上海市民用建筑能耗调查统计 - 住房和城乡建设部科技与产业.doc
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1、上海市民用建筑能耗调查统计上海市民用建筑能耗调查统计 2009200920102010 年度工作报告年度工作报告上海市城乡建设和交通委员会上海市城乡建设和交通委员会20122012 年年 2 2 月月一、一、 工作基本情况工作基本情况1.1 样本情况样本情况2010 年新增大型公共建筑有效样本量 31 栋。本次统计房地资源局信息中心共提供 2010 年度竣工的大型公共建筑共 90栋,附加 09 年新增未匹配到能耗信息的 33 栋建筑,合计 123 栋。经本市电力、燃气部门根据建筑地址匹配到其中 31 栋建筑的能耗数据。为保证大型公共建筑样本数据的有效性,当年统计样本量中未匹配到能耗信息的建筑将
2、不统计在样本范围内。本次大型公共建筑的统计样本量在去年 1074 栋的基础上,增加 31 栋。2010 度大型公共建筑上报样本量应计 1105 栋。具体见下表:2010 年度大型公共建筑样本情况汇总表 单位:(栋)政府办公建筑的样本量在原来 108 栋的基础上保持不变。根据能耗统计报表制度,2010 年度能耗统计工作为年报,不包括中小型公共建筑和居住建筑能耗统计情况。1.2 统计量汇总统计量汇总历年数据统计量汇总表 (单位:栋)20072007 年年20082008 年年20092009 年年20102010 年年 类型类型 样本量样本量抽样抽样样本量样本量抽样抽样样本量样本量抽样抽样样本量样
3、本量抽样抽样大型公共建筑10191019104110411074107411051105政府办公楼235235284284108108108108中小型公共建筑156943156165663246190343732建筑类型建筑类型0909 样本量样本量1010 年新增样本量年新增样本量合计样本合计样本大型公共建筑1074311105居住建筑401748049413638169428068567共计57122124595925412740630221348112131213注:按住建部要求,2009 年度小于 3000 平米的政府办公楼不作为统计对象,2010 年度能耗统计不包含中小型公建和居住
4、建筑1.3 大型公共建筑按建筑功能面积占比大型公共建筑按建筑功能面积占比建筑类型建筑类型建筑面积建筑面积( (万平方万平方米)米)占总面积百分占总面积百分比比总能耗总能耗( (吨标煤吨标煤) )占总能耗百分比占总能耗百分比办公建筑1457.328.60%431810.816.00%商场建筑1037.720.40%648700.224.10%宾馆饭店建筑399.97.80%210145.27.80%综合建筑636.912.50%718400.426.70%其他建筑1566.430.70%685484.325.40%合计5098.2 2694541 宾宾馆馆饭饭店店建建筑筑 8 8% %其其他他
5、2 27 7% %办办公公建建筑筑 4 44 4% %商商场场建建筑筑 2 21 1% %图图 1 2010 年度大型公共建筑按建筑功能统计量分布图年度大型公共建筑按建筑功能统计量分布图1.4 能耗汇总能耗汇总电量单位面积能耗电量单位面积能耗(kwh/m(kwh/m2 2) )建筑类型建筑类型0707 年年0808 年年0909 年年1010 年年大型公共建筑大型公共建筑114.00117.60115.71119.73政府办公建筑政府办公建筑87.1787.3787.1788.79中小型公共建筑中小型公共建筑69.4372.4473.15居住建筑居住建筑12.0014.7214.34二、工作的
6、方式和做法二、工作的方式和做法2.1 统计内容统计内容城镇民用建筑在使用过程中的各种能源消耗量。包括:电、煤、天然气、液化石油气、人工煤气、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量、其他能源、太阳能热水系统集热器面积、太阳能光伏发电系统等。2.2 统计对象统计对象对政府办公建筑和大型公共建筑的基本信息和能耗统计采取全面调查方式,对每一栋政府办公建筑和大型公共建筑建立“民用建筑能耗统计台帐” 。对居住建筑、中小型公共建筑(不含政府办公建筑) 、以及为民用建筑提供集中供热(冷)的锅炉(机)房(制冷站)采取抽样调查方式,并对调查对象建立相应的台帐。2.3 数据采集范围数据采集范围对政府办公建筑和大型公共建筑的
7、基本信息和能耗统计采取全面调查方式。2.4 数据主要来源数据主要来源制度的建设开创了上海市民用建筑能耗统计与其它城市不同的工作模式,使能耗统计的权威性、准确性处于较高的水平。其中数据主要来源如下:1、房屋样本基本信息,主要由本市房地局信息中心提供。2、政府办公建筑基本信息,主要由本市房地局提供,本市机关事务管理部门复核。3、房屋电力数据,由本市电力管理部门采集并提供。4、房屋燃气数据,由本市燃气管理部门采集并提供。5、可再生能源能源数据,主要由可再生能源项目备案管理部门采集统计。2.5 建立上海市民用建筑能耗统计信息系统建立上海市民用建筑能耗统计信息系统建立一个上海市民用建筑能耗统计信息系统,
8、无疑是本项目的重要一环。海量的数据,大量的计算,没有一个信息系统来处理是不可能完成的。而且,信息系统的建设也为规划上海市的建筑节能发展,为上海市制定科学准确的节能政策奠定了基础。 (见图 2 能耗统计信息系统主要界面能耗统计信息系统主要界面)2.5.1 主要数据主要数据首先必须建立基础数据数据库。基础数据包括详细名称、详细地址、竣工时间、建筑类型、建筑功能、建筑层数、建筑面积、供热方式、供冷方式等。基础数据还包括所属街道(镇)行政区代码、档案代码(每栋建筑所赋予的唯一编码)等。城镇民用建筑基本信息基层表(建节能基 1 表) ”详细描述了以上数据项。第二类数据是能耗数据,上海主要是电、煤、天然气
9、、液化石油气、人工煤气等能耗数据。图图 2 能耗统计信息系统主要界面能耗统计信息系统主要界面2.5.2 数据接口数据接口数据接口包括基础数据的接口,主要面向房地局的房屋基础数据。第二类是能耗数据接口,面向供电局、燃气公司等数据。第三类面向住建部,完成数据的上传住建部功能。2.5.3 数据处理数据处理数据处理包括主要包括以下部分:数据手工输入功能。数据从表具自动汇总至楼宇的功能:一个楼宇,可能有几个甚至更多的表具,系统能自动进行汇总。数据拆分功能:有时,几个楼宇会共用一个或几个表具,系统根据各楼宇面积,自动分拆能耗。数据甄别功能:由于数据来源于各个系统,因此会产生一些不匹配的数据,造成数据错误。
10、系统能自动甄别该类数据,然后通过调研,纠正错误。报表生成功能。能耗统计主要报表能耗统计主要报表表号表号表名表名基层报表基层报表建节能基 1 表城镇民用建筑基本信息统计基层表建节能基 2 表城镇民用建筑能耗信息统计基层表建节能基 5 表新建建筑节能信息统计基层表建节能基 6 表城镇既有建筑节能改造信息统计基层表建节能基 7 表城镇可再生能源建筑规模化应用信息统计基层表综合报表综合报表建节能综 1 表城镇民用建筑基本信息统计分类综合表建节能综 2 表城镇民用建筑能耗信息统计综合表建节能综 3 表城镇国家机关办公建筑能耗信息统计综合表建节能综 4 表城镇大型公共建筑能耗信息统计分类综合表建节能综 5
11、 表城镇中小型公共建筑能耗信息统计分类综合表建节能综 6 表城镇居住建筑能耗信息统计分类综合表台帐台帐建能耗台 1城镇民用建筑能耗统计台帐统计分析功能:包括数理统计分析及各类曲线、图表的自动生成。2.5.4 成为能源监测信息平台的基础之一成为能源监测信息平台的基础之一2010 年下半年,上海市被住建部正式列为国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测第三批试点城市。随即上海市开展了能源监测信息平台的建设工作。上海市能源监测信息平台不仅仅局限于建筑能耗分项计量的监测功能,从策划建设开始,就制定了建设一个上海市建筑节能领域的综合信息集成平台的目标定位。因此,民用建筑能耗统计就成为该平台的基础之一。为上
12、海市建设交通委在建筑节能领域中服务、管理、统计、分析、决策的提供重要支持。图图 3 能源监测信息平台中能耗统计的部分界面能源监测信息平台中能耗统计的部分界面三、三、 工作的保障情况工作的保障情况3.1 指导思想指导思想受上海市建设交通委委托,上海市建科院承担了本市民用建筑能耗统计工作。建筑用能是能源消耗的主要组成部分,同时建筑节能也是节约能源的重要领域,因此,能耗统计工作被视为上海市加快建筑节能工作的契机。通过能耗统计项目的实施,为上海市建筑能耗建立大量的数据,从而为全面规划上海市的建筑节能发展,为上海市制定科学准确的建筑节能政策奠定基础。在这样的指导思想下,为上海市能耗统计建立长效机制,健全
13、制度建设,建立能耗统计信息平台,就是首要考虑的问题。3.2 制度建设制度建设08 年 1 月 2 日,建管办召开由建管办、房地局、燃气集团、供电局、统计局、经委、教委、旅委等单位参加的“能耗统计、能效公示会议” ,会议介绍了能耗统计的方案,并动员相关专业部门协助统计工作。08 年 1 月 7 日,上海市建筑节能办依据 1 月 2 日“能耗统计、能效公示会议”的精神,向各有关单位发了“关于落实建设部、财政部实施建筑能耗公示和统计报表制度的通知” (沪建节办(2008)002 号) 。08 年 1 月 10 日,建管办正式向建设部科技司上报“关于报送上海市民用建筑能耗数据采集系统实施方案的报告”
14、(沪建建管(2008)002 号) 。08 年 7 月 16 日,上海市建设交通委、上海市机关事务管理局、上海市统计局等 5 家委办局联合印发了关于进一步加强本市民用建筑能耗统计调查工作的通知(沪建交联2008540 号)。民用建筑能耗统计文件汇总民用建筑能耗统计文件汇总表表序号序号发布单位发布单位文号文号文件名称文件名称发布时间发布时间1上海市建筑节能办公室沪建节办(2008)002 号关于落实建设部、财政部实施建筑能耗公示和统计报表制度的通知2008 年 1 月 7 日2上海市建筑业管理办公室沪建建管(2008)002 号关于报送上海市民用建筑能耗数据采集系统实施方案的报告2008 年 1
15、 月 10日3上海市建设和交通委员会办公室关于提请协办建设部民用建筑能耗调查统计工作与公示的函2008 年 1月 16 日4上海市建设和交通委员会、上海市人民政府机关事务管理沪建交联200899 号关于报送政府机构办公建筑基本信息调查统计表的通知2008 年 2 月 3 日5上海市建设和交通委员会上海市建设和交通委员会关于报送上海市城镇民用建筑能耗统计报表的函2008 年 3 月 28日6上海市建设和交通委员会沪建交2008386 号上海市建设和交通委员会关于表彰上海市民用建筑能耗统计调查工作先进集体和先进个人的决定2008 年 5 月 21日7上海市建筑业管理办公室关于委托开展本市国家机关办
16、公建筑和大型公共建筑能耗调查统计核查工作的通知2008 年 6 月 2 日8上海市建筑业管理办公室沪建建管200843 号关于报送民用建筑可再生能耗统计报表的通知2008 年 7 月 28日9上海市建筑业管理办公室关于报送“上海市民用建筑能耗统计调查先进个人推荐表”的通知2008 年 8 月 14日10上海市建设和交通委员会、上海市统计局、上海市经济委员会、上海市房屋土地资源管理局、上海市人民政府机关事务管理局沪建交联2008540 号关于进一步加强本市民用建筑能耗统计调查工作的通知2008 年 7 月 16日以上文件的发布,特别是 540 号文的发布,确立了上海市民用建筑能耗统计调查制度和工
17、作格局,充分利用本市房屋、电力和燃气等社会信息公共资源,建立一个数据传输平台,形成一个资源整合、操作便捷、统一管理、数据共享的民用建筑房屋基础数据和能耗基础数据的网络传输基本模式。四、四、数据审核与分析数据审核与分析鉴于民用建筑能耗统计样本量大,简单的算术平均不能反映真正的能耗情况。因此,2010 年,我们和上海财经大学应用统计研究中心合作,对 2007 年度至 2009 年度大型公建和政府办公楼的能耗数据进行了数理分析。4.1 建筑能耗数据的插补建筑能耗数据的插补数据插补的目的是通过数据的插补,更好更全面的利用已有数据的信息,以期准确描述建筑的能耗特征。通过数据试算,我们采用热卡插补法(Ho
18、t Decking) 。热卡插补是指进行插补的数据来自于同一次调查。对于一个包含缺失值的变量,热卡填充法在数据库中找到一个与它最相似的对象,然后用这个相似对象的值来进行填充。热卡填充法是最流行的插补方法之一,我们在此采用的是分层热卡插补,如果调查中有辅助信息 X 可以利用,就可以用辅助信息进行分层,通过分层使层内个单元就有更多的同质性,然后在层内进行热卡插补。第一步:全部数据的小数值归零。鉴于有的建筑数据会出现波动剧烈的情况,即同一个建筑的数据值相差巨大。若不修正,一定会被判定为异常值。故首先应把其中的小数值归零,然后重新进行插补。也就是说首先分别对每个建筑的数据(横向每行)进行小数值的判断,
19、对被判定为小数值的数据用零进行替换。注意:此步面向全体数据,无能耗类型的区分。判定小数值的准则:100,则该建筑能耗数据被认定为强影响点,予以删除。第二步:异常值的剔除对于异常值的剔除主要有两类方法:单变量的异常值检验和多变量的异常值检验。单变量异常值检验的过程是从单个变量出发检验异常值,结合本项目的数据情况,具体来说就是以每一列数据为一个变量,运用在单变量异常值检验中介绍的某个适合的方法进行检验,挑选出此变量中的异常值。一共有 36 列数据,就有 36 个变量。对每个变量进行单变量异常值检验。在结束上述过程后,然后考察每个建筑的具体情况,也就是横着看每一行数据的情况,如果某建筑的能耗数据中被
20、判定为异常值的数据个数超过事先设定的标准,则该建筑的能耗数据就被认定为异常值,将该建筑的所有数据予以剔除。用单变量异常值检验剔除异常值优点是方法较简单易于操作,适合变量较少的情况。缺点是把整体数据拆成一个一个的部分进行研究,会造成信息丢失(如丢失了变量与变量之间的关联信息等) ,对分析的结果造成一定的影响。而且对于异常值个数的判定标准,没有统一的设定方法,标准的设定有主观性,容易对分析的结果造成影响。多变量异常值检验主要有两种方法马氏平方距离法和回归诊断法。根据我们的数据情况,由于辅助变量难以选取,故回归诊断法显然不合适。马氏平Y方距离法是把变量综合起来考察,构造每个建筑的能耗值到中心能耗的马
21、氏距离,如果是正常数据,那么建筑的能耗值应该在中心的附近,也就是说到中心的马氏距离会比较平均。如果某个建筑的能耗值到中心能耗值的马氏距离非常大,以至于超过了事先给定的标准。那我们就有理由怀疑该建筑的能耗是异常值,对该建筑的所有数据予以剔除。多变量异常值检验法可以综合变量的信息,从整体的角度出发,对异常值进行检验,而且决定数据是否异常时的标准值的设定有确定的方法。马氏平方距离法在实践中经常被采用,故我们决定采用多变量异常值检验法对异常值进行检验,具体来说就是采用马氏平方距离法。这里需要特别说明的是对认定为异常值的数据予以剔除,并不是说数据一定出现了错误,而是说由于异常值的存在,会对我们从整体上分
22、析建筑总能耗带来不利的影响,异常值的存在往往会不合理的拉高或降低建筑的能耗,影响统计分析结果的准确性和客观性。对予以剔除的数据,不是弃之不用,而是另建表予以定性研究。(1)计算统一能耗数据马氏平方距离首先,对统一能耗数据表中的每个建筑给出编码:从 1“统一能耗数据表中的建筑总数(用表示) ” ,然后对每个建筑中的能耗数据给出编号:从n1“该建筑的能耗数据总数(用表示) ” 。定义变量,表示第 个建筑在m, i jXi第个月的能耗数据。例如根据本项目的数据情况, 从到筛选出的建筑总数,ji从到 36,表示第 76 个建筑在第 31 个月的统一能耗数据。j76,31X第 个建筑马氏平方距离计算公式
23、:i21 iiiDXXSXX其中,即为第 个建筑在所有月份的能耗数据(即横向看的第 行,1,iii mXXX iXii的能耗数据) 。,即为该类所有建筑在第个月1jmXXXX , 111,2,nji j iXXjmn,jXj的能耗数据的算术平均值(即竖着看的第列的能耗数据的平均值) 。为每一jX列的能耗数据的算术平均值组成的列向量。,1,11,21,2,12,22,1,2,mmmmm mSSS SSSSSSS ,为矩阵的逆矩阵。, 11()(),1,1na bi aai bb iSxxxxa bmn其中 ,1SS矩阵中的某个元素如就是首先用能耗数据的第列的每个元素减去第S,a bSa列的均值,
24、然后用第列的每个元素减去第列的均值,然后把各aaxbbbx自减去各自均值后的两列数据对应元素相乘(即列的第一个元素乘以列的ab第一个元素,列的第二个元素乘以列的第二个元素,如此类推。 ) ,全部相ab加后,最后乘上系数既得。矩阵中的所有元素都按同样方法算出。1 1n,a bSS通过上述步骤计算出每个建筑的马氏平法距离。2,1,2,iD in(2)剔除统一能耗数据表中的不合理数据由于各类建筑在每个月的单位面积能耗数据,较少服从正态分布,故我们不能利用传统的卡方()检验法进行异常值的剔除。就算各类建筑每月的单2位面积能耗都服从正态分布,从数据实证角度来看,采用卡方()检验法进2行检验,剔除的数据过
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