引言近年来，我国能源资源消耗总量逐年增加，由此带来的能源紧缺和环境污染问题引起关注[1]。统计数据显示，近年来高校人均能耗是全国人均水平的4倍以上，是城镇人均能耗的3倍以上；高校单位建筑面积能耗约为我国公共机构单位建筑面积能耗的1.5倍[2]。开展高校校园节能管理已成为我国节能工作的一项重要任务。随着国内公共建筑节能工作的不断推进，国内外学者和节能工作人员开展一系列的研究和实践[3-11]，为目前能源管理提供有效途径。建筑能耗定额法是一种促进既有高耗能大型公建的节能运营和改造的有效方法。定额水平是指在满足建筑使用功能的前提下，定额期内（通常为1 a）能耗的上限[5-6]。建筑能耗定额是判断大型公共建筑是否节能运营的衡量标准，并为其制定相应的管理和奖惩制度提供基础和依据。通过制定科学的能耗定额，可有效增强节能意识和管理水平。文中基于高校校园建筑节能监管系统的能耗监测数据，应用基于累计概率学的定额水平法研究该高校各建筑用能特征并分类、分时段制订其能耗定额水平，以制定切实可行的能耗定额方案。1高校能耗定额管理的方法定额水平是建筑能耗定额是否合理的界定依据，不同能耗定额的方法代表不同的定额水平，建筑用能和建筑面积、建筑技术水平、用能对象数量、气候、功能等多种因数有关。根据不同公共建筑用能特点，区别化地制定合理的定额水平，是高校建筑能耗定额的关键。确定能耗定额取值的方法主要可分为经验法、平均值法、模拟分析法和定额水平法等。其中，定额水平法具有较高的适应性和科学性[5]。定额水平法采用数理统计方法，对研究对象进行统计分析，确定概率分布函数，再进一步确定科学定额水平和定额值。定额值的计算式为：R=X¯+Zασ (1)式中：R——统计定额值；X¯——样本均值；σ——标准差；Zα——累积概率为(1-α)时所对应的标准正态分布概率密度值，与定额水平相对应。2北方气候下高校耗能特点研究2.1研究对象耗能概况南开大学地处天津，当地气候属于典型冬冷夏热型北方气候。该校分为新、老校区，拥有不同年代的建筑，建筑数量繁多、功能复杂。影响能源消耗的因素多，且能源消耗大，建筑用电水平客观因素影响主要受气候变化、建筑年代、建筑物理热工特性、设备系统选型等，而且与建筑功能、建筑内人员行为、设备运行情况密不可分。高校与其他公共建筑特点不同，在夏、冬两季均有长假期，校内人员变化大，因此校内建筑需结合实地调研分时段、分类别针对性分析。基于校园能耗监测系统，对该校内各建筑2019年电耗进行数据采集，通过对各建筑信息进行对比、分析和选择，最终得到56栋有效建筑样本。（1）新、老校区分类。此次调研共统计两个校区，老校区为老旧建筑，由市政热力供暖、分体空调制冷；新校区为新建建筑，由集中空调制冷供暖。由于新老校区建筑年代和热工性能不同，本次调研的56栋校园建筑样本分为新、老校区分别讨论，其中新校区21栋，老校区35栋。（2）按建筑功能分类。新、老校区各建筑根据使用功能分为文理学院楼、理工实验楼和学生宿舍楼。其中新校区文理学院楼8栋、理工实验楼6栋、学生宿舍楼7栋；老校区文理学院楼9栋、理工实验楼10栋、学生宿舍楼16栋。（3）季节性分时段。通过分析历年用电数据可知，因该地区的高校能耗不同季节区别性较大，且寒假、暑假和上学期间的电耗情况有明显区别，考虑到高校历年暑期时长和时间段也会根据教学安排有所调整，因此将全年时间段分为制冷季（除暑假外）、暑假、供暖季（除寒假外）、寒假和非供暖制冷季等5个时间段，分析各类别建筑用电特点。文中逐一探讨文理学院楼、理工科研楼和学生宿舍楼这3类校园建筑的能耗特征，并据采集的样本建筑用电数据，运用定额水平法对建筑类别进行能耗定额制订。2.2样本建筑分布特征检验基于校园节能监管平台，对各时段、各类别的建筑耗电数据进行统计整理，通过SPSS科学统计软件进行数据分析，得到建筑能耗的分布特征。（1）新、老校区能耗特点分析。按照新、老校区同类别建筑的电耗进行对比分析，由于制冷供热技术不同，同类别学院楼的耗电情况不同，结果如图1、图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F001图1新、老校区文理学院楼电耗情况对比10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F002图2新、老校区理工实验楼电耗情况对比由图1可知，文理学院楼中，供暖季新校区单位建筑面积的电耗明显高于老校区。通过SPSS软件做单因素方差分析，供暖季新、老校区的电耗数据显著性指标sig=0.017，区别性显著（若sig0.05，则区别性显著）；其他季节区别性不显著。由图2可知，理工实验楼中，老校区单位建筑面积的电耗普遍高于新校区，通过软件SPSS进行数据分析，年均电耗区别显著性指标sig=0.009，制冷季sig=0.004，其他季节新老校区电耗量区别性不显著。（2）各类别建筑能耗特点分析。将新、老校区不同类别的建筑电耗数据按照建筑类别特点分别进行对比，通过软件SPSS进行单因素方差分析，新、老校区理工实验楼、宿舍楼的电耗分析结果如图3、图4所示。由图3、图4可知，不同功能的建筑耗电水平差异性较大。理工实验楼电耗与文理学院楼和学生宿舍楼有显著差异；文理学院楼和学生宿舍楼电耗无显著差异。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F003图3新校区各类别建筑电耗情况对比10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F004图4老校区各类别建筑电耗情况对比（3）季节性能耗特点分析。将新、老校区各类别建筑的电耗数据按照季节性特点分别进行数据对比，通过SPSS软件进行单因素方差分析，新、老校区理工实验楼、宿舍楼的电耗分析结果如图5~图10所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F005图5新校区文理学院楼电耗情况10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F006图6老校区文理学院楼电耗情况10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F007图7新校区理工实验楼电耗情况10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F008图8老校区理工实验楼电耗情况10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F009图9新校区学生宿舍楼电耗情况10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F010图10老校区学生宿舍楼电耗情况新校区、老校区文理学院楼季节性区别显著，sig0.05。新校区、老校区理工实验楼季节性区别不显著，sig0.05。3北方气候下高校能耗定额水平研究3.1K-S正态分布检验通过图示法（正态概率图）中的分位图法（Quantile Quantile plot，QQ图）对所调查的电耗数据进行正态性检验[10]。新校区文理学院楼、理工实验楼的电耗数据QQ图如图11、图12所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F011图11新校区文理学院楼正态QQ图10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.F012图 12新校区理工实验楼正态QQ图由图11、图12可以看出，该高校各类别的样本建筑单位面积电耗符合正态分布。各类样本数据的K-S检验P值分别为0.885（新校区理工实验楼年均）、0.845（老校区理工实验楼年均）、0.714（新校区学生宿舍楼年均）、0.353（老校区学生宿舍楼年均）、0.869（新校区文理学院楼年均）、0.764（老校区文理学院楼年均）。样本的K-S检验P值均远大于0.05，表明各类别建筑楼电耗服从对数正态分布。3.2制定定额水平表通过查询标准正态分布表确定系数，结合样本的实际均值及标准差由式(1)计算得到能耗定额水平。举例的部分建筑月均定额水平如表1~表4所示。为提高建筑节能执行力度，按大型公共建筑执行30%的节能潜力计算，文中选取定额水平为0.3对应的单位面积能耗作为能耗定额。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.T001表1老校区理工实验楼建筑月均能耗统计定额水平 /［kWh/（m2·a）］定额水平统计定额定额水平统计定额0.950.260.451.790.900.570.401.900.850.780.352.010.800.940.303.110.751.100.252.260.700.260.202.430.651.350.152.580.601.470.102.800.551.580.053.110.501.680.005.0510.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.T002表2老校区文理学院楼建筑月均能耗统计定额水平 /［kWh/（m2·a）］定额水平统计定额定额水平统计定额0.950.840.452.290.901.130.402.390.851.340.352.500.801.490.303.540.751.640.252.730.700.840.202.890.651.880.153.040.601.980.103.240.552.090.053.540.502.190.005.3710.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.T003表3新校区文理学院楼建筑月均能耗统计定额水平 /［kWh/（m2·a）］定额水平统计定额定额水平统计定额0.951.930.452.780.902.100.402.840.852.220.352.900.802.310.303.510.752.400.253.040.701.930.203.130.652.540.153.220.602.600.103.340.552.660.053.510.502.720.004.5910.3969/j.issn.1004-7948.2021.10.002.T004表4新校区学生宿舍楼建筑月均能耗统计定额水平 /［kWh/（m2·a）］定额水平统计定额定额水平统计定额0.950.680.452.250.901.000.402.370.851.220.352.480.801.380.303.610.751.550.252.740.700.680.202.910.651.810.153.070.601.930.103.290.552.040.053.610.502.150.005.614结语基于高校校园建筑节能监管系统，以天津某高校为例，对各类别建筑历史能耗数据进行统计分析，用定额水平法研究该高校各建筑用能特征并制订建筑能耗定额。分时段、分类别、分校区进行能耗定额，以科学的方法，规范公共建筑节能水平的评价标准，有助于加强高校学院二级管理，制定各单位节能指标要求，推行用能定额指标管理，提升校园全员节能意识。