2.5 基于SPSS相關性分析的高校電耗模型與水耗模型構建

如前文所述，高校的建筑能耗與生活用水消耗量的影響因素受使用人數、建筑面積、儀器設備數量及使用頻率、科研體量、為社會提供的服務量、高校的管理水平、設備的能效等均存在一定的相關性，而這些影響因素與能耗、水耗總量的相關性如何，目前尚停留于探討階段，部分學者對單個高校的單個建筑作過回歸分析，但著眼于地區、全國高校的總量模型的分析，目前尚未有研究案例。

本報告在全國70所樣本高校2011—2013年能耗、水耗數據的基礎上，基于SPSS相關性分析，構建不同氣候區的高校建筑電力消耗模型和生活用水量消耗模型。

2.5.1 模型構建思路

根據公共機構能源統計的相關統計指標，以及經驗認定的高校能耗、水耗影響因素，將學生規模作為影響高校能耗總量和水耗總量的主要參數進行相關性分析。具體步驟如下：選取學生人數作為影響高校能耗與水耗的主要影響參數，通過SPSS軟件進行相關性分析確定影響因子系數，根據樣本數據確定能耗或水耗無相關數，進而構建能耗或水耗總量模型，見圖2-26。

2.5.1.1 參數選取

為了更加準確地反映實際用能的等價人數，本模型提出了標準化人數P的概念，即以高校全日制本科生人數作為計量因子，其他不同類型的全日制在校生、在編教職工人數與本科生人數進行等價折算。根據高校的學生類型，主要選取的參數有：全日制本科人數P1、全日制專科人數P2、碩士生人數P3、博士生人數P4、在編教職工人數P5、非在編教職工人數P6。

此處因為以本科生人數作為基礎統計單位，因此，取值a1=1。結合經驗，初步確定各個a值的取值范圍，然后進行插值取值，分析不同取值下的相關性，直到達到符合顯著性要求為止。

2.5.1.2 能耗或水耗無相關數

為了更加實際地反映標準化人數情況下的能耗總量，本模型提出能耗或水耗無相關數[E]的概念。能耗或水耗無相關數即為單位標準化人員數[P]的單位能耗或單位水耗。通過建立能耗或水耗無相關數，可以對一個學校、地區以及全國高校的能耗或水耗總量按照公式(2)進行計算得到：

2.5.2 高校電力消耗模型構建

2.5.2.1 電力消耗的相關性分析

將不同的系數取值得到的P值取其以e為底的對數即LnP，在SPSS軟件中逐個得出其與全年電耗的對數值之間的相關系數，如表2-13所示。

其中，當a1~a6分別取1、0.5、2、6、10、10和1、0.5、3、6、10、10時，相關性的P值均為0，相關性極強。對應的系數即斜率分別為0.553和0.569。在本報告中，電力消耗模型的相關性系數分別取1、0.5、3、6、10、10。

2.5.2.2 電力消耗無相關數

2011—2013年統計范圍內的高校總電耗數為6506493055kW·h，總標準化人數為13799287人。根據模型計算方法，分建筑熱工分區得到不同氣候區及不分氣候區的電力消耗無相關數，見表2-14。

2.5.3 高校水量消耗模型構建

2.5.3.1 水耗相關性分析

將不同的系數取值得到的P值取其以e為底的對數即LnP，在SPSS軟件中逐個得出其與全年水耗的對數值之間的相關系數，如表2-15所示。

根據統計經驗，高校的用水量消耗直接與用水人數相關，即a1~a6均取1時，相關性P值為0.003，對應的系數為0.307。在計算過程中發現，當系數取1、0.5、2、3、6、6時，用水人數與水耗總量相關性極強，則取這組系數作為水耗模型構建的最優系數，此時，相關性P值均為0。

2.5.3.2 水耗無相關數

2011—2013年統計范圍內的高校總水耗為：407384005t；總標準化人數為9841299人。根據模型計算方法，分建筑熱工分區得到不同氣候區及不分氣候區的水量消耗無相關數，見表2-16。

2.5.4 基于模型的高校電量與水量評價

基于電力總量和用水總量消耗模型，根據2013年度全國高校全日制在校生人數和教職工人數對當年的全國高校電量和水量進行測算與驗證。

2013年，全日制在校生本科人數為P1=14944353人、專科人數為P2=9736373人、碩士人數為P3=1495670人、博士人數為P4=298283人、在編教工人數為P5=2296262人、非在編人數教育部沒有統計數據，根據樣本調研約為在編教職工人數的80%，故取該數據為P6=2296262×0.8=1837000人。據此，可根據模型測算2013年度全國高校的總電耗和總水耗為：

1．全國高校2013年度總標準化人數

P=P1+0.5P2+3P3+6P4+10P5+10P6=67421867

2．全國高校園2013年總能耗與總水量模型測算

E電=[E電]×P=451.5588×67421867.5=30444937582(kW·h)

E水=[E水]×P=41.3953×67421867.5(t)=2790948432(t)

即全國高校2013年度用電量約為304.45億千瓦時；全國高校的生活用水量約為27.91億噸。

以上數據是根據模型測算后得出的2013年度全國高校的用電量與用水總量，與本章中根據統計樣本的算術平均值測算相比，用電量約為統計樣本算術平均值測算值(360.39億千瓦時)的84.47%，水量約為統計樣本算術平均值測算值(21.87億噸)的127.62%。