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1、 深圳市公共建筑 能耗監測情況報告(2023 年度)深圳市住房和建設局深圳市住房和建設局 20242024 年年 7 7 月月 深圳市住房和建設局委托管理單位 深圳市建設科技促進中心 深圳市公共建筑能耗監測數據中心運維單位 深圳市建筑科學研究院股份有限公司 深圳市公共建筑能耗監測設備運維單位 深圳市紫衡技術有限公司 共同編制共同編制 1 前 言 隨著城市化進程的加速,公共建筑的節能降耗與可持續發展管理已成為實現綠色低碳發展的關鍵。為打造綠色發展先鋒城市,深圳于 2022 年 3 月 28 日發布了深圳經濟特區綠色建筑條例,對能耗超標、超限額用電的既有公共建筑作出明確管理要求,進一步強化了建筑運
2、行階段的綠色管理。2024 年 4 月,國家發展改革委辦公廳關于深入開展重點用能單位能效診斷的通知中,強調加強重點用能單位能耗在線監測系統建設運行,提高數據時效性和準確性,強化對能效診斷的支撐保障。積極開展以電力數據為基礎的能耗監測分析,拓寬用能數據來源,豐富能效診斷方式。在“雙碳”背景下,政府、企業及公眾對公共建筑的運行能耗情況關注度越來越高,逐年開展深圳市公共建筑能耗監測情況分析工作的價值日益凸顯,可通過實時掌握公共建筑的能耗動態,評估節能效果,優化能源配置,推動節能減排技術的創新和應用,進而促進建筑業可持續發展。本報告對全市接入能耗監測平臺的公共建筑 2023 年度電耗數據進行了全面梳理
3、與深入分析,以期為政府部門、建筑設計人員、運營管理者等提供一個詳實的數據基礎和參考依據。一是為各區政府節能主管部門了解轄區內公共建筑電耗現狀,開展建筑用能監管工作提供參考依2 據;二是供建筑設計人員了解建筑運行電耗情況,進一步優化系統設計及設備選型;三是供建筑業主、物業管理單位、社會節能服務公司等進行橫向比較對標,了解自身建筑電耗水平,以便有針對性地優化節能管理,尤其是推動高能耗的建筑業主或物業管理單位依據監測數據進行深度能源審計,采取有效措施切實降低建筑運行能耗,為推動深圳建筑領域實現“雙碳”目標作出積極貢獻。報告共分為四個章節,第一個章節主要介紹全市已監測的公共建筑總體情況,包括接入情況和
4、總用電指標;第二個章節是各類建筑的用電指標分析,分別對主要類型的公共建筑用電指標進行分析說明;第三個章節是專題分析,分別對新接入建筑情況、基本電價策略、可再生能源應用示范項目運行數據等專題進行分析;第四個章節是對 2016 年至 2022 年報告中逐年變化趨勢均保持一致的分析內容進行數據更新和提煉總結,形成具有普適性的分析結論。為應對當前電力供應日益緊張的形勢,智能微電網、“光儲直柔”、蓄冷蓄熱、負荷靈活調節、虛擬電廠等節能技術被大力推廣應用,與此同時對建筑能耗數據的應用也提出了更高要求。為更好地提供數據支撐,本報告在2022 年報告的基礎上拓展了深度和廣度,運用統計學方法和數據挖掘技術揭示了
5、能耗變化趨勢、異常消耗點以及節能潛力,同時新增了基本電價策略、可再生能源應用示范項目運行數據等專題分析,并更新了歷年報告中具有普3 適意義的分析結論,以便社會各界更直接、清晰地獲得深圳市公共建筑能耗監測平臺的數據價值成果。由于接入能耗監測平臺的各類公共建筑監測數量、地區分布等均存在較大的差異,報告分析結果存在一定的局限性,歡迎大家積極提出寶貴意見。1 目目 錄錄 第一章 總體情況.1 一、能耗監測平臺建設情況.1(一)全市公共建筑接入情況.1(二)各區公共建筑接入情況.3 二、全市公共建筑用電指標.6(一)總用電指標.6(二)分項用電指標.6(三)逐月用電指標.8 第二章 各類建筑用電情況.9
6、 一、國家機關辦公建筑用電分析.9(一)總體情況.9(二)分項用電情況.10 二、商業辦公建筑用電分析.12(一)總體情況.12(二)分項用電情況.13 三、商場建筑用電分析.15(一)總體情況.15(二)分項用電情況.16 四、賓館飯店建筑用電分析.18(一)總體情況.18(二)分項用電情況.19 2 第三章 專題分析.22 一、新接入建筑情況分析.22(一)新接入建筑功能分布.22(二)新接入建筑區域分布.22(三)新接入建筑規模分布.23 二、基本電價策略分析.24 三、可再生能源應用示范項目運行數據分析.28 第四章 歷年分析結論.31 一、典型類型建筑全年用電特征曲線.31 二、歷年
7、用電趨勢分析.32(一)監測公共建筑用電強度分析.32(二)監測主要類型建筑用電強度分析.33 三、冷源裝機容量設計及實際運行情況.34(一)冷源裝機容量設計指標.34(二)冷源運行峰值負載率.36(三)單臺冷水機組運行負載特性.38 四、變壓器設計及實際運行情況.39(一)變壓器設計容量指標.40(二)變壓器運行峰值負載率.41(三)單臺變壓器運行負載率分布.44 五、典型日分項負荷曲線特性分析.45 六、常見運行問題.47(一)空調水系統運行異?,F象.47 3(二)水泵常年定頻運行.48(三)設備夜間能耗浪費.49(四)典型建筑變壓器分析.49(五)典型建筑冷機運行分析.52(六)總結與建
8、議.54 結 語.56 1 第一章 總體情況 一、能耗監測平臺建設情況(一)全市公共建筑接入情況(一)全市公共建筑接入情況 截至 2023 年底,深圳市接入能耗監測平臺的公共建筑累計 1217 棟,監測建筑總面積約 8220 萬 m2。2023 年新增監測建筑共 197 棟,新增監測建筑面積約 1635 萬 m2。1.1.建筑類型分布建筑類型分布 建筑類型涵蓋了國家機關辦公建筑、商業辦公建筑、商場建筑、賓館飯店建筑、文化教育建筑、醫療衛生建筑、體育建筑以及多功能混合的綜合建筑1等。接入能耗監測平臺的各類公共建筑分布情況如表 1-1 與圖 1-1 所示。表表 1 1-1 1 監測建筑的類型分布情
9、況監測建筑的類型分布情況 序號 建筑類型 數量(棟)建筑面積(萬 m2)面積比例(%)1 國家機關辦公建筑 130 308 3.7 2 商業辦公建筑 312 2555 31.1 3 商場建筑 144 656 8.0 4 賓館飯店建筑 74 328 4.0 5 文化教育建筑 237 1175 14.3 6 綜合建筑 242 2676 32.5 1 綜合建筑指同時具有兩種或兩種以上使用功能,且各功能面積占比均超過 10%的綜合性建筑。2 序號 建筑類型 數量(棟)建筑面積(萬 m2)面積比例(%)7 醫療衛生建筑 28 202 2.5 8 體育建筑 12 64 0.8 9 其他建筑 38 256
10、3.1 合計 1217 8220 100 圖圖 1 1-1 1 接入能耗監測平臺各類公共建筑數量與面積比例接入能耗監測平臺各類公共建筑數量與面積比例 2.2.建筑規模分布建筑規模分布 在單棟建筑面積分布方面,接入能耗監測平臺公共建筑面積在 2 萬 m2以上的建筑數量占比為 96.7%。其中,分布在 25 萬 m2之間的建筑數量最多,為 436 棟,面積占比 17.5%;10 萬 m2以上的建筑為 238 棟,面積占比51.0%。接入能耗監測平臺公共建筑面積分布情況如圖 1-2 所示。130 312 144 74 237 242 28 12 38 3.7%31.1%8.0%4.0%14.3%32
11、.5%2.5%0.8%3.1%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%35.0%0 50 100 150 200 250 300 350 數量(棟)面積比例(%)3 圖圖 1 1-2 2 接入能耗監測平臺公共建筑面積分布情況接入能耗監測平臺公共建筑面積分布情況 (二)各區公共建筑接入情況(二)各區公共建筑接入情況 1.1.各區接入的公共建筑情況各區接入的公共建筑情況 2023 年深圳市接入能耗監測平臺的公共建筑涵蓋了11 個區,新增監測建筑面積為 1635 萬 m2,占全市接入市級平臺公共建筑總面積約 19.9%。各區接入能耗監測平臺公共建筑分布情況如表 1-2 與圖
12、 1-3 所示。表表 1 1-2 2 各區接入能耗監測平臺的公共建筑情況各區接入能耗監測平臺的公共建筑情況 序號 行政區 總數量(棟)總建筑面積(萬 m2)面積占比(%)1 南山區 269 1934 23.5 2 福田區 247 1521 18.5 3 龍崗區 171 1276 15.5 59 157 436 327 238 0.5%2.8%17.5%28.2%51.0%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 10萬 數量(棟)面積比例(%)4 序號 行政區 總數量(棟)總建筑面積(萬
13、 m2)面積占比(%)4 寶安區 163 1205 14.7 5 羅湖區 140 784 9.5 6 龍華區 81 552 6.7 7 光明區 50 409 5.0 8 鹽田區 43 190 2.3 9 坪山區 34 229 2.8 10 大鵬新區 18 109 1.3 11 深汕特別合作區 1 11 0.2 合計 1217 8220 100 圖圖 1 1-3 3 各區接入能耗監測平臺公共建筑數量各區接入能耗監測平臺公共建筑數量 247 269 171 139 163 81 50 42 33 18 1 0 500 1000 1500 2000 2500 0 50 100 150 200 250
14、 300 數量(棟)建筑面積(萬)5 2.2.各區接入的公共建筑功能分布各區接入的公共建筑功能分布 各區接入能耗監測平臺的各類建筑數量分布如表 1-3與圖 1-4 所示。從各類公共建筑分布比例來看,福田區主要接入的公共建筑類型為商業辦公建筑、綜合建筑和國家機關辦公建筑,共計占全區接入公共建筑數量的 70%;南山區接入平臺的公共建筑主要為商業辦公建筑、文化教育建筑和綜合建筑,占全區接入公共建筑數量的 74%;龍崗區主要接入的公共建筑類型為商業辦公建筑、商場建筑和文化教育建筑,共計占 56%。表表 1 1-3 3 各區接入能耗監測平臺的各類建筑數量分布(單位:棟)各區接入能耗監測平臺的各類建筑數量
15、分布(單位:棟)行政區 國家機關辦公建筑 商業辦公建筑 商場 建筑 賓館飯店建筑 文化教育建筑 綜合建筑 其他類建筑 福田區 37 79 21 14 25 56 15 南山區 16 88 24 20 67 44 10 龍崗區 24 31 28 9 37 28 14 羅湖區 16 31 18 17 8 45 5 寶安區 15 33 35 6 26 34 14 龍華區 3 18 10 2 23 15 10 光明區 3 17 3 0 21 5 1 鹽田區 10 9 2 3 8 7 4 坪山區 4 4 3 0 14 5 4 大鵬新區 2 2 0 3 7 3 1 深汕特別合作區 0 0 0 0 1 0
16、0 6 圖圖 1 1-4 4 各區接入能耗監測平臺不同功能公共建筑分布情況各區接入能耗監測平臺不同功能公共建筑分布情況 二、全市公共建筑用電指標(一)總用電指標(一)總用電指標 2023 年深圳市全市監測公共建筑單位面積用電指標2為 98.1kWh/m2,相比 2022 年的 95.8kWh/m2上升了約2.5%。2022 年深圳市室外平均溫度為 23.2,2023 年為23.9,初步判斷 2023 年能耗上升的原因包括平均氣溫上升及疫情影響降低等因素。(二)分項用電指標(二)分項用電指標 2023 年深圳市全市監測公共建筑分項用電3指標中,2 建筑單位面積用電指標采用建筑全年電耗量/建筑總面
17、積。3 根據國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據采集技術導則,0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%國家機關辦公建筑 商業辦公建筑 商場建筑 賓館飯店建筑 文化教育建筑 綜合建筑 其他類建筑 7 照明與插座用電指標最大,為 60.2kWh/m2,占總用電量比例的 61.3%;其次為空調用電,單位面積用電指標為27.8kWh/m2,占總用電量比例的 28.3%。部分建筑的照明插座用電包括了未計量的空調末端用電、動力用電及特殊用電,因此占比偏高。監測公共建筑的分項用電指標如圖 1-5 所示。圖圖 1 1-5 5 全市監測公共建筑分項用電比例全市監測公共
18、建筑分項用電比例 分項能耗中,照明插座用電是指建筑物主要功能區域的照明、插座等室內設備用電的總稱;空調用電是為建筑物提供空調、采暖服務的設備用電的統稱;動力用電是指提供各種動力服務(包括電梯、非空調區域通風、生活熱水、自來水加壓、排污等)的設備(不包括空調采暖系統設備)用電的統稱;特殊用電是指不屬于建筑物常規功能的用電設備的耗電量,特殊用電的特點是能耗密度高、占總電耗比重大的用電區域及設備,特殊用電包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、游泳池、健身房或其他特殊用電。照明插座用電 61.3%空調用電 28.3%動力用電 3.7%特殊用電 6.7%8(三)逐月用電指標(三)逐月用電指標 各 月 用 電
19、指 標 中,7 月 份 用 電 指 標 最 高,為11.7kWh/m2,1 月份用電指標最低,為 5.0kWh/m2。這是由于 7 月份室外平均氣溫最高,空調用電量最大,月度用電量最高,而 1 月份因春節假期及氣溫影響,建筑使用強度最低,為最高月的 42.7%。從逐月用電指標變化趨勢來看,逐月用電量的變化趨勢與深圳市室外平均溫度基本一致,2023 年監測公共建筑全年逐月用電指標如圖 1-6 所示。圖圖 1 1-6 6 監測公共建筑全年逐月用電指標監測公共建筑全年逐月用電指標 0 5 10 15 20 25 30 35 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 1月
20、2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 室外平均氣溫()用電指標(kWh/m2)2022年用電指標 2023年用電指標 2022年室外平均溫度 2023年室外平均溫度 9 第二章 各類建筑用電情況 通過對能耗監測平臺公共建筑監測數據梳理、總結和對比分析,2023 年深圳市各類監測公共建筑的用電指標如表 2-1 所示,全市平均用電指標為 98.1kWh/m2,其中商場建筑單位面積用電指標最高,為 167.2kWh/m2,體育建筑單位面積用電指標最低,為 64.6kWh/m2。表表 2 2-1 1 各類監測公共建筑用電指標情況各類監測公共建筑用電指標情況 序號 建筑
21、類型 指標(kWh/m2)1 國家機關辦公建筑 96.3 2 商業辦公建筑 88.5 3 商場建筑 167.2 4 賓館飯店建筑 127.2 5 文化教育建筑 66.3 6 醫療衛生建筑 135.6 7 體育建筑 64.6 平均值 98.1 一、國家機關辦公建筑用電分析(一)總體情況(一)總體情況 2023 年,監測國家機關辦公建筑單位面積用電指標為 96.3kWh/m2。經分析,主要為建筑使用強度增加所致。其中,7 月份為室外月平均氣溫最高的空調季,當月用電10 指標最高,為 11.8kWh/m2;1 月用電指標最低,為4.7kWh/m2。國家機關辦公建筑逐月用電指標如圖 2-1 所示。圖圖
22、 2 2-1 1 國家機關辦公建筑逐月用電指標國家機關辦公建筑逐月用電指標 (二)分項用電情況(二)分項用電情況 從國家機關辦公建筑分項用電構成情況分析,照明插座用電為國家機關辦公建筑最大的用能分項,主要包括照明、插座、不能獨立計量的其他用電等,用電量占國家機關辦公建筑總用電量的 56.8%;其次為空調用電,占31.7%;動力和特殊分項用電分別占 4.0%和 7.5%。0 5 10 15 20 25 30 35 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 室外平均氣溫()用電指標(kWh/m
23、2)2022年用電指標 2023年用電指標 2022年室外平均溫度 2023年室外平均溫度 11 國家機關辦公建筑分項用電構成如圖 2-2 所示。圖圖 2 2-2 2 國家機關辦公建筑分項用電構成國家機關辦公建筑分項用電構成 在逐月分項電耗構成中,空調分項用電呈現較為明顯的 季 節 變 化 趨 勢,逐 月 用 電 量 比 例 變 化 范 圍 為9.6%42.6%之間,其中 7 月份空調系統用電比例最高。由于照明插座、動力與特殊分項用電量受季節影響較小,逐月用電量相對較為穩定,用電比例變化范圍分別為47.9%76.4%、3.5%4.7%與 5.8%10.8%之間。照明插座用電 56.8%空調用電
24、 31.7%動力用電 4.0%特殊用電 7.5%12 國家機關辦公建筑逐月分項用電構成如圖 2-3 所示。圖圖 2 2-3 3 國家機關辦公建筑逐月分項用電構成國家機關辦公建筑逐月分項用電構成 二、商業辦公建筑用電分析(一)總體情況(一)總體情況 2023 年,監測商業辦公建筑單位面積用電指標為88.5kWh/m2,與 2022 年相近。其中,7 月份為室外月平均氣溫最高的空調季,當月用電指標最高,為 10.9kWh/m2;1 月用電指標最低,為 3.9kWh/m2。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月
25、11月 12月 照明插座用電 空調用電 動力用電 特殊用電 13 商業辦公建筑逐月用電指標如圖 2-4 所示。圖圖 2 2-4 4 商業辦公建筑逐月用電指標商業辦公建筑逐月用電指標 (二)分項用電情況(二)分項用電情況 從商業辦公建筑的分項用電構成情況分析,照明插座分項用電為辦公建筑最大的用能分項,主要包括照明、插座、不能獨立計量的其他用電等,用電量占辦公建筑總用電量的 61.4%;其次為空調用電,占 29.8%;動力和特殊分項用電分別占 4.6%和 4.2%。0 5 10 15 20 25 30 35 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 1月 2月 3月 4月 5月
26、6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 室外平均氣溫()用電指標(kWh/m2)2022年用電指標 2023年用電指標 2022年室外平均溫度 2023年室外平均溫度 14 商業辦公建筑分項用電構成如圖 2-5 所示。圖圖 2 2-5 5 商業辦公建筑分項用電構成商業辦公建筑分項用電構成 在逐月分項電耗構成中,空調用電呈現較為明顯的季 節 變 化 趨 勢,逐 月 用 電 量 比 例 變 化 范 圍 為13.1%39.2%之間,其中 7 月份空調分項用電比例最高。由于照明插座、動力與特殊分項用電量受季節影響較小,逐月用電量相對較為穩定,照明插座用電、動力用電與特殊用電比例變化范圍分別為
27、53.3%75.5%、4.0%5.9%與 3.4%5.6%之間。照明插座用電 61.4%空調用電 29.8%動力用電 4.6%特殊用電 4.2%15 商業辦公建筑逐月分項用電構成如圖 2-6 所示。圖圖 2 2-6 6 商業辦公建筑逐月分項用電構成商業辦公建筑逐月分項用電構成 三、商場建筑用電分析(一)總體情況(一)總體情況 2023 年,監 測 商 場 建 筑 單 位 面 積 用 電 指 標 為167.2kWh/m2,較 2022 年上升 2.0%。其中,7 月份為室外月平均氣溫最高的空調季,當月用電指標最高,為18.8kWh/m2;1 月用電指標最低,為 9.6kWh/m2。0%10%20
28、%30%40%50%60%70%80%90%100%1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 照明插座用電 空調用電 動力用電 特殊用電 16 商場建筑逐月用電指標如圖 2-7 所示。圖圖 2 2-7 7 商場建筑逐月用電指標商場建筑逐月用電指標 (二)分項用電情況(二)分項用電情況 從商場建筑分項用電構成情況分析,照明插座分項用電占比最大,為 63.1%,其次為空調分項用電,占25.9%,動力和特殊分項用電分別占 2.2%和 8.8%。0 5 10 15 20 25 30 35 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0
29、 18.0 20.0 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 室外平均氣溫()用電指標(kWh/m2)2022年用電指標 2023年用電指標 2022年室外平均溫度 2023年室外平均溫度 17 商場建筑分項用電構成如圖 2-8 所示。圖圖 2 2-8 8 商場建筑全年分項用電構成商場建筑全年分項用電構成 從逐月分項用電構成分析,商場建筑空調分項逐月用電量體現了較強的季節性,空調季逐月用電量明顯高于非空調季,商場建筑空調用電逐月占比在 13.0%32.4%之間。照明插座、動力與特殊分項用電受季節影響較小,逐月用電量相對較為穩定,照明插座用電在 57.7%7
30、4.3%之間,動 力 用 電 在2.1%2.4%之 間,特 殊 用 電 在7.7%10.8%之間。照明插座用電 63.1%空調用電 25.9%動力用電 2.2%特殊用電 8.8%18 商場建筑逐月分項用電構成如圖 2-9 所示。圖圖 2 2-9 9 商場建筑逐月分項用電構成商場建筑逐月分項用電構成 四、賓館飯店建筑用電分析(一)總體情況(一)總體情況 2023 年,監測賓館飯店建筑單位面積用電指標為127.2kWh/m2,較 2022 年上升 9.1%。其中,7 月份為室外月平均氣溫最高的空調季,當月用電指標最高,為15.3kWh/m2;1 月用電指標最低,為 6.8kWh/m2。0%10%2
31、0%30%40%50%60%70%80%90%100%1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 照明插座用電 空調用電 動力用電 特殊用電 19 賓館飯店建筑逐月用電指標如圖 2-10 所示。圖圖 2 2-10 10 賓館飯店建筑逐月用電指標賓館飯店建筑逐月用電指標 (二)分項用電情況(二)分項用電情況 從賓館飯店建筑分項用電構成分析,照明插座用電占比最大,為 52.1%,空調用電次之,為 32.4%,動力用電占 3.8%,特殊用電占 11.7%。賓館飯店建筑由于存在洗衣房、游泳池、廚房等特殊用電,特殊用電占相對其他類型公共建筑偏大,照明插座用電占比相對其他
32、建筑類型偏小。0 5 10 15 20 25 30 35 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 室外平均氣溫()用電指標(kWh/m2)2022年用電指標 2023年用電指標 2022年室外平均溫度 2023年室外平均溫度 20 賓館飯店建筑分項用電構成如圖 2-11 所示。圖圖 2 2-11 11 賓館飯店建筑全年分項用電構成賓館飯店建筑全年分項用電構成 從賓館飯店建筑逐月分項用電構成分析,空調用電構 成 比 例 在 13.6%41.0%之 間,照 明 插 座 用
33、 電 在46.2%65.7%之間,動力用電在 3.2%4.7%之間,特殊用電在 9.1%16.6%之間。照明插座用電 52.1%空調用電 32.4%動力用電 3.8%特殊用電 11.7%21 監測賓館飯店建筑逐月分項用電構成如圖 2-12 所示。圖圖 2 2-12 12 賓館飯店建筑逐月分項用電構成賓館飯店建筑逐月分項用電構成 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 照明插座用電 空調用電 動力用電 特殊用電 22 第三章 專題分析 一、新接入建筑情況分析(一)新接入建筑功能分布(一)新接入
34、建筑功能分布 2023 年,平臺新接入的建筑數量為 197 棟,面積合計 1635 萬 m2,占平臺監測總面積 19.9%。其中,文化教育建筑接入的數量最多,共 73 棟,占總接入數量的37.1%;綜合建筑接入的面積最大,約 527.8 萬 m2,占總接入面積的 32.3%。圖圖 3 3-1 1 新接入建筑功能分布新接入建筑功能分布 (二)新接入建筑區域分布(二)新接入建筑區域分布 2023 年,平臺新接入的 197 棟建筑中,寶安區新接入共 37 棟,其中文化教育建筑和綜合建筑分別為 11 棟和73 58 38 10 5 5 3 3 2 0 100 200 300 400 500 600 0
35、 10 20 30 40 50 60 70 80 建筑面積(萬)建筑數量(棟)數量 面積(萬)23 10 棟;南山區新接入建筑 30 棟,其中商業辦公建筑和文化教育建筑分別為 11 棟和 9 棟;龍崗區新接入建筑 30棟。各區新接入建筑分布詳見圖 3-2。圖圖 3 3-2 2 新接入建筑行政區分布新接入建筑行政區分布 (三)新接入建筑規模分布(三)新接入建筑規模分布 2023 年,平臺新接入的建筑規模主要在 2 萬 m2以上,新接入建筑的平均面積約 8.3 萬 m2;其中文化教育建筑規模在 210 萬 m2的建筑占比達 77%;76%的商業辦公建筑面積超過 5 萬 m2,超過 10 萬 m2的
36、建筑占比 33%;95%的綜合建筑面積超過 5 萬 m2,超過 10 萬 m2的建筑占比68%。新接入建筑規模分布詳見圖 3-3。37 30 30 29 21 16 10 10 8 5 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 單位(棟)單位(棟)國家機關辦公建筑 商業辦公建筑 商場建筑 賓館飯店建筑 文化教育建筑 醫療衛生建筑 體育建筑 綜合建筑 其他建筑 建筑數量 24 圖圖 3 3-3 3 新接入建筑規模分布新接入建筑規模分布 二、基本電價策略分析 工商業用戶的輸配電價由電量電價和基本電價(即容量電價或需量電價)構成,電量電費
37、是指按用戶計費表所計量電量按分時電價計算的電費,基本電價可選擇按容量電價或需量電價計費。容量電費即按變壓器的容量計費,需量電費即按照用戶最大需量進行計費,兩種方式可由用戶根據用電情況選擇使用。變壓器設計額定容量配置時,一般情況下會考慮備用、安全冗余設計,造成建筑變壓器額定容量普遍偏高,大部分建筑峰值負載率低于 50%,如按變壓器容量電價作為基本電價計費方式時相對費用較高。本文以典型辦公建筑為案例,進行兩種方式的基礎電價分析比較,以指導用0 10 20 30 40 50 60 70 80 10萬 25 戶合理根據各建筑用能特征,選擇適合本建筑且更為經濟的基本電價策略計費方式,從而節省基本電費。1
38、.1.項目現狀項目現狀 A 建筑為某辦公類建筑,總建筑面積為 5.6 萬 m2,空調系統形式為中央空調,系統冷源為水冷式冷水機組,末端為風機盤管加新風系統。該建筑配置 4 臺 1250kVA 變壓器,共計容量為 5000kVA,變壓器設計容量指標為 89.3 VA/m2。A 建筑 2023 年單位面積電耗指標為 83.0kWh/m2,低于深圳市辦公建筑能耗約束值 95.0kWh/(m2 年)。表表 3 3-1 1 變壓器運行負載率分布情況變壓器運行負載率分布情況 年份 變壓器運行負載率時間分布占比 負載率峰值(0,25%)25%,50%)50%,75%)75%,100%)2019 91.4%8
39、.6%0.0%0.0%39.0%2020 90.2%9.8%0.0%0.0%37.6%2021 93.1%6.9%0.0%0.0%37.7%2022 91.7%8.3%0.0%0.0%39.0%2023 91.1%8.9%0.0%0.0%36.0%從變壓器運行負載率時間分布占比來看,變壓器運行綜合用電峰值負載率不超過 40%。依據低壓電氣裝置 第 8-1 部分:功能方面能效(IEC 60364-8-1-2019),變壓器的負荷率在 40%到 65%之間時,變壓器的利用效率最高,能夠有效地減少電能浪費。本項目變壓器運行負荷率未運行在高效點,具有優化空間。26 2.2.基本電價計費對比基本電價計費
40、對比 結合建筑自身各臺變壓器運行數據分析,統計可知:按容量電價方式計算,建筑年度基本電費為 132.0 萬元,按需量電價方式計算,建筑年度基本電費是 92.5萬元。需量計價比容量計價每年累計節約費用 39.5 萬元,詳見表 3-2、圖 3-4。表表 3 3-2 2 各變壓器需量及容量電費情況(單位:萬元)各變壓器需量及容量電費情況(單位:萬元)月份 1#變壓器 2#變壓器 3#變壓器 4#變壓器 需量 節費 需量 節費 需量 節費 需量 節費 1 月 2.3-0.4 0.8-2.0 1.2-1.6 1.0-1.7 2 月 2.8 0.1 1.3-1.4 1.2-1.5 1.6-1.1 3 月
41、2.4-0.3 1.1-1.6 1.6-1.1 1.5-1.2 4 月 2.1-0.6 1.0-1.7 1.9-0.9 2.0-0.8 5 月 2.9 0.1 1.1-1.6 3.4 0.7 2.6-0.2 6 月 2.1-0.7 1.7-1.1 3.1 0.3 2.9 0.1 7 月 2.7 0.0 2.0-0.7 3.1 0.4 2.7 0.0 8 月 2.8 0.1 1.7-1.1 2.9 0.1 3.1 0.3 9 月 1.9-0.8 1.5-1.3 2.0-0.7 2.1-0.6 10 月 1.7-1.0 1.2-1.6 1.6-1.2 1.7-1.1 11 月 1.8-1.0 1.
42、2-1.6 1.9-0.8 1.7-1.1 12 月 1.7-1.0 1.0-1.7 1.4-1.3 1.3-1.4 合計 27.4-5.6 15.6-17.4 25.3-7.7 24.2-8.8 備注:計算參考深圳市供電局代理購電用戶價格表,電壓等級 110(20)千伏,2023 年需量電價(15 月 54 元/千瓦月,612 月 48 元/千瓦月)、容量電價(22 元/千伏安月);節約費用=變壓器容量基本電費(按容計費單價)與有功最大需量基本電費(按需計費單價)之差。27 圖圖 3 3-4 4 逐月需量及容量電費情況對比逐月需量及容量電費情況對比 3.3.變壓器管理建議變壓器管理建議 利用
43、監測平臺逐時用電負荷數據(平均有功功率)對變壓器的負荷情況進行統計,分別繪制功率分布曲線進行分析。1#變壓器全年運行功率較高,4#變壓器全年運行功率相對較低,59 月 4 臺變壓器處于較高功率水平運行。0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 電費電費/萬元萬元 月份月份 需量基本電費 容量基本電費 28 圖圖 3 3-5 5 變壓器逐月功率分布曲線變壓器逐月功率分布曲線 按照現場實際情況,以低壓電氣裝置 第 8-1 部分:功能方面能效IEC 60364-8-1-2019 中經濟運行上限負載率 65
44、%為閾值,條件許可的情況下 1#變壓器和 4#變壓器、2#變壓器和 3#變壓器可在 14 月及 1012 月分別進行聯絡運行,聯絡月份停用兩臺變壓器,并選擇按容量電價計費,其他月份按需量電價計費,全年可節費58.4 萬元。以上分析供各建筑業主參考,建議建筑業主根據自身用電運行特征及用電安全保障等級要求,合理的選擇基本電價計費模式,也可進一步配套儲能設施,作為需量管理用電安全運行的保障措施。三、可再生能源應用示范項目運行數據分析 根據國際能源機構(IEA)的數據,工商業光伏在全球建筑用電量中所占比例正在不斷增加。隨著太陽能技術的不斷進步、成本的降低及政策的支持,越來越多的企業和機構選擇在其建筑物
45、上安裝光伏系統,以減少能源成29 本、降低碳排放并踐行可持續發展理念。影響光伏發電系統輸出的因素主要有氣象因素如天氣類型、輻照強度、日照時長、氣溫以及組件發電效率變化。案例分析:B1 辦公類建筑光伏應用示范項目建筑面積 7.4 萬 m2,定位為綠色建筑三星級和 LEED 金級建筑,屋頂光電系統裝機容量 116.6kWp,采用多晶硅組件,安裝面積 737.4m2,單位面積光伏安裝功率 158W/m2,發電自用,光伏電站已投入運行近五年。(逆變器 1 于 2019 年 3月并網,逆變器 2 于 2021 年 9 月并網,故選取 2022 年和2023 年運行數據分析)2022 年全年光伏發電量 1
46、1.4 萬 kWh,2023 年全年光伏發電量 10.9 萬 kWh,同比下降 4.1%。光伏板年發電量0.9kWh/W。圖圖 3 3-6 6 建筑光伏逐月發電量建筑光伏逐月發電量 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 建筑光伏實際發電量/kWh 各逆變器光伏發電量/kWh 逆變器1 逆變器2 合計 30 2023 年建筑全年用電量 699 萬 kWh,單位面積用電指標為 94.5kWh/m2,全年電費
47、 646.8 萬元,光伏發電占比1.6%,電 網 峰/平/谷 分 時 段 用 電 量 占 比 分 別 為45%/40%/15%,光伏峰/平/谷分時段發電量占比分別為56%/42%/2%;如表 3-3 所示,根據對分時電價測算,光伏發電相當于每年節約電費 10.8 萬元,光伏發電部分當量平均電價為 0.99 元/kWh,約為上網電價的 2.5 倍。圖圖 3 3-7 B17 B1 建筑峰平谷逐月用電量占比建筑峰平谷逐月用電量占比 表表 3 3-3 3 分時電價電費測算分時電價電費測算 時段 電網電價(元/kWh)光伏發電量(萬 kWh)節約電費(萬元)高峰時段 1.1767 6.1 7.2 平時段
48、 0.7749 4.6 3.5 低谷時段 0.2683 0.2 0.1 合計 0.9898 10.9 10.8 備注:按分時段能量和輸配電價(2023 年)計算,未考慮容量電費、尖峰電價及高溫電價影響,光伏發電占比=全年光伏發電量/建筑用電。40%42%43%44%46%46%46%46%46%45%45%43%45%40%41%41%40%40%41%41%41%40%40%40%40%40%20%17%17%16%14%14%13%13%14%15%15%16%15%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10
49、月 11月 12月 平均 峰平谷用電量百分比 31 第四章 歷年分析結論 深圳市公共建筑監測情況報告至今已發布 20162022共七個年份的報告,本節將歷年各類具有普適性的結論或經驗進行總結,供政府管理部門、運行管理人員、行業設計人員參考。一、典型類型建筑全年用電特征曲線 選取典型類型樣本建筑全年數據歸一化4逐時用電曲線進行分析,各類建筑日常運行時間不一致,主要差異體現在關停時間不同;各類型建筑典型日逐時用電曲線呈現明顯雙峰特征,但峰值時刻位置不同。各類建筑典型日逐時標準化用電曲線如圖 4-1 所示。國家機關辦公建筑和商業辦公建筑的工作日用電峰值出現在 9 點11 點左右,高谷值出現在 13
50、點;商場建筑的用電高峰段持續時間較長,出現在 10 點20 點,高谷值不明顯,出現在 14 點;賓館飯店建筑的用電峰值出現在 10 點13 點及 17 點20 點之間,高谷值出現在 15點;商場建筑和賓館飯店建筑均具有明顯的夜間用電特征,其中賓館飯店建筑 23 點2 點仍然存在較高比例基礎用電;各類型建筑的用電低谷值均在 3 點5 點之間。4 歸一化:無量綱化數據,將數據縮放到一個特定范圍(通常 0 到 1 之間),使不同特征和量級數據具有可比性。32 圖圖 4 4-1 1 各類型建筑全年歸一化逐時用電曲線各類型建筑全年歸一化逐時用電曲線 二、歷年用電趨勢分析 本章對平臺監測建筑近七年的監測數
51、據用電趨勢進行綜合分析。(一)監測公共建筑用電強度分析(一)監測公共建筑用電強度分析 如圖 4-2 所示,深圳近七年聯網的公共建筑數量逐年遞增,尤其 2019 年 8 月深圳市住房和建設局發布了深圳市住房和建設局關于明確公共建筑分項能耗數據傳入深圳市建筑能耗數據中心有關事項的通知,自 2019 年 10月 1 日起,要求新、改、擴建公共建筑均應按照要求由建設單位將分項能耗數據傳輸至數據中心。2023 年監測建筑面積較 2019 年增加 206%;歷年聯網監測公共建筑單位面積電耗呈現下降趨勢,2023 年公共建筑單位面積年平均用電量為 98.1kWh/m2,總體用電強度呈下降趨勢。0 0.2 0
52、.4 0.6 0.8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 國家機關辦公建筑 商業辦公建筑 商場建筑 賓館飯店建筑 33 圖圖 4 4-2 20172 2017-20232023 年監測公年監測公共建筑用電情況分析共建筑用電情況分析 (二)監測主要類型建筑用電強度分析(二)監測主要類型建筑用電強度分析 經統計,近七年國家機關辦公建筑、商業辦公建筑、商場建筑、賓館飯店建筑這 4 類監測主要類型建筑的單位面積電耗走勢如圖 4-3 所示。其中商業辦公建筑、商場建筑、賓館飯店建筑單位面積電耗呈下降趨勢,國家機關辦
53、公建筑單位面積電耗呈上升趨勢。圖圖 4 4-3 20173 2017-20232023 年主要監測類型建筑單位面積電耗走勢年主要監測類型建筑單位面積電耗走勢 2360 2380 2683 3456 5345 6585 8220 115.7 115.3 119.9 106.5 116.4 95.8 98.1 0 20 40 60 80 100 120 140 0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 單位面積監測電耗(kWh/m2)聯網面積(萬m2)聯網面積 公共建筑單位面積監測電耗 78
54、.5 83.6 88.7 88.6 96.5 88.5 96.3 95.0 95.2 98.5 92.6 97.7 89.3 88.5 220.7 220.1 231.5 198.1 219.2 163.9 167.2 149.9 146.6 145.5 114.3 122.0 116.6 127.2 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 國家機關辦公建筑 辦公建筑 商場建筑 賓館飯店建筑 34 三、冷源裝機容量設計及實際運行情況(一)冷源裝機容量設計指標(一)冷源裝機容量設計指標 住房和城鄉建設部發布的全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調動力-
55、2022中提供了按照總建筑面積估算的民用建筑夏季冷負荷指標(下文簡稱“設計措施估算指標”),考慮此部分指標作為估算使用,故本報告結論中的相關指標數據僅供參考。如表 4-1 所示。表表 4 4-1 1 各類建筑物單位建筑面積冷負荷指標各類建筑物單位建筑面積冷負荷指標 建筑類別 冷負荷指標(W/m2)辦公建筑 90110 商場建筑 110150 賓館飯店建筑 80100 本節所指的冷源裝機容量設計指標為建筑所有空調主機的制冷量除以總建筑面積,通過統計空調主機設備信息,得到的單位建筑面積設計指標。各類公共建筑的冷源裝機容量設計指標如圖 4-4 所示,結論如下:圖圖 4 4-4 4 各類建筑冷源裝機冷
56、負荷設計指標分布各類建筑冷源裝機冷負荷設計指標分布 35 從各類建筑冷源裝機冷負荷設計容量統計和分布來看,商場建筑冷源裝機負荷設計容量指標較為分散,個體建筑之間設計指標選取差異明顯。(1)辦公建筑的冷源裝機容量設計指標中位數為117W/m2,25%75%分位數范圍為 91137W/m2,59%的辦公建筑冷源裝機容量指標超出設計措施估算指標上限值。(2)商場建筑的冷源裝機容量設計指標中位數為176W/m2,25%75%分位數范圍為 135205W/m2,64%的商場建筑冷源裝機容量指標遠超出設計措施估算指標上限值。(3)賓館飯店建筑的冷源裝機容量設計指標中位數為109W/m2,25%75%分位數
57、范圍為 98130W/m2,16%的賓館飯店建筑冷源裝機容量指標超出設計措施估算指標上限值。(4)綜合建筑的冷源裝機容量設計指標中位數為 106 W/m2,25%75%分位數范圍為 78122W/m2。表表 4 4-2 2 各類建筑空調主機裝機容量指標范圍(分位數方法各類建筑空調主機裝機容量指標范圍(分位數方法5 5)建筑類別 平均 容量指標(W/m2)25%75%分位范圍(W/m2)10%90%分位范圍(W/m2)偏度系數 辦公建筑 112 91137 63149-0.5 商場建筑 179 135205 108268 0.7 賓館飯店建筑 116 98130 83166 0.8 綜合建筑 1
58、03 78122 65147 0.2 5 分位數(Quartile):指一個隨機變量的概率分布范圍分為幾個等份的數值點。36(二)冷源運行峰值負載率(二)冷源運行峰值負載率 本節所指的冷源運行峰值負荷率為全年建筑空調冷源系統運行最大冷負荷除以該建筑冷源裝機容量,計算未考慮無法拆分計量的分體空調、VRV 等設備負荷。如圖 4-5所示,主要結論如下:圖圖 4 4-5 5 各類建筑冷源峰值負荷率建筑數量占比統計各類建筑冷源峰值負荷率建筑數量占比統計 從圖 4-5 中可知,各類建筑的冷源峰值負荷率均大于25%,其中:辦公建筑的冷源峰值負荷率平均值為 56%,25%75%用電運行功率分位數范圍為 101
59、5W/m2。39%的辦公建筑峰值負荷率不大于 50%,僅 15%的辦公建筑峰值冷負荷達到設計冷負荷的 75%以上;商場冷源峰值負荷率平均值為 62%,25%75%用電運行功率分位數范圍為 1626W/m2。49%的商場建筑峰值負39%26%33%34%46%49%44%50%15%25%23%16%0%20%40%60%80%100%辦公建筑 商場建筑 賓館飯店建筑 綜合建筑 負荷率25%25%負荷率50%50%負荷率75%負荷率75%37 荷率處于50%,75)區間,存在 25%的商場建筑峰值冷負荷達到設計冷負荷的 75%以上;賓館飯店冷源峰值負荷率平均值為 60%,25%75%用電運行功率
60、分位數范圍為 1014W/m2。44%的賓館飯店峰值負荷率不大于 50%,23%的賓館飯店峰值冷負荷可達到設計冷負荷的 75%以上;綜合建筑冷源峰值負荷率平均值為 59%,25%75%用電運行功率分位數范圍為 822W/m2。34%的綜合建筑峰值負荷率不大于 50%,16%的綜合建筑峰值冷負荷可達到設計冷負荷的 75%以上;從以上統計結果來看,85%的辦公建筑、75%的商場建筑、77%的賓館飯店建筑及 84%的綜合建筑冷源實際運行峰值冷負荷率均低于設計冷負荷的 75%,最大峰值平均負荷率均在 60%左右。建議新建建筑空調冷負荷計算結合實際建筑冷源峰值負荷率情況,合理設計空調主機容量,優化空調主
61、機配置和運行模式。表表 4 4-3 3 各類建筑空調主機運行用電指標范圍各類建筑空調主機運行用電指標范圍 建筑類別 平均 用電指標(W/m2)25%75%分位范圍(W/m2)10%90%分位范圍(W/m2)偏度系數 辦公建筑 13 1015 621 2.6 商場建筑 22 1626 1229 2.6 賓館飯店建筑 13 1014 918 1.3 綜合建筑 15 822 529 0.6 38(三)單臺冷水機組運行負載特性(三)單臺冷水機組運行負載特性 冷水機組運行負載特性指單臺空調主機在全年運行小時的負載率分布情況,本節將負載率按 IPLV 的 25%、50%、75%、100%進行區間劃分。統計
62、分析啟用空調主機的逐時運行負載數據,如圖4-6 所示,相關結論如下:(1)辦公建筑運行的空調主機中,全年約 65%時間的負載大于 50%,約 35%時間的運行負載小于 50%。(2)商場建筑運行的空調主機中,約 75%時間的負載大于 50%,約 25%時間的運行負載小于 50%。(3)賓館飯店建筑運行的空調主機中,約 74%時間的負載大于 50%,約 26%時間的運行負載小于 50%。(4)綜合建筑運行的空調主機中,約 61%時間的負載大于 50%,約 39%時間的運行負載小于 50%。圖圖 4 4-6 6 各類建筑啟用冷機逐時運行負載率分布時間占比各類建筑啟用冷機逐時運行負載率分布時間占比
63、5%30%38%27%2%23%40%35%6%20%40%34%7%32%37%23%負載率25%25%負載率50%50%負載率75%負載率75%辦公建筑 商場建筑 賓館飯店建筑 綜合建筑 39 從以上對負載率分段統計時間來看,各類建筑空調主機的運行負載率主要分布在50%,75%)區間;各類建筑空調主機的低負載率(25%)運行時間占比小于 7%,其中商場建筑低負載率區間運行時間最少,其次是辦公建筑,綜合建筑最長;辦公建筑、商場建筑、賓館飯店的空調主機運行在 50%負載率區間以上的時間占比分別為 65%、75%和 74%,各類建筑的空調主機運行模式控制合理。四、變壓器設計及實際運行情況 變壓器
64、是從發電、供電到建筑需求側用電的重要設備,公共建筑通常會配置多個變壓器,富余容量較大。變壓器運行會存在能源損耗,所以在配電系統中,變壓器運行分析對公共建筑節能運行具有重要意義。住房和城鄉建設部 2019 年發布了民用建筑電氣設計標準(GB51348-2019),其建筑電氣節能章節中列舉了各類建筑物的變壓器容量指標的參考數值,包括限定值和節能值,變壓器容量指標對應單位建筑面積最大視在功率即建筑內變壓器總安裝容量與建筑面積的比值,單位為VA/m2,如表 4-4 所示。表表 4 4-4 4 各類建筑物變壓器容量指標各類建筑物變壓器容量指標 建筑類型 限定值(VA/m2)節能值(VA/m2)備注 辦公
65、 110 70 對應一類和二類辦公建筑 商業 170 110 對應大型商場建筑 旅館 125 80 對應三星級及以上賓館 40 本報告以辦公建筑、商場建筑、賓館飯店建筑、綜合建筑、文化教育建筑為例,相關分析數據供建筑設計人員和運維人員參考,希望對未來的設計、運營有所幫助。(一)變壓器設計容量指標(一)變壓器設計容量指標 結合監測建筑的變壓器數量、銘牌信息,將監測建筑的變壓器設計容量指標按辦公建筑、商場建筑、賓館飯店建筑、綜合建筑及文化教育建筑進行統計分析。各類型建筑變壓器容量設計指標分布情況如圖 4-7 所示,結論如下:圖圖 4 4-7 7 各類建筑變壓器設計容量指標各類建筑變壓器設計容量指標
66、 從各類建筑變壓器設計容量統計和分布來看,實際各類建筑變壓器設計均存在一些建筑按偏大容量指標設計的情況,尤其是辦公和文化教育類建筑,其中商場建筑設計容量指標較為分散,個體建筑之間設計指標選取差異明顯。41 辦公建筑實際設計容量中位數為 87VA/m2,25%75%分位數范圍為 74104VA/m2;其中,21%的辦公建筑小于節能值 70VA/m2,22%的辦公建筑大于限定值 110VA/m2。商場建筑實際設計容量中位數為 125VA/m2,25%75%分位數范圍為 95154VA/m2;其中,38%的商場建筑小于節能值 110VA/m2,17%的商場建筑大于限定值 170VA/m2。賓館飯店建
67、筑實際設計容量中位數為 88VA/m2,25%75%分位數范圍為 79107VA/m2;其中,32%的賓館飯店建筑小于節能值 80VA/m2,12%的賓館飯店建筑大于限定值 125VA/m2。綜合建筑實際設計容量中位數為 79VA/m2,25%75%分位數范圍為 6498VA/m2。文化教育建筑實際設計容量中位數為 70VA/m2,25%75%分位數范圍為 5588VA/m2。表表 4 4-5 5 各類建筑變壓器容量指標范圍各類建筑變壓器容量指標范圍 建筑類別 平均 容量指標(VA/m2)25%75%分位范圍(VA/m2)10%90%分位范圍(VA/m2)偏度系數 辦公建筑 92 74104
68、62130 1.3 商場建筑 128 95154 73192 0.6 賓館飯店建筑 91 79107 52128 0.2 綜合建筑 81 6498 49111 0.6 文化教育建筑 75 5588 45109 1.3(二)變壓器運行峰值負載率(二)變壓器運行峰值負載率 各類建筑的變壓器運行峰值負載率,用每棟建筑全年42 最大小時的用電量除以變壓器設計容量來計算,統計結果如圖 4-8 所示。圖圖 4 4-8 8 各類建筑全年峰值負載率數量占比統計各類建筑全年峰值負載率數量占比統計 從圖 4-8 可知,除商場建筑外,其他各類建筑的峰值負載率主要集中在25%,50%)區間,其中:辦公建筑的變壓器峰值
69、負載率平均值為 50%,25%75%用電運行功率分位數范圍為 3046W/m2,75%的建筑變壓器按容量 6068VA/m2設計即可滿足實際用電需求。56%的辦公建筑變壓器峰值負載率主要集中在25%,50%)區間,有 38%的辦公建筑變壓器峰值負載率處于50%,75%)區間。商場建筑的變壓器峰值負載率平均值為 56%,25%75%用電運行功率分位數范圍為 5379W/m2,75%的建筑變壓器按容量 103117VA/m2設計即可滿足實際用電需求。52%的商場建筑變壓器峰值負載率主要集中在50%,1%1%0%1%56%34%76%61%38%52%15%34%6%13%9%5%0%20%40%6
70、0%80%100%辦公建筑 商場建筑 賓館飯店建筑 綜合建筑 負載率25%25%負載率50%50%負載率75%負載率75%43 75%)區間,有 34%的商場建筑變壓器峰值負載率處于25%,50%)區間。賓館飯店建筑的變壓器峰值負載率平均值為 45%,25%-75%用電運行功率分位數范圍為 2733W/m2,75%的建筑變壓器按容量 4349VA/m2設計即可滿足實際用電需求。76%的賓館飯店建筑變壓器峰值負載率主要集中在25%,50%)區間,有 15%的賓館飯店建筑變壓器峰值負載率處于50%,75%)區間。綜合建筑的變壓器峰值負載率平均值為 47%,25%75%用電運行功率分位數范圍為 26
71、41W/m2,75%的建筑變壓器按容量 5461VA/m2設計即可滿足實際用電需求。61%的綜合建筑變壓器峰值負載率主要集中在25%,50%)區間,有 34%的綜合建筑變壓器峰值負載率處于50%,75%)區間。表表 4 4-6 6 各類建筑變壓器運行功率指標范圍各類建筑變壓器運行功率指標范圍 建筑類別 平均 用電指標(W/m2)25%75%分位范圍(W/m2)10%90%分位范圍(W/m2)偏度系數 辦公建筑 40 3046 2561 1.4 商場建筑 68 5379 4296 0.8 賓館飯店建筑 36 2733 2152 1.9 綜合建筑 35 2641 2351 1 綜上,建筑變壓器的運
72、行負載率偏低,僅商場建筑平均峰值負載率超過 50%。根據實際用電需求,90%左右的44 建筑變壓器負載率低于 75%,因此建議未來新建建筑變壓器容量設計可參考民用建筑電氣設計標準(GB51348-2019)的節能值進行設計,不宜超過限定值,合理地降低變壓器設計容量。(三)單臺變壓器運行負載率分布(三)單臺變壓器運行負載率分布 民用建筑的配電變壓器均為雙繞組變壓器,據許多學者研究,雙繞組變壓器負載率通常運行在 50%左右。雙繞組變壓器的經濟運行與變壓器的綜合功率損耗有關,根據標準電力變壓器經濟運行(GB/T13462-2008),綜合功率損耗與變壓器實際運行負載率存在非線性關系,負載率過高和過低
73、均會導致變壓器損耗增加。取 25%、50%、75%作為負載率分界點,結合監測建筑的變壓器全年逐時運行電耗和變壓器容量、功率因數信息,對各臺變壓器近五年的運行負載率分析。如圖 4-9 所示,結論如下:(1)對負載率分段統計時間來看,辦公建筑和綜合建筑處于低負載率(25%)運行的時間占比最長,均超過了 80%,其次為賓館飯店建筑,接近 80%。(2)各類建筑變壓器運行負載率大部分時間處于50%以下區間運行;較少時間處于高負載率(75%)區間運行。45 圖圖 4 4-9 9 各類建筑變壓器各負載率區間運行時間占比各類建筑變壓器各負載率區間運行時間占比 根據數據顯示,各類建筑變壓器全部開啟的情況較多,
74、而大部分變壓器在峰值用電時負載率小于 50%,除降低變壓器設計容量外,建議結合變壓器經濟運行的負載率區間和現場變壓器聯絡送電進行調節,提升變壓器經濟運行減少變壓器基礎電費。五、典型日分項負荷曲線特性分析 為深入分析建筑柔性用電潛力,基于 2022 年典型建筑全年分項逐時能耗數據分析,針對不同類型建筑,聚類提取空調季工作日和非工作日、非空調季工作日和非工作日典型日的負荷曲線形態,為建筑用電負荷需求預測和設備節能運行管理提供數據參考,如圖 4-10 所示。辦公建筑工作日小時峰值用電強度大于非工作日,尤85.2%13.8%1.0%0.0%62.5%33.5%3.9%0.1%79.6%19.7%0.7
75、%0.0%87.8%11.6%0.6%0.0%負載率25%25%負載率50%50%負載率75%負載率75%辦公建筑 商場建筑 賓館飯店建筑 綜合建筑 46 其是空調季差異較大,日用電差異率6達 42%,辦公類建筑的用電具有一定周期性。商場建筑、賓館飯店建筑工作日與非工作日峰值小時用電強度差異較小??照{季非工作小時峰值用電量略多于工作日,其中空調用電差異較小,日用電差異率為 12%,體現出商業建筑連續營業特征。醫療衛生建筑工作日小時峰值用電強度略多于非工作日,且在不同季節差異率明顯較小,反映了醫療衛生類建筑運營的特殊性。6 日用電差異率=(工作日-非工作日)/非工作日(備注:日用電量)47 圖圖
76、 4 4-10 10 深圳市各類建筑典型日能耗強度特征曲線深圳市各類建筑典型日能耗強度特征曲線 六、常見運行問題 本節基于監測系統服務中建筑自身能耗運行數據,對建筑重點用能設備如變壓器、空調、水泵等運行過程中存在的一系列的典型問題排查診斷分析方法總結,以幫助企業通過監測系統加強建筑節能運行管理。(一)空調水系統運行異?,F象(一)空調水系統運行異?,F象 水泵一般與主機開啟時間對應,有時候為節能運行也會適當延長冷凍水泵的運行時間,但主機與冷卻水泵的關停時間通常保持一致。從個別建筑中會發現在主機關停時,冷卻水泵仍保持運行狀態,導致能源浪費,如圖 4-11 所示。48 圖圖 4 4-11 11 某建筑
77、空調冷卻水泵運行異?,F象示意圖某建筑空調冷卻水泵運行異?,F象示意圖 (二)水泵常年定頻運行(二)水泵常年定頻運行 冷水機組負載率下降時即表明當前時間冷負荷需求下降,空調水泵具備變頻節能的潛力。物業單位或使用單位后續可進一步對空調冷凍泵和冷卻泵開展變頻改造,監測主機與水泵的相關性,通過樓宇智能控制系統實現水泵變頻控制,達到最優節能運行,如圖 4-12 所示。圖圖 4 4-12 12 某建筑空調水系統逐時監測用電情況示意圖某建筑空調水系統逐時監測用電情況示意圖 49(三)設備夜間能耗浪費(三)設備夜間能耗浪費 夜間屬于建筑用電低谷時段,除醫院、酒店等 24 小時運營的建筑,辦公、商場等建筑的非特殊
78、用能設備應處于關閉或待機狀態。通過設定參考閾值統計分析計算,從監測系統上仍能發現部分建筑的設備存在夜間能耗浪費現象。通過加強物業單位或使用單位的節能管理培訓,充分利用能耗監測數據,實現節能運行管理的精細化,如圖4-13 所示。圖圖 4 4-13 13 某商業辦公建筑飲水熱水器逐時監測用電情況示意圖某商業辦公建筑飲水熱水器逐時監測用電情況示意圖 (四)典型建筑變壓器分析(四)典型建筑變壓器分析 A 建筑為某商業辦公建筑,于 2009 年建成,總建筑面積為 8.8 萬 m2,空調系統形式為中央空調,系統冷源為水冷式冷水機組,末端為風機盤管加新風系統。依據設計圖紙資料,該建筑配置變壓器容量為 116
79、60kVA,設計負載率約為 80%。50 A 建筑 2021 年單位面積電耗指標為 260.7kWh/m2,高于全市同類限額值及平均水平,變壓器設計容量指標為132VA/m2。其全年變壓器實際用電運行曲線分布如圖 4-14所示。利用 CDF7(概率累積分布函數)分析數據集分布情況,累計分段概率值就是所有比給定 x(這里指用電量)小的數在數據集中所占的比例。對比不同年份建筑變壓器運行數據分布特征曲線。從圖中可知:A 建筑變壓器 2019年總運行負載率 100%的時間未超過 50%,峰值負載率為36%,有 80%的時間在低負載率區間(25%)運行;2021年總運行負載率接近 100%的時間運行負載
80、率未超過 50%,峰值負載率為 55%,相比 2019 年低負載率區間運行時間減少 27%。圖圖4 4-14 14 A A建筑變壓器實際總用電運行曲線分布情況建筑變壓器實際總用電運行曲線分布情況(20212021 年與年與 20192019 年年)7 能完整描述一個實數隨機變量 x 的概率分布,是概率密度函數的積分。隨機變量小于或者等于某個數值的概率 P(X=x)即:F(x)=P(X=x)。51 將全年逐時平均負載率按時刻統計,橫坐標表示 0時23 時二十四個時刻,縱坐標表示在各時刻的平均負載率,如圖 4-15 所示。從圖中可知:A 建筑變壓器總負載率 2019 年最大平均負載率低于 25%,
81、2021 年最大平均負載率 32%左右,高負載區間主要發生在 7 點至 22 點,屬于此樓正常辦公和夜間加班時間。圖圖 4 4-15 A15 A 建筑變壓器各時刻平均負載率分布建筑變壓器各時刻平均負載率分布 以此商業辦公建筑為例,變壓器設計負載率約 80%,2019 年實際運行負載率 80%時間處于 25%以下,峰值負載率為 36%,2021 年用能水平相比 2019 年增長 25%,峰值負載率為 55%,低負載率區間運行時間相應減少 27%。設計值超過實際最大值 1.5 倍。建議設計人員合理地降低變壓器設計容量,減少工程造價的同時也提高變壓器的實際運行負載率,促進變壓器經濟運行。0%5%10
82、%15%20%25%30%35%0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 負載率(%)時刻 2019年 2021年 52(五)典型建筑冷機運行分析(五)典型建筑冷機運行分析 D 大廈為某商業辦公建筑,于 1993 年建成,總建筑面積 3.0 萬 m2,地上二十六層,地下一層,空調系統形式為中央空調,末端為風機盤管加新風系統。根據現場設備銘牌及資料,該建筑配有 3 臺制冷量為 400RT 的離心機,冷源裝機容量指標為 139W/m2。根據監測數據發現,該建筑空調季用冷高峰同時開啟2 臺離心機,除濕季一般開啟 1 臺
83、離心機,通風季開啟 1臺離心機。結合監測數據進行統計,該建筑全年逐日最大負荷率不超過 30%,最大負荷率發生在 6 月 21 日,該日開啟的 2 臺離心機負載率分別為 43%和 45%。D 大廈全年逐日平均負荷率如圖 4-16 所示。圖圖 4 4-16 D16 D 大廈全年逐日平均負荷率大廈全年逐日平均負荷率 0%5%10%15%20%25%30%建筑逐日負荷率(建筑逐日負荷率(%)53 從能耗監測數據來看,1#空調主機僅 6 月高峰期啟用,與另外一臺離心機同時運行;2#空調主機為主要制冷主機,同時開啟輔機,5 月11 月運行;3#空調主機在 1月4 月、12 月單獨運行,7 月10 月與另外
84、一臺離心機同時運行;剔除待機能耗和未滿 1 小時的冷機監測數據后,結合冷機銘牌參數獲得 D 大廈 3 臺空調主機的全年逐時運行數據,其中對比分析空調主機包含待機能耗運行曲線差異,如圖 4-17 所示。(由于空調主機全年運行時間不同,這里定義運行時間折算系數以對實際運行時間進行估算。運行時間折算系數=按空調主機非待機用電運行天數/365。)從圖 4-17 中可知:從單臺空調主機運行負載情況來看,3#空調主機相對 1#、2#空調主機處于低負載率時間更長,基本處于 50%負載以下區間運行,最大峰值負載率為 62%;從空調主機整體性能情況來看,總的最大峰值負載率為 36%,80%以上的時間空調主機負載
85、率低于25%;對比實際包含待機能耗情況可知,存在較長時間待機能耗,平均基礎待機功率在 40kW 以下,經測算年待機用電量約為 3.2 萬 kWh 左右。整體來說,三臺空調主機運行負載率低于 50%,考慮到空調主機設備使用超過 25年,額定 COP 為 3.8,低于現行標準,且待機能耗較高,建議檢測 3 臺冷機的實際運行 COP,并進行高效空調主機改造提高空調主機運行能效。54 (備注:實際運行時間=時間折算系數365)圖圖 4 4-17 D17 D 大廈空調主機全年逐時實際用能運行曲線大廈空調主機全年逐時實際用能運行曲線 (六)總結與建議(六)總結與建議 1.空調系統運行策略優化方面??照{水系
86、統運行過程應重點關注冷卻水泵運行異?,F象,建議物業管理單位從監測數據及時發現空調主機與冷卻水泵的關停時間不一致的情況,避免冷卻水泵延時關閉導致能源浪費。2.空調系統節能改造優化方面??照{水泵常年定頻運行情況,具備一定變頻改造優化空間,建議物業管理單位從監測數據監測主機與水泵用能的相關性,及時發現樓宇智能控制系統水泵變頻控制的有效性,保持空調主機與水泵達到最優節能運行。3.設備節能運行管理提升方面。由于管理不到位,設備夜間可能存在能耗浪費現象,建議物業管理單位開展節55 能管理培訓,充分利用能耗監測數據,統計對標夜間用能基準能耗水平,提升數字化節能運行管理水平。4.變壓器容量設計及運行策略優化方
87、面?;诮ㄖ儔浩鲗嶋H監測運行數據分析,峰值負載率遠低于設計負載率,建議設計過程中合理地考慮降低變壓器設計容量,參考設計規范的節能值設計,不宜超過限定值,減少工程造價的同時也提高變壓器的實際運行負載率,促進變壓器經濟運行。進一步可以根據建筑自身負載情況,評估選擇基本電價策略按容量或按需量計費方式,從而可以節省基本電費。5.空調運行優化方面?;诮ㄖ照{主機的全年逐時運行數據,對比分析空調主機能耗運行曲線差異,空調主機存在較長時間待機能耗且空調主機運行負載率低于50%,建議檢測空調主機的實際運行 COP,并進行高效空調主機改造提高空調主機運行能效。56 結 語 深圳市接入聯網的監測建筑數量逐年增
88、加,在逐年研究分析全市監測數據的基礎上,為進一步拓展數據廣度和發揮數據價值,深圳市大型公建能耗監測平臺從 2016 年開始已連續 8 年發布監測情況報告,報告在業內廣為傳播,得到行業的認可。同時,為增強平臺的使用便捷性,提升政府、企業的建筑節能管理及公眾的能耗管理體驗,推出了平臺的手機小程序,可實時掌上查看及管理建筑能耗。小程序包括管理端和物業端,供市區級政府管理人員、建筑業主、物業免費使用,其二維碼圖片分別如下所示:聯系方式:聯系方式:監測報告、政策標準監測報告、政策標準:深圳市建設科技促進中心,0755-83782196;平臺接入、小程序使用平臺接入、小程序使用:深圳市建筑能耗數據中心,0755-23931845;57 歡迎關注平臺微信公眾號:“建筑能耗管理系統”。