（技术经济及管理专业论文）大型公共建筑运行节能管理研究.pdf

摘要 大型公共建筑一般是指单体建筑面积2 万平方米以上采用中央空调的办公建筑、商 业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑以及交通枢纽等公共建筑。大型公共建筑 能源浪费严重，节能潜力大，且新建建筑中此类建筑的比例呈增长趋势。而大型公共建 筑的建筑功能、各设备系统本身情况较复杂，运行受较多人为因素的影响，通常受到使 用者的使用情况和物业管理方的运行能耗管理水平的影响更大。而约束使用者的使用习 惯和提高物业管理的运行管理水平是不能仅靠节能技术米实现的，必须依靠节能管理手 段来实现大型公共建筑的节能运行。因此如何提高运行管理效率是亟待解决的问题。 围绕以上问题，本文从以下几个角度展开讨论： 首先，对建筑、建筑能耗、建筑能耗统计、建筑负荷、建筑能效和建筑节能等相关 概念进行界定。同时，分别从建筑设计节能、建筑设备节能、建筑节能管理三个方面总 结了国内外的相关的研究现状，可以发现对建筑节能管理研究的相对缺少。 然后，利用相关研究文献的观点的归纳总结和大型公共建筑能耗特点分析两种方法 寻找节能制约因素。得出大型公共建筑的节能工作受到运行管理水平的制约程度很大。 接着，分析了节能水平不高的根本原因，一是节能收益存在外部性，导致能源使用 者和业主的节能积极性减少；二是业主和物业管理公司之间存在信息不对称问题，导致 物业公司没有提高运行管理水平的动力：三是收费机制问题，收费的不合理会导致相关 主体的节能积极性减少。 最后，在根本原因分析的基础上，通过政府、业主、物业公司、使用者的节能管理 手段来解决上述问题。其中，政府通过实施经济激励政策来消除外部性影响：业主通过 定期进行能源审计来消除信息不对称问题：通过制定合理的收费机制来提高相关主体的 节能积极性。 关键词：节能管理大型公共建筑能源审计能耗评价 a b s t r a c t l a r g e - s c a l ep u b l i cb u i l d i n gi st h ep u b l i cb u i l d i n gw i t ht h eb u i l t u pa r e al a r g e rt h a n2 0t h o u s a n ds q u a r e m e t r e s ，w h i c hc o n t a i n sh a n d l eo f f i c i a lb u s i n e s sb u i l d i n g ，b u s i n e s sb u i l d i n g ，t o u rb u i l d i n ga n ds oo n e n e r g y e x t r a v a g a n ti nl a r g e s c a l ep u b l i cb u i l d i n go p e r a t i o ni sv e r ys e r i o u s l ya n dt h e r ea r el a r g ee n e r g ys a v i n g p o t e n t i a li nl a r g e s c a l ep u b l i cb u i l d i n go p e r a t i o n t h ep r o p o t i o no fl a r g e - s c a l ep u b l i cb u i l d i n gi nn e w b u i l d i n g si sg e t t i n gm o r ea n dm o r el a r g e r t h ea r c h i t e c t u r a lf e a t u r e so fl a r g e - s c a l ep u b l i cb u i l d i n ga n dt h e r e s p e c t i v ee q u i p m e n ts y s t e mi t s e l fi sv e r yc o m p l i c a t e d , a n dt h el a r g e - s c a l ep u b l i cb u i l d i n go p e r a t i o nr u n s b ym a n m a d ef a c t o r st oal a r g ee x t e n t s ot h el a r g e s c a l ep u b l i cb u i l d i n ge n e r g yc o n s u m p t i o nr u n sb y t h eu s e rs i d ef a c t o r sa n dt h eo p e r a t i o nm a n a g e m e n tl e v e lo fp r o p e r t ym a n a g e m e n tc o m p a n ys i d et o al a r g ee x t e n t s oi ti si m p o s s i b l et or e s t r a i n tu s e r s ，c u s t o m a r yo fe n e r g yc o n s u m p t i o na n di m p r o v et h e o p e r a t i o nm a n a g e m e n tl e v e lo fp r o p e r t ym a n a g e r su s i n gt h ee n e r g ys a v i n gt e c h n o l o g yo n l y s oi m p r o v i n g t h eb u i l d i n ge n e r g ye f f i c i e n c yo fl a r g e s c a l ep u b l i cb u i l d i n g si no p e r a t i o ns t a g en e e dr e l yo ne n e r g y e f f i c i e n c ym a n a g e m e n tm e a s u r e s a n dh o wt oi m p r o v et h em a n a g e m e n te f f i c i e n c yo ft h eo p e r a t i o ni s a s e r i o u sp r o b l e m t h ea b o v ep r o b l e mw i l lb es e t t l e df r o mt h ef o l l o w i n ga s p e c t s ： f i r s t l y , t h et h e s i sg i v e st h ed e f i n i t i o no fb u i l d i n g ，b u i l d i n ge n e r g yc o n s u m p t i o n ，b u i l d i n ge n e r g y c o n s u m p t i o ns t a t i s t i c s ，b u i l d i n gc a p a c i t y , b u i l d i n ge n e r g ye f f i c i e n c ya n db u i l d i n ge n e r g ys a v i n g a tt h es a m e t i m eg i v e st h es u m m a r yo fd o m e s t i ca n df o r e i g n - r e l a t e db u i l d i n ge n e r g ys a v i n gr e s e a r c hi nt h r e ea s p e c t so f b u i l d i n gd e s i g n ，b u i l d i n gp r o p e r t ya n de n e r g ye f f i c i e n c ym a n a g e m e n t a n dg i v et h ec o n c l u t i o nt h a tw el a c k o fb u i l d i n ge n e r g ye f f i c i e n c ym a n a g e m e n tr e s e a r c h s e c o n d l y s u m m a r i z i n gt h er e s e a c hl i t e r a t u r e sa n dl a r g e s c a l ep u b l i cb u i l d i n ge n e r g yc o n s u m p t i o n a n a l y s i sa r ct h et w ow a y st of i n de n e r g ye f f i c i e n c yc o n s t r a i n t s i ti st h ec o n c l u t i o nt h a te n e r g ye f f i c i e n c yi n o p e r a t i o ns t a g ei sr e s t r a i n e db yo p e r a t i o nm a n a g e m e n tl e v e l t h i r d l y , t h et h e s i sa n a l y s i st h er o o tc a u s eo f l o we n e r g ye f f i c i e n c y f i r s t ，i ti st h ee x i s t e n c eo fa ne x t e r n a l e n e r g y - s a v i n gg a i n s ，w h i c hr e d u c e st h ei n i t i a t i v eo fb u i l d i n gu s e ra n dt h eb u i l d i n go w n e r ；s e c o n d ，i ti st h e a s y m m e t r i ci n f o r m a t i o np r o b l e mb e t w e e nt h eb u i l d i n go w n e ra n dp r o p e r t ym a n a g e m e n tc o m p a n y , l e a d i n g t ot h ep r o p e r t ym a n a g e m e n tc o m p a n yn o th a n v i n gt h ep o w e rt oi m p r o v et h eo p e r a t i o nm a n a g e m e n t l e v e l ；t h i r d ，i ti st h ec h a r g i n gm e c h a n i s m s ，w h i c hc a u s et h er e d u c t i o no fe n e r g ys a v i n gi n i t i a t i v e f i n a l l y , t h ee n e r g ys a v i n gm a n a g e m e n tt o o l so ft h eg o v e m e n t ，b u i l d i n go w n e r , b u i l d i n gu s e ra n d p r o p e r t yc o m p a n ya r ea p p l i e dt or e s o l v et h ea b o v ep r o b l e m s t h eg o v e r n m e n ti m p l e m e n tt h ee c o n o m i c e n c o u r a g ep o l i c i e st oe l i m i n a t et h e e x t e r n a li n f l u e n c ea n de s t a b l i s hr e a s o n a b l e c h a r g e sm e c h a n i s mt o i m p r o v et h ee n e r g y s a v i n gi n i t i a t i v e b u i l d i n go w n e rc o n d u c t se n e r g ya u d i t so nar e g u l a rb a s i st oe l i m i n a t e t h ep r o b l e mo fa s y m m e t r i ci n f o r m a t i o n k e yw o r d s ：e n e r g ys a v i n gm a n a g e m e n t , l a r g e s c a l ep u b l i cb u i l d i n g ，e n e r g ya u d i t , e n e r g y p e r f o r m a n c ea p p r e c i a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨洼堡墨盘堂 或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：高f 睡予暨 签字日期： 矽7 年月i 钐- e i 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 墨盗墨墨盘堂有关保留、使用学位论文 的规定。特授权叁洼墨墨盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编， 以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子 文件。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：呙f 戛班 签字日期：w p l - 午月心日 导师签名： 签字日期： 第一章绪论 1 1 研究背景 1 l l 世界能源形势 第一章绪论 自2 0 世纪7 0 年代以来能源问题逐渐被世界各国所重视，在国际能源署( i n t e r n a t i o n a l e n e r g ya g e n c y ) 所作的2 0 0 4 年世界能源展望报告中统计和预测了从1 9 7 1 年到2 0 3 0 年 的世界能源需求状况如图11 所示【1 i 。 f 薷j ： 2 口 o琳o i 。t o , b o 囝i 1 世界能源需求状况 资料来潭：n t e m a t i o n a le n e r g y a g c n c y w o r l de n e r g y o u t l o o k 2 0 0 4 劬址“出缈瞄j 皇i h q 盔2 0 0 4 世界能源展望2 0 0 6 综述和展望巾写到从2 0 0 6 年起到2 0 3 0 年，预计全球一次能 源需隶增长略大于l ，2 ，年平均增长率为l6 。从现在起到2 0 1 5 年，这一时期的需求 增长大于1 ，4 。在预测期内发展中国家的需求增长在7 0 以上，仅中国一个国家就占 3 0 口】。而( b p 世界能源统计2 0 0 5 的数据表明，按照目前的开采速度，全球石油储量 可供生产4 05 年，天然气和煤炭则分别可以供应6 6 7 年和1 6 4 年”。 可阻说能源成为全球范围内的一个难题在未来的儿十年的时间里能源问题将 成为制约各国经济发展的一个重要因素。 第一章绪论 1 1 2 我国建筑能耗现状 随着城镇化进程的推进、经济的发展我国建筑能耗总量呈持续增长态势- 十年内 翻了一番。但是由于我国数据统计体系中，对数据的统计和报送渠道是按行业分类的t 并没有完全从建筑物终端能耗的角度统计因此根据年鉴数据计算的建筑能耗与各年 实际的建筑能耗有差别。但是通过变化趋势可以对误差有一定的消除。圈l2 总结了 1 9 9 6 2 0 0 5 年的各类建筑能耗数据。可以看到大型公共建筑能耗的增长速度是特别大的， 因此应该对大型公共建筑能耗重视起来。 口柱村媒a 被村电 日北打城镇采哑 i 口城镍f 名隙艰瞳 口+ 虹公建陈聚睡。失基公眶诛果髓 j 图i2 我国吾类建筑能耗发展变化图 资料来源：清华天学建筑节能研克中心，中固建筑节能年度发展研究报告20 0 7 ，北京：中 舀建筑工业出版社，20 0 7 2 0 0 4 年我国建筑能耗占社会总能耗的18 8 1 4 1 见表11 所示，各类建筑的能耗特 点及发展趋势叙述如下。 把标准煤按等效电发折合为电力i k g 标准煤折合为3 6 9 5 k w h 电1 4 3 ，这样就可以把 表1 1 中的能耗换成统一的单位，各类建筑能耗所占的比倒如图1 3 所示。 下面对各类建筑能耗的进行详细分析： ( 1 ) 北方建筑采暖能耗 由表ll 可以看出，我国北方城镇采暖能耗占全国城镇建筑总能耗的4 0 为建筑 能源消耗的最大组成部分。单位建筑面积采暖能耗折合标准煤平均为2 0 k g ( m 2 年) 为 北欧相同气候条件下建筑采暖能耗的1 15 倍。建筑采暖需热量与体型系数、围护结构 保温性能和换气次数有关。与发达国家相比，我国建筑体量大，即体形系数较小r 冬季 大部分建筑的换气次数较低，这些都有利于减少建筑霈热量：但我国建筑围护结构保温 m固嘲圉豳苜国国目屡挲嗣嘲圈嘲目国亘mk田罔圈溺目目厦至| r品岗嘲臼目匾；j蝴同同圈目萤一腿图圈园目豆|jc骱国圈国亘 r m圜豳崮富以 o 1 ；| m嗣目国厦 喾固崮亘 1叫习 第一章绪论 不良，部分漏风严重，综合效果，我国冬季建筑需热量与同纬度发达国家相当。而实际 建筑采暖能耗包括建筑采暖需热量、供热系统热损失和热源损失。我国集中供热系统和 热源效率不高，综合起来在5 5 以下，导致我国实际建筑采暖能源消耗量偏高。 表li 我国建筑能耗分类和现状( 2 0 0 4 ) 面积( 亿m 2 )能耗状况 农村生活用能( 不包括非商品用能)0 4 亿吨标煤年 北方城镇采暖6 5 】3 亿吨标煤年 城镇建筑非采暖能耗住宅用电2 6 0 0 亿度电，年 一般公共建筑5 0i5 0 0 亿度哪年 大型公搀建筑9 0 0 亿度【乜，年 总量5 0 0 0 亿度电年 能耗总量标煤l7 亿吨，占2 0 0 4 年总煤耗的1 2 ；屯力5 9 0 0 亿度，占2 0 “年电力 消耗量的2 7 资料束潍：清华大学建筑节能研究中心，中国建筑节能年度发展研究报告2 9 9 7 【m 】，北京中国 建筑工业出版杜2 0 0 7 农利 北方城镇 资料采源：自绘 ( 2 ) 城镇住宅和一般公共建筑除采暖外的住宅能耗( 照明、炊事、生活热水、家 电、空调) ，除炊事外的住宅能耗折合用电量为i o - 3 0 k w h ( m 2 年) 炊事能耗折合用电 量约5 k w h ( m 2 年) 住宅能耗约占我国全年供电量的1 2 。除采暖外的一般公共建筑能 耗主要包括照明、空调和办公室电器等用电能耗约占我国全年供电量的7 。目前这 两类建筑的能耗水平低于发达国家，主要是由建筑运行使用模式不同而造成的。例如 我国大部分学校、军队营房等一般公共建筑中主要用电设各为灯具，用电密度低。而且， 我国居民人均生活热水用量远小于发达国家水平；大部分城市居民习惯很热时才开空 调，无人时关闭空调、电灯等用电设备；南方地区冬天室内温度即使低于1 6 摄氏度往 第一章绪论 往也无采暖措施。 ( 3 ) 大型公共建筑能耗 大型公共建筑指单体面积超过两万平方米，并采用中央空调的公共建筑。其用能设 备包括空调、照明、办公设备、电梯等多个系统。我国大型公共建筑单位建筑面积的耗 电量为住宅的5 15 倍，是建筑能源消耗的高密度领域。尽管该类建筑目前用电水平与 欧美发达国家相当，但调查结果表明这类建筑能源浪费现象较严重，具有巨大的节能潜 力。 ( 4 ) 农村建筑能耗 我国农村建筑面积约为2 4 0 亿m 2 ，总耗电约9 0 0 亿度电年，生活用标准煤0 4 亿吨 年。我国农村建筑面积约占全部民用建筑的6 0 ，而目前我国农村的煤炭、电力等商 品能源消耗量很低，这是由于薪柴、桔杆、干粪等生物能源在农村建筑能好中占很大比 例。 综上，大型公共建筑能耗浪费严重，节能潜力大，新建建筑中此类建筑的比例呈增 长趋势。而大型公共建筑的建筑功能、各设备系统本身情况较复杂，运行受较多人为因 素的影响，所以大型公共建筑的能耗受到使用者的使用情况和物业管理方的运行能耗管 理水平的影响更大。而约束使用者的使用习惯和提高物业管理的运行管理水平是不能仅 靠节能技术来实现的，所以必须依靠节能管理手段来实现大型公共建筑的节能运行。分 析结论对住宅建筑也有一定的指导意义。由于住宅建筑的能耗较多地受到维护结构热工 特性、气候等客观条件的影响，受到物业管理水平、设备管理水平的影响较小，能耗受 运行影响的问题不如大型公共建筑典型。 1 1 3 我国建筑节能管理现状 目前我国建筑节能领域的市场失灵，基本上都是依靠政府的行政手段推动，而行政 手段的单一化对建筑节能工作的推动作用是非常有限的。同时政府部门对建筑节能行业 的管理侧重于对房地产商、材料供应商等供应端的规制、监管，而忽视了对于建筑节能 需求侧一用户的引导。由于建筑运行阶段节能管理的缺失，致使大量出现节能建筑不节 能的现象的出现。因此应加大对建筑运行阶段的节能管理，提高运行阶段的用能效率， 减少能源消耗p j 。 由于政府节能激励政策的缺失，一定程度上降低了用户的节能积极性。减少用户的 节能量。激励措施是世界各国推动节能的重要手段之一，主要形式有现金返还、税收减 免和低息贷款等，美国、日本及欧盟国家采用这种方法都受到显著效果，日本还采取了 精神奖励的办法。市场经济国家还通过征收能源税和碳税，控制能源消费的快速增长， 引导能源结构升级，达到环境保护的目的【6 】。 另外政府缺少对节能技术研发的资金援助，2 0 0 2 年美国节能新能源局用于支持节能 技术研发的财政预算资金达1 3 亿美元。在日本2 0 0 1 年经济产业省资源能源厅1 3 0 0 亿 日元的预算中，节能新能源占4 0 。1 9 9 9 年，澳大利亚联邦政府安排7 9 6 亿澳元( 4 4 亿美元) ，用于节能提高能效项目的实施【6 1 。 缺少信息传播及咨询服务，国外非营利性的节能信息传播和咨询服务，一般由政府 第一章绪论 提供经费资助，中介机构组织实施。澳大利亚联邦政府通过公共出版物、网站、宣传点 等，向公众进行节能宣传。日本除节能日、节能月在全国开展节能技术普及和推广及形 式多样的宣传活动外，每年8 月1 日和1 2 月1 日确定为节能检查日，检查评估节能活 动的效果及生活习惯的变化。 政府的自身节能管理的缺失，研究表明，政府已成为许多国家的最大能源消费者， 能源支出在政府行政经费支出中占很大比重，美国、澳大利亚、加拿大、荷兰等国家都 要求政府机构参与节能项目的实施。美国制定了白宫短期及中长期节能行动计划，通过 各种降低能耗、改善建筑和设备能耗状况措施，实现降低能耗3 0 目标【6 】。 由于业主不具备节能专业知识，因此无法监督物业公司的能源管理水平。同时由 于物业公司的取费与节能管理水平没有挂钩，因此物业公司自身没有提高节能管理水平 的动力。这样导致的最终结果就是物业公司的运行管理水平停滞不前。因此业主必须加 强对物业公司的监管，目前还没有相应的监管机制。 物业公司的运行管理水平较低是制约建筑运行阶段能耗的重要因素，特别是对设备 系统的运行管理，仅仅停留在保证设备可以运转的管理水平，缺少日常的运行维护，致 使设备系统不能高效运转。 建筑的使用方对其公司内工作人员的用能行为也缺少管理。工作人员的用能存在很 大的浪费现象，如下班不关电脑，空调运行时开窗，长时间无人员进出时房间门一直处 于打开的状态等能源浪费现象。因此建筑的使用方对其内部工作人员的用能行为的管理 存在很大的节能潜力。 综上，我国建筑节能管理存在很大的缺位问题，加强和完善建筑节能管理体系可以 节省很大一部分能耗。由于大型公共建筑运行阶段的能耗受到使用者的使用行为和物业 公司的管理水平的影响比其他其他类型的建筑的影响更为显著，因此对大型公共建筑运 行进行节能管理更加有意义。 1 2 研究目的和意义 大型公共建筑的建筑功能、各设备系统本身情况较复杂，运行受较多人为因素的影 响，所以大型公共建筑的能耗受到使用者的使用情况和物业管理方的运行能耗管理水平 的影响很大。因此大型公共建筑节能需要节能管理先行，而口前国内对节能管理的相关 研究较少。本研究通过建筑能耗模型分析建筑能耗的影响因素，得出节能管理水平影响 能耗的大小。然后通过相关研究文献的总结出当前建筑运行阶段节能主要制约因素是节 能管理水平的问题，从而验证了上述模型的分析结果。然后根据节能管理主体的不同分 为政府、业主、物业管理公司和使用者这四个方面的节能管理。然后从这四个方面的节 能管理存在的主要问题入手，进而给出相应的解决方案。研究目的就是如何提高政府节 能管理效率、业主节能管理效率、物业公司节能管理效率和使用者节能管理效率，从而 整体上提高运行节能管理效率。通过提高大型公共建筑运行阶段节能管理效率，来实现 大型公共建筑运行节能。基于资源的最优配置思想，政府节能管理的有效模式就是“限 制性政策+ 鼓励性政策+ 信息技术服务”模式。限制性政策就是颁布和实施相关的节能 第一章绪论 法律法规，约束其他节能主体的行为。鼓励性政策就是采取激励措施，引导其他节能主 体的行为。本研究引入博弈模型来研究经济激励措施的制定。信息技术服务就是由政府 来完成一些节能信息咨询和节能技术研发的任务。业主节能管理主要是解决业主和物业 公司之间的信息不对称问题。由于存在信息不对称，业主无法约束物业公司的运行管理 行为，从而物业公司没有提高管理水平的推动力。本研究利用能源审计工具来解决信息 不对称问题，业主通过定期开展能源审计，从而就可以知道物业公司的运行管理水平。 这样就可以约束物业公司的日常运行管理行为。物业公司节能管理主要就是加快能耗分 项计量工作的开展，能耗的分项计量是节能管理的基础，只有分项计量才能找出能耗问 题存在的环节，从而制定相应的解决措施。同时对能耗问题较突出的空调和照明制定了 运行管理方案。物业公司员工的专业技术水平普遍较低，这是目前提高运行管理水平的 重要障碍，因此物业公司应该提高从业人员的专业水平。使用者节能管理主要是研究如 何激励大型公共建筑内工作人员日常的行为节能。通过环境教育、经济激励和用能信息 反馈三个工具的结合可以有效激励工作人员的行为节能。 本研究对推动大型公共建筑运行节能管理工作有很大意义，进而为全面推进我国的 建筑节能管理提供了一定的借鉴作用。通过有效的节能管理实现我国的建筑的可持续发 展，进而实现我国能源的可持续发展。 1 3 研究内容 本研究通过大量国内外相关文献资料的综述识别出我国大型公共建筑节能工作中 存在的主要制约因素，其中节能管理效率不高是特别重要的制约因素。然后通过大型公 共建筑节能管理效率不高的原因作了分析，然后提出解决方案。各章的内容如下： 第一章绪论部分，主要是提出了研究对象即大型公共建筑运行阶段的节能管理问 题。 第二章综述部分，介绍了大型公共建筑运行节能节能的相关概念和国内外建筑节能 研究现状。 第三章大型公共建筑运行阶段节能制约因素分析部分，通过大型公共建筑能耗模型 分析大型公共建筑能耗的影响因素，其中节能管理是影响能耗地重要因素。然后通过相 关研究文献的分析得出节能管理是制约我国大型公共建筑运行阶段节能的重要因素。 第四章大型公共建筑运行阶段政府节能管理策略部分，通过政府节能管理需要解决 的问题的阐述，然后根据政府需要解决的问题提出政府节能管理方案。 第五章大型公共建筑运行阶段业主节能管理策略部分，通过业主节能管理需要解 决的问题的分析，然后制定了业主的节能管理方案。 第六章大型公共建筑运行阶段物业公司和使用方节能管理策略部分，通过物业公司 节能管理存在的问题的分析，提出了物业公司的节能管理方案。通过对使用者节能管 理目的的界定，制定使用者节能管理方案。 第一章绪论 1 4 创新点 本研究主要从节能管理角度来推进大型公共建筑运行阶段的节能工作，主要从以下 几个方面进行了创新 ( 1 ) 角度新，现有的文献资料主要研究的是建筑节能技术、节能材料及建筑节能设备 等方面，而本课题从运行节能管理角度来研究建筑节能。 ( 2 ) 本研究根据节能管理主体的不同，分别从政府、业主、物业公司和使用者四个方 面制定节能管理方案。因为不同的节能管理主体的目的和任务是不同的，所以需要分别 制定其节能管理策略。 ( 3 ) 提出业主通过对物业公司的监督来解决信息不对称问题，监督方法是定期进行能 源审计。 ( 4 ) 本研究利用基于模拟计算的“标杆建筑”模型的方法来评价大型公共建筑能耗。 目前常用的评价方法是建立评价指标体系来评价建筑能耗，评价指标体系方法是一种定 性分析方法，准确度不高。而本方法是通过模拟计算，准确度较高。 1 5 研究框架 该研究通过大型公共建筑能耗模型分析出节能管理是建筑能耗的影响因素，然后通 过文献综述来验证节能管理是大型公共建筑运行阶段节能的制约因素，包括政府节能管 理、业主节能管理、物业公司节能管理、使用者节能管理四个方面的节能管理制约因素。 然后逐个分析：从政府节能管理要解决的问题着手，然后对政府节能管理模式进行改进； 从业主节能管理要解决的问题着手，然后制定业主的节能管理方案：从物业公司要解决 的问题着手，然后制定物业公司的节能管理方案；从使用者节能管理要解决的问题着手， 然后制定使用者的节能管理方案，具体如图1 4 。 第一章绪论 制定大型公共建筑运行阶段能源管理策略 政府的节能管理业主对物q ：公 司的监督 物业公司的运行 管理 使用者的行为 节能管理 ! 亨 ；r 。 ii 资源最优配置i ! ! 一一! f 一矗辩漏j i ! ! ! - - 一- 一一 ：i行政手段： ；! ； 资料来源：自绘 亨：j ：- - l 一秭谳哥训 璧塑坚i ； 激励 i! 一! j jj 运行制度设计j ； 能源审计 ；i 磊聂莱西：i i ；f ； r i i 结论 l 图1 4 大型公共建筑运行节能管理技术路线图 - 8 ，y i 节能知识培训 卜一一一一一 i 环境教育 一一一 j 制定奖惩措施 -i 1 i 用能信息反馈 i - - li - t -一理论工具 ；：缚；： -i-。；-； 第二章相关概念和建筑节能研究综述 第二章相关概念和建筑节能研究综述 2 1 相关概念介绍 2 1 1 建筑定义 如图2 1 ，在国内建筑被划分为民用建筑和工业建筑。民用建筑又分为居住建筑和 公共建筑。公共建筑则包含办公建筑( 包括写字楼、政府部门办公楼等) ，商业建筑( 如 商场、金融建筑等) ，旅游建筑( 如旅馆饭店、娱乐场所等) ，科教文卫建筑( 如文化、教 育、科研、医疗、卫生、体育建筑等) ，通信建筑( 如邮电、通讯、广播用房) 以及交通 运输用房( 如机场、车站建筑等) 。而在国外，建筑被划分为商业建筑、民用建筑、工业 建筑和其它。“公共建筑”这一概念并不被统计机构广泛使用，无法与国内的分类相对 应。表2 1 列出了国内外对于公共建筑与商业建筑的定义口1 。大型公共建筑是指单体建 筑面积大于和等于2 万平方米、采用中央空调系统的公共建筑h 1 。 国内国外 图2 1 国内外建筑分类方法 资料来源：杨晓敏上海地区公共建筑能耗现状与节能分析【d 】同济大学硕士论文2 0 0 7 第二章相关概念和建筑节能研究综述 表2 1 各地公共建筑商业建筑定义一览 地区名称定义 上海公共建筑用于办公( 包括写字楼、政府部门办公楼等) 、商业( 如商场、金融建筑等) 、 旅游( 如旅馆饭店、娱乐场所等) 科教文卫( 如文化、教育、科研、医疗、 卫生、体育建筑等) 、通信( 如邮电、通信、广播用房等) 、交通运输( 如 机场、车站建筑等) 的各类建筑 香港商业建筑餐馆、零售、办公室、旅馆、教育、卫生医疗和其他杂项的商业或公共服 务 美国商业建筑用于服务性行业的建筑，以及公立和私立的学校、宗教和慈善机构等，不 包括用于生产制造、农业、矿业、林业及建筑业的建筑。 英国商业建筑从事零售、餐饮、宾馆。房地产等商业活动的建筑用房。 加拿大商业建筑办公楼、餐饮、宾馆、商场、学校、医院、宗教场所、仓库、大型聚集场 所 日本商业建筑办公楼、商业、宾馆、学校、医院、娱乐、其他 资料来源：杨晓敏上海地区公共建筑能耗现状与节能分析【d 】同济大学硕士论文2 0 0 7 2 1 2 建筑能耗 建筑能耗有广义建筑能耗和狭义建筑能耗之分1 ，狭义建筑能耗通常指民用建筑( 包 括居住建筑和公共建筑) 使用过程中的能耗，主要包括采暖、空调、通风、热水供应、 照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。而广义建筑能耗是指建筑的全寿命周期能 耗，即建筑能耗包括建筑物系统在整个生命周期各个阶段的能源消耗，也就是从建材准 备、建造施工、居住使用、拆除、废弃建材处置这5 个生命阶段以及建筑系统相关的运 输活动的能源消耗。在建筑的每个生命周期阶段当中，能源使用也都异常复杂。以建筑 材料的准备阶段为例，一栋建筑的建成往往需要几十种不同的基本材料、上千件单独的 产品以及数以万吨计的建筑材料总量：这些材料和产品的获取和生产加工工艺往往又各 有不同，因此其所消耗的能量也各不相同：此外，建筑物在使用过程中的修缮和维护也 需要消耗一定数量的建筑材料，它们在准备过程所消耗的能源也必须被整合入此阶段的 能源消费中。下表展示了建筑生命周期各阶段的能源使用情况。这些能源包括煤炭、 焦炭、原油、汽油、煤油、电力、天然气等商品能源，和秸秆、薪柴等非商品能源。能 源结构也增添了建筑生命周期能源消耗系统的复杂性，但由于本研究的主要关注对象为 各阶段能源消费的数量，而不是能源结构或是其他物理特征及其相应的潜在环境影响。 第二章相关概念和建筑节能研究综述 表2 2 建筑生命周期各阶段的能源使用情况 生命周期阶段能源使用情况 建材准备阶段 建筑物建造阶段和使用阶段的日常维护、修缮所需建筑原材料、中间材 料和产品的开发、生产和加工以及中间环节涉及到的运输过程的能源消 耗。 建筑建造阶段工地现场的材料j j n - r 、机械施工、工法消耗以及中问环节沙及到的所有 运输过程的能源消耗。 建筑使用阶段建筑物完工交付使用后，通风、照明、采暖、空调、炊事、热水、家用 电器、电梯等一系列为实现建筑设计用途而产生的以及在日常维护过程 中涉及到的运输过程的能源消耗。 拆除阶段建筑物解体、拆除的能源消耗。 废建材处置阶段 建筑物在日常维护阶段和拆除后所产生废旧建筑材料的运输、分拣、处 理、再利用的无用废弃建材在最终处置场所处置的过程所涉及到的能源 消耗。 资料来源：沈浩长沙地区公共建筑能耗现状和节能分析【d 】湖南大学硕士论文2 0 0 5 因此，在建筑整个生命周期的能耗即为各生命阶段的能源消耗之和，可表示为： q u , 缈l , = q m d 呵+ q l + q o c c h p + q d e 。l o | + qd 印 ( 卜、) 其中，各项说明如下； g 钿，盯：建筑系统在材料准备阶段所消耗的能源总量( 包括生产环节中间的个别运输 环节能源消耗) ： 幺胁：建筑在建造阶段所消耗的能源总量( 包括建造阶段各运输环节的能源消耗) ： 印：建筑在使用阶段所消耗的能源总量； ：建筑在拆除阶段所消耗的能源总量； q 枷：建筑在废旧建材处置阶段所消耗的能源总量。 2 1 3 建筑能耗统计 国外的能耗统计工作进行较早。发达国家的能源消费统计中均将建筑能耗单列，且 数据比较准确旧1 。从2 0 世纪7 0 年代开始，西方国家开始进行广泛的建筑节能工作，更 详细地了解建筑能耗状况。1 9 7 6 年英国开始对建筑物的能耗进行详细调查，其中开展的 n d b s ( n o n - d o m e s t i cb u i l d i n gs t o c k ) 项目，对英国境内已建和在建的工业建筑、商业建 筑和公共建筑等进行了全面的统计，建立了包括建筑类型、空调形式、能耗情况等的详 细数据库。在美国，由国家标准局对建筑能耗进行调查。这种详细调查的目的主要是对 第二章相关概念和建筑节能研究综述 已存在的建筑进行节能改造，这种技术被称为能源审计( e n e r g ya u d i t ) 。能源审计主 要的调查项目有：建筑物的分类、所属关系、特征、围护结构情况、采暖空调系统情 况、人员、照明、太阳辐射情况、燃料、年总能耗、成本、运行维护的程序以及推荐的 节能措施1 。 能源审计在其他一些国家也非常普遍，希腊用了5 年的时间对1 2 0 0 个建筑进行了 能源审计，其中包括宾馆，办公楼，商业建筑，学校和康复中心。加拿大曾在全国范围 内对民用住宅进行了详细的调查统计，为住宅建筑的节能和减少环境污染提供了强有力 的数据支持。泰国1 9 9 2 年颁布了节能法案( e n e r g yc o n s e r v i o np r o m o t i o na c t ，e c p a ) ， 在节能基金的资助下，到2 0 0 1 年共进行了对全国的1 0 0 0 多座商业建筑和5 7 3 座小型政 府办公楼进行了能源审计和节能改造，对全国的办公，旅馆，医院和机关部门的用能情 况进行了详细地统计和评价。土耳其在1 9 世纪8 0 年代开始关注能量效率，从1 9 8 1 年开始实施节能工作，并于1 9 9 2 年到1 9 9 8 年对全国3 6 个家机构实施了能源审计羽。 m s i d d h a r t h a n 3 j 柚等将能源审计应用于蒸汽系统和空调系统，并且使用回路效率对系统 能效进行分析。 在我国，建筑能耗统计尚属空白。各城市、地区及国家建筑各种能耗占社会总能耗 的比例、建筑能耗的增长趋势等基本上为估算数。一些科研单位进行过不同程度的建筑 能耗统计。1 9 9 0 年，以涂逢祥n 2 1 为负责人的中国建筑节能经济技术政策研究组，开展了 以“系统掌握我国建筑能耗、建筑热环境、建筑节能工作进展的实际情况”为目的的调 查工作，覆盖北方采暖地区和重庆、宜昌、武汉、南京四城市的各种建筑类型，得到了 调查城市单位建筑面积能耗数据，是我国历史上最早的全方位建筑能耗调查。1 9 9 2 年， 魏积义n 明等对我国三北地区的3 5 个城市的采暖能耗进行了调查。同济大学的龙惟定n 司等 人于1 9 9 7 和1 9 9 8 年，对上海的公共建筑( 办公楼、商办楼、宾馆和商厦) 进行了调查， 并对空调能耗的现状进行了评价。龙惟定n 刀提出利用能源统计中的能源终端消费量来估 算建筑能耗，方法是把第三产业能源终端消费量中的交通运输业、仓储及邮电通讯业的 能耗去掉，再加上生活消费。清华大学的李世朋n 阳等曾对北京5 座具有典型意义的旅馆 类建筑能耗现状进行了调查和分析，并把能耗费用分为电费和燃料费。哈尔滨工业大学 的梁珍、俞英鹤n 钔等人对哈尔滨的民用建筑能耗进行过统计。但本次统计结果只是建筑 能耗总量或单位面积能耗量，没有进行建筑能耗的分项统计。2 0 0 5 年，清华大学在对北 京市几幢政府办公楼进行了能耗统计、测试与诊断，并且对建筑的分项能耗进行了详细 地统计。2 0 0 5 年9 月，深圳市建筑科学院开始着手进行我国建筑能耗的统计标准的 制订工作。该标准将从建筑物各种能耗数据的采集、报送、处理及发布等环节，予以科 学的统一规定，为我国开展建筑能耗统计工作奠定了基础啪1 。资料表明，由于各能耗统 计的口径不同，结果也有些差异。同济大学的龙惟定等人根据国家统计年鉴的统计结果 为18 2 ( 2 0 0 1 年) ，再加上交通运输、仓储及邮电通讯业和建筑业的能耗也只有2 6 9 ， 达不到建设部的统计数据2 7 5 。清华大学节能研究中心提出宏观模型的概念，从全国 宏观能耗统计结果中拆分出建筑能耗。主要的计算项目如表2 3 所示。 第二章相关概念和建筑节能研究综述 表2 3 建筑能耗宏观模型计算能耗项日列表 计算能耗项目 编号单位 农村农村煤耗 1万吨标煤 农村电耗 2亿k w h 城镇北方采暖煤耗 3 万吨标煤 城镇住宅炊事能耗折电 4 亿k w h 城镇住宅除采暖外总能耗折电 5 亿k w h 公共建筑公共建筑总电耗 6 亿k w h 一般公共建筑电耗 7 亿k w h 大型公共建筑电耗 8亿k w h 资料来源：自绘 另外，现有的能耗统计数据只是宏观统计，对建筑能耗的微观部分并没有进行统计， 而这对于建筑节能尤为关键。许多建筑业主也只了解本建筑的总耗电量，而没有对空调、 采暖、照明等系统的分项用电单独计量。这样，建筑用能的各个环节无法了解，能耗不 合理的现象被掩盖。 2 1 4 建筑负荷、建筑能耗和建筑能效三者之间的关系 长期以来，我们都没有区别建筑负荷与建筑能耗这两个不同的概念。负荷的单位是 w 或k w ，它反映了建筑物的用能需求。负荷的大小一定程度上取决于维护结构的热工性 能。而能耗的单位是k w h ，一定负荷的建筑，用能设备的使用时间越长，能耗量就越大。 在建筑节能标准作为强制性条款的各种节能技术措施其实都是降低建筑负荷的措施，而 能耗的大小很大程度上与气候因素、人的行为因素以及用能系统的调节性能有关，建筑 节能的投入并不一定有相应的产出。经常会出现做过节能改造的建筑比改造前能耗更高 的情况。 建筑能效乜，即建筑能量的效率。在建筑物中，能量的使用是为人服