蔣友娣，張 燦 ，王任媛（.上海市建筑科學研究院有限公司， 上海 008 ；.上海市長寧區(qū)城市更新和低碳項目管理中心， 上海 0005 ）

“十三五”時期，公共建筑能效提升工作以能效提升重點城市建設為抓手，帶動全國公共建筑能效提升，并取得了顯著成效[1]。但調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國公共建筑能耗總量逐年上升，隨著城市化進程的加速和人民生活質(zhì)量的提高，公共建筑的用電設備和功能也會越來越多，能耗強度將進一步增加，公共建筑潛力大、節(jié)能減排任務艱巨[2-3]。

我國在《巴黎協(xié)定》下承諾到 2030 年，單位 GDP 二氧化碳強度比 2005 年下降 60%～65%，特別是到 2030 年前后實現(xiàn)二氧化碳排放達到峰值并努力早日達峰。2020 年，提出中國二氧化碳排放力爭于 2030 年前達到峰值，努力爭取 2060 年前實現(xiàn)碳中和。然而，根據(jù)《中國建筑能耗研究報告（2019）》可知，我國 2017 年建筑能耗占全國能源消費總量的比重為 21.11%，建筑碳排放占全國能源碳排放比例為 19.5%，我國碳減排工作已經(jīng)進入總量控制階段，建筑節(jié)能將是我國實現(xiàn) 2030 年碳減排目標的關鍵領域。

截至 2019 年 12 月 31 日，上海市累計共有超過 1 700棟公共建筑完成用能分項計量裝置的安裝并實現(xiàn)與能耗監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，覆蓋建筑面積超過 8 000 萬 m2，其中辦公建筑數(shù)量最多，占比 34.3%，總建筑面積為 2 795 萬 m2，總用電量占比最大。由此，本文以上海市某區(qū)域既有辦公建筑為研究對象，調(diào)研建筑基本信息，分析建筑用能現(xiàn)狀，進行能效對標，挖掘節(jié)能潛力，并計算碳排放量，為后續(xù)實施節(jié)能優(yōu)化改造和該區(qū)域碳達峰措施制訂提供依據(jù)。

1 建筑基本信息

該區(qū)域?qū)儆谏虾Ｊ蟹比A地段，是以樓宇經(jīng)濟為主的中心城區(qū)，建筑類型中辦公建筑數(shù)量最多，占總能耗比例最大。本文選取了以該區(qū)域 55 棟既有辦公建筑作為研究對象。

從建筑面積看，建筑面積小于等于 2 萬 m2的共 5棟，建筑面積為 89 780.8 m2；建筑面積為 2～5 萬 m2的共 32 棟，建筑面積為 1 036 729.29 m2；建筑面積為 5～10 萬 m2的共 12 棟，建筑面積為 848 657.63 m2；建筑面積超過 10 萬 m2的共 6 棟，建筑面積為 90 8879.00 m2。該區(qū)域辦公建筑中，有 58% 的樓宇建筑面積為 2 萬～5 萬 m2，約占建筑總面積的 36%；有近 22% 的樓宇建筑面積為 5 萬～10 萬 m2，占建筑總面積的 30%。

從建筑年代看，建筑年代為 1991—1999 年的共 21棟，占比 38%；建筑年代為 2000—2004 年的共 11 棟，占比 20%；建筑年代為 2005—2009 年的共 13 棟，占比24%；建筑年代為 2010 年以后的共 10 棟，占比 18%。

該區(qū)域辦公建筑以大型公共建筑為主。GB 50189—2005《公共建筑節(jié)能設計標準》于 2005 年 7 月實施，2005年以后的建筑設計時均執(zhí)行該節(jié)能設計標準，可以看出，該區(qū)域辦公建筑中有接近 50% 的樓宇按照節(jié)能設計標準進行設計建造。

2 區(qū)域建筑能耗現(xiàn)狀

2.1 能源結(jié)構分析

55 棟辦公建筑中，2019 年建筑能源消耗種類包括電和天然氣，能源消耗以用電為主，有天然氣消耗的僅 16 棟建筑，電占總能耗比例為 96%，天然氣僅為 4%。各種能源折標準煤參考系數(shù)表如表1 所示。

表1 各種能源折標準煤參考系數(shù)表

2.2 建筑能耗強度

調(diào)研統(tǒng)計分析該區(qū)域 55 辦公建筑 2019 年全年用電和天然氣的消耗量，得出 2019 年全年用電量為 70 702.0 tce，天然氣為 2 878.8 tce，建筑綜合能耗總量為 73 580.8 tce。單位建筑綜合能耗最大值為 62.6 kgce/（m2·a），最小值為11.6 kgce/（m2·a），平均值為 28.9 kgce/（m2·a）。圖1 為建筑能耗總量分布圖，圖2 為建筑能耗強度分布圖，可以看出不同辦公建筑能耗強度差異較大，最大值是最小值的5 倍多。

圖1 建筑能耗總量分布圖

圖2 建筑能耗強度分布圖

3 能效對標及節(jié)能潛力挖掘

依據(jù) DB 31/T 795—2014《綜合建筑合理用能指南》，按照不同空調(diào)系統(tǒng)類型，計算該區(qū)域中每棟建筑單位建筑綜合能耗，并與指南中的合理值和先進值進行比較。單位建筑綜合能耗值高于合理值的建筑為“未達標”建筑；單位建筑綜合能耗值在合理值（含）和先進值之間的建筑為“達標”建筑；單位建筑綜合能耗值低于先進值（含）的建筑為“先進”建筑。辦公建筑合理用能指南中的標準值如表2 所示。

表2 辦公建筑合理用能指南標準值

通過能效對標可知，55 棟辦公建筑中，屬于“未達標”建筑的有 5 棟，占建筑總量的 9%；屬于“達標”建筑的有 18 棟，占建筑總量的 33%；屬于“先進”建筑的有 32棟，占比 58%。若將 “未達標”建筑全部達到合理值，合計年節(jié)能量可達 2825.0 tce，以本次未達到先進值的建筑2019 年綜合能耗 35 103.4 tce 作為基準，節(jié)能率為 8.0%；若將“未達標”建筑和“達標”建筑全部達到先進值，合計年節(jié)能量可達8 893.9 tce，節(jié)能率為 25.3%。

由此看出，該區(qū)域建筑仍有很大的節(jié)能空間，通過對標工作的實施，可以挖掘出具有節(jié)能潛力的建筑，為下一步推進節(jié)能改造提供有利技術支持。

4 區(qū)域碳排放計算與分析

4.1 碳排放計算方法

依據(jù) SH/MRV-009—2012《上海市旅游飯店、商場、房地產(chǎn)業(yè)及金融業(yè)辦公建筑溫室氣體排放核算與報告方法（試行）》，對該區(qū)域碳排放進行計算和分析。

4.1.1 碳排放邊界確定

碳排放核算的邊界范圍主要是排放主體所擁有或管理的建筑相關能源消耗所導致的直接排放和間接排放。直接排放包括鍋爐等固定設備裝置使用化石燃料所產(chǎn)生的溫室氣體排放；間接排放包括建筑因使用外購電力、熱力等所導致的溫室氣體排放。

通過該區(qū)域能源結(jié)構分析可知，該區(qū)域建筑直接排放是指天然氣消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量。間接排放是指外購電力產(chǎn)生的二氧化碳排放量。

4.1.2 碳排放量核算方法

二氧化碳排放量按式（1）計算。其中間接排放量采用式（2）計算，直接排放量采用式（3）計算。二氧化碳排放總量計算公式和其他因素的關系如表3 所示。

表3 二氧化碳排放總量計算公式和其他因素的關系

式中：k—電力；

活動水平數(shù)據(jù)—外購電力， 104kWh；

排放因子—消耗單位電力產(chǎn)生的二氧化碳排放量，tCO2/104kWh；

i—表示不同燃料類型；

燃料消耗量—各種化石燃料的實物消耗量，本項目指天然氣消耗量，m3；

低位熱值—單位燃料消耗量的低位發(fā)熱量，TJ/ m3；

單位熱值含碳量—單位低位發(fā)熱量燃料所含碳元素的質(zhì)量， t-C/TJ；

氧化率—燃料中的碳在燃燒中被氧化的比率，%。

4.2 區(qū)域碳排放量分析

基于以上碳排放量核算方法，計算得該區(qū)域 2019年全年碳排放量為198 286.0 tCO2，其中直接排放量為48 37.3 tCO2，占比為 2%；間接排放量為 193 448.7 tCO2，占比為 98%。建筑碳排放強度差異較大，最大值為163.0 kgCO2/(m2·a)，最小值為 30.5 kgCO2/(m2·a)，平均值為 70.9 kgCO2/(m2·a)，最大值是最小值的 5 倍多。

5 結(jié) 語

本文以上海市某區(qū)域既有辦公建筑為研究對象，調(diào)研建筑基本信息，分析建筑用能現(xiàn)狀，通過能效對標，挖掘節(jié)能潛力，并計算碳排放量，得出以下主要結(jié)論。

（1）該區(qū)域?qū)儆谏虾７比A地段，是以樓宇經(jīng)濟為主的中心城區(qū)，該區(qū)域 55 棟辦公建筑，2019 年能源消耗中，電占總能耗比例為 96%，天然氣僅為 4%；全年用電量為70 702.0 tce，天然氣為 2 878.8 tce，建筑綜合能耗總量為 73 580.8 tce。單位建筑綜合能耗最大值為62.6 kgce/(m2·a)，最小值為 11.6 kgce/(m2·a)，平均值為 28.9 kgce/(m2·a)。

（2）基于能效對標結(jié)果，55 棟辦公建筑中，屬于“未達標”建筑的有 5 棟，占建筑總量的 9%；屬于“達標”建筑的有 18 棟，占建筑總量的 33%；屬于“先進”建筑的有32 棟，占比 58%。若將 “未達標”建筑全部達到合理值，合計年節(jié)能量可達 2 825.0 tce，以本次未達到先進值的建筑2019 年綜合能耗 35 103.4 tce 作為基準，節(jié)能率為 8.0%；若將“未達標”建筑和“達標”建筑全部達到先進值，合計年節(jié)能量可達 8 893.9 tce，節(jié)能率為 25.3%。由此看出，該區(qū)域建筑仍有很大的節(jié)能空間，通過對標工作的實施，可以挖掘出具有節(jié)能潛力的建筑，為下一步推進節(jié)能改造提供有利技術支持。

（3）計算該區(qū)域 2019 年全年碳排放量為 198 286.0 tCO2，其中直接排放量為 4 837.3 tCO2，占比為 2%；間接排放量為 193 448.7 tCO2，占比為 98%。單位建筑面積碳排放量最大值為 163.0 kgCO2/(m2·a)，最小值為 30.5 kgCO2/(m2·a)，平均值為 70.9 kgCO2/(m2·a)。

（4）本文調(diào)研得出該區(qū)域建筑基本信息、用能現(xiàn)狀，通過能效對標挖掘出節(jié)能潛力建筑，計算出建筑碳排放總量和碳排放強度，其成果為后續(xù)實施節(jié)能優(yōu)化改造和該區(qū)域碳達峰措施制定提供依據(jù)。