃材料、建筑功能分區等信息；空調系統信息包括空調冷熱源、空調系統形式、新風系統、冷卻塔容量等信息；建筑使用情況包括空調運行時間、建筑使用時間等信息。能耗數據部分則包括了該建筑近幾年全年各月的用電、用氣、用油等能源的使用情況。

我們所要建立的數據庫是基于互聯網的實時在線數據庫，主要面向上海市的各商用建筑，這些建筑的業主或物業管理部門只要通過互聯網登錄到數據庫網站就可以使用數據庫的強大功能。由于目前數據庫還處于調試階段，我們還未將數據庫網站向用戶推廣，而是以問卷調查的形式收集數據。從2005年5月至2005年7月我們共收集了95幢商用建筑的信息。這些信息構成了本數據庫的基本數據，通過對這些數據的分析和研究，我們可以獲得這些建筑的運行使用情況和能耗特點，進一步找出影響建筑能耗的主要因素，以改進和完善數據庫的內容和功能。

3上海市商用建筑信息數據庫的分析與研究

雖然目前數據庫中只有95幢建筑，相比上海市的幾千幢高層建筑比例很小，但是由于選擇的這些建筑是隨機抽取的，涵蓋了全市各個城區、各種樣式的商用建筑，因此具有一定的典型性，在此基礎上進行的分析和研究是有一定的意義。

3.1商用建筑基本信息統計與分析

在這95幢建筑中，純辦公建筑有20家，其余商用建筑都包含商場、餐飲、銀行等設施。這些建筑最早的建成于1986年，最新的竣工于2004年7月，有56幢建成于1996至2000年間，占總數的58.9％。建筑面積從10000m2到247000m2不等，平均為71000m2。建筑高度從34米到286米不等，最低8層，最高66層。

圖1商用建筑總建筑面積分布情況

這些商用建筑的圍護結構基本都是鋼筋混凝土的框架式結構，鋼結構建筑1座，多孔磚建筑2座。絕大多數商用建筑都采用了玻璃幕墻的外立面，其中采用單層玻璃的有38座，采用雙層中空玻璃的有29座，另外在這些建筑里有36座大樓對玻璃幕墻進行了鍍膜、隔熱等處理。

3.2商用建筑空調系統統計與分析

3.2.1空調冷熱源系統

95幢商用建筑的空調冷熱源形式統計如下：

表1空調冷源形式匯總

能源形式空調冷源形式建筑數量比例（％）

電空氣源熱泵離心式制冷機螺桿式制冷機活塞式制冷機多種形式的組合1731113017.932.61.11.131.6

氣直燃型溴化鋰吸收式機組44.2

油燃油型溴化鋰吸收式機組11.1

熱網熱網驅動溴化鋰吸收式機組11.1

復合能源電、氣、油、熱網、煤等能源的綜合利用55.3

表2空調熱源形式匯總能源形式

空調熱源形式

建筑數量

比例（％）

電

空氣源熱泵

電加熱

電鍋爐

18

6

13

18.9

6.3

13.7

氣

直燃型溴化鋰吸收式機組

燃氣鍋爐

3

15

3.2

15.8

油

燃油型溴化鋰吸收式機組

燃油鍋爐

3

22

3.2

23.2

煤

燃煤鍋爐

1

1.1

熱網

熱網驅動溴化鋰吸收式機組

熱網直接供熱

1

1

1.1

1.1

復合能源

電、氣、油等能源的綜合利用

3

3.2

從以上表格可以看出，上海市商用建筑空調冷源以電驅動式制冷機組(包括離心式、螺桿式、活塞式和空氣源熱泵)為主，占84.3％，其中空氣源熱泵占總建筑數量的17.9％。另外，吸收式機組（包括各種熱源方式）占6.4％。商用建筑的空調熱源則以燃油鍋爐為最多，占23.2％，其次為空氣源熱泵，占18.9％，燃氣鍋爐占15.8％，吸收式機組占7.5％。此外，電鍋爐和電加熱分別占13.7％和6.3％。

電制冷還是上海市商用建筑夏季最主要的供冷方式，離心式制冷機因其效率高、性能穩定得到了廣泛應用，空氣源熱泵機組占地面積小、安裝維護簡便也有相當的應用，但是空氣源熱泵機組制冷能效比低，特別是在夏季高溫季節有加劇用電高峰的缺點。冬季熱源仍然是以鍋爐為主，空氣源熱泵機組可冬、夏兩用，吸收式機組的應用取決于建筑的熱源形式。另外值得一提的是，在所調查的商用建筑里，有5.3％的建筑空調冷源采用了復合能源，3.2％的建筑空調熱源采用了復合能源，這些建筑采取了離心式、熱泵、吸收式、蒸汽鍋爐等的組合機組方式。從建筑總的能源使用來看，有54％的商用建筑使用了多種能源。這種靈活的能源使用方式可以使建筑物不受單一的能源限制、充分利用各種能源政策和新技術、從容應對負荷變化和突發事件、降低運營成本等，是值得大力宣傳和推廣的。

3.2.2空調裝機容量

我們還從數據庫里得到了商用建筑的單位面積空調平均裝機冷量為119.97W/m2，比文獻[1]中1997年的調查結果降低了5.5%，這是節能思想在空調設計中的一個直接體現。

3.2.3空調系統形式

空調系統形式是影響室內舒適度和空調運行能耗的重要因素，我們統計和整理了95幢商用建筑所采用的各種空調系統形式：

表3商用建筑空調系統形式匯總空調系統形式建筑數量比例（％）

風機盤管＋新風系統3132.6

定風量全空氣系統55.3

變風量全空氣系統22.1

風機盤管＋定風量系統1717.9

風機盤管＋變風量系統3031.6

定風量＋變風量系統22.1

其他系統形式88.4

從表3可以看出，風機盤管系統是上海市商用建筑采用最多的空調形式，這種系統的設計安裝方便靈活、便于單獨控制，特別適合于辦公場合，但是也存在著室內溫、濕度控制精度不高、新風的引入不方便、工作區域小和易發生“水患”等缺點，這在許多實際工程中都有典型的案例，因此應慎重選擇、科學使用風機盤管系統。

隨著對VAV系統的深入研究，變風量全空氣系統在實際建筑中的應用也越來越多。但是這種控制精度高、動態追蹤負荷、運行能耗低的空調系統要想充分發揮其優點，需要設計人員準確把握空調負荷特性、合理配置系統設備，需要物業管理人員具備一定的專業知識，科學地運行與維護。

3.2.4樓宇自控系統

上海市作為中國最大的國際化大都市，其建筑水準也是第一流的，有許多的高檔智能建筑。在我們的數據庫中，裝有樓宇自控系統的商用建筑有58座，占總數的61.1％，這個比例還是很高的。但是，我們也不得不面對這樣一個現實：大多數商用建筑的樓宇自控系統都存在著這樣或那樣的故障，不能充分發揮其功能；許多系統的軟、硬件都比較落后，功能不完善；很多樓宇自控系統的功能已被手動操作所代替。這個問題應引起各方面專業人士的高度重視，必須讓樓宇自控系統擺脫目前如同“雞肋”一般的尷尬處境，使這些商用建筑真正成為“智能化大樓”。

3.3商用建筑能耗數據統計與分析

我們的數據庫要求每幢建筑提供近幾年全年各月的各種能源的使用情況，目前階段我們只收集了這95幢商用建筑2004年全年的能耗數據。圖2為這些商用建筑的單位面積年能耗值的分布情況。這里的單位面積年能耗值是將全年各種能源的總能耗換算成kWh的單位（按860kcal等于1kWh換算），再除以總的建筑面積得到的。由圖2各數據點的分布我們可以看出，這些建筑的單位面積年能耗值主要集中在100～200kWh/m2·y之間,最高值為562.9kWh/m2·y，最低值為66.3kWh/m2·y，相差8.49倍。由于建筑功能、系統運行方式的不同，有些建筑的單位面積能耗值比較高，如圖2中能耗值最高的兩座建筑均包含一部分賓館客房。

圖2商用建筑單位面積年能耗

通過對這些數據的整理分析，我們得出了商用建筑的年平均能耗為173.6kWh/m2·y，比文獻[1]中的調查結果（148.3kWh/m2·y）增加了17.1％，這反映出了上海市近幾年經濟的高速發展和建筑能耗的快速增長，也再次向我們的建筑節能工作提出了挑戰。

圖3所示為數據庫中某一典型商用建筑全年各月用能情況。該建筑為純辦公建筑，建筑面積80000m2，采用風機盤管＋新風系統與VAV系統相結合的空調方式，其空調冷源為電驅動離心制冷機，空調熱源為燃氣鍋爐。從該建筑各月的能耗情況可以看出，在7、8月份由于氣溫升高，空調冷負荷達到最大而出現用電高峰；在1月份由于氣溫最低，所以天然氣的用量達到最大；而在5～10月份鍋爐只向大樓供應生活熱水，天然氣的用量比較穩定。該建筑單位面積全年能耗為156.04kWh/m2·y，低于數據庫中的平均值，但冬、夏季的用能峰值比較高，應積極探尋降低峰值負荷的節能措施。

圖3某商用建筑全年能耗情況

同時，我們在調查過程中發現大約有11幢建筑無法準確提供各月詳細的能源帳單，僅有全年總的能源費用。并且我們還了解到，大多數的商用建筑都沒有按用途對能源進行分項計量，而且物業管理部門也沒有對各月的能源使用情況進行科學、有效地分析。這些問題的存在使得物業管理部門只能被動地進行能源管理，甚至沒有能源管理。沒有能源數據的分析和比較就無法找到大樓的用能規律，也無法發現能耗過大的原因甚至出現問題的系統設備，建筑節能更是無從談起。因此我們建議商用建筑的物業管理部門重視能源數據的采集和分析工作，建立起規范的能源管理制度，切實有效地推進建筑節能工作的開展。

4結論

上海市商用建筑信息數據庫的建立為我們積累建筑信息的基本數據、了解本地建筑概況和能耗特點、制定能源政策、開展建筑節能工作等提供了一個可靠的數據平臺。當然，我們的研究還處于起步階段，數據庫中的樣本數量還不多，樣本的信息量還不夠豐富，數據庫的功能也沒有完善。

我們下一步的研究工作將針對目前的不足，豐富和完善商用建筑信息數據庫的內容和功能，并利用統計分析以及數據挖掘等先進的數據處理手段，進一步尋找影響商用建筑能耗的因素和規律，開發建筑能耗的預測模型。最終使用戶可以通過互聯網進入我們的數據庫，只要輸入基本的建筑信息就可以得到建筑能耗的預測值。

參考文獻

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