淺談我國居住建筑能耗現(xiàn)狀和節(jié)能降碳途徑

李明君

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：居住建筑節(jié)能降碳是減少建設(shè)領(lǐng)域碳排放量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。了解我國居住建筑能耗現(xiàn)狀，研究其節(jié)能降碳途徑對(duì)于降低居住建筑能耗水平、減少其碳排放具有重要意義。本文首先分析了我國居住建筑能耗統(tǒng)計(jì)情況，然后綜述了不同氣候地區(qū)居住建筑能耗現(xiàn)狀，*后從新建居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、既有居住建筑節(jié)能改造和提升民眾節(jié)能降碳意識(shí)三個(gè)方面提出了居住建筑節(jié)能降碳途徑。

關(guān)鍵詞：居住建筑:能耗:節(jié)能降碳:改造

0引言

全球正處于城市化快速發(fā)展階段，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和生活水平的不斷提高使得能源需求及能耗相關(guān)的碳排放日益增加，能源和環(huán)境之間的矛盾日益突出。能源作為社會(huì)的主要發(fā)展動(dòng)力，是維系日常生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，關(guān)聯(lián)著各行各業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。全球建筑能耗約占全球能耗總量的30%，建筑用能排放的CO2，占到了全球排放總量的1/3叫。而根據(jù)《中國建筑能耗研究報(bào)告(2020)》，2018年我國建筑全過程能耗總量為21.47億噸標(biāo)煤，占全國能源消費(fèi)總量比重為46.5%。2018年我國建筑全過程碳排放總量為49.3億噸CO2，占全國能源碳排放比重為51.2%，由此可見，建筑全生命周期的節(jié)能降碳對(duì)于“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的達(dá)成有著不可忽視的重要性。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各國的能源消耗有10%~35%來自居住建筑問。根據(jù)《中國建筑能耗研究報(bào)告(2020)》我國2018年居住建筑運(yùn)行階段能源消耗占全國建筑運(yùn)行階段能源消耗61.7%，居住建筑運(yùn)行階段碳排放占全國建筑運(yùn)行階段碳排放62.9%P。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，居民收人水平日漸提高，空調(diào)、電視機(jī)、投影儀、電熱水器、地暖及名式名樣的智能家電等電器越來越普及，導(dǎo)致居住建筑能源消耗亦快速增長(zhǎng)，尤其是電力消耗叫。根據(jù)《中國統(tǒng)計(jì)年鑒(2021年)》，2019年，全社會(huì)用電消費(fèi)量為74866億kWh，其中，居民生活用電消費(fèi)量為10637億kWh，同比增長(zhǎng)5.76%。由此可見，居住建筑相關(guān)領(lǐng)域的節(jié)能降碳是減少建設(shè)領(lǐng)域碳排放量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1我國居住建筑能耗統(tǒng)計(jì)情況

我國民用建筑能耗統(tǒng)計(jì)工作起步較晚。為了解和掌握民用建筑能源消耗情況，2007年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《民用建筑能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度》(試行)[建科函(2007)271號(hào)]，自此我國民用建筑能耗統(tǒng)計(jì)工作正式展開，而城鎮(zhèn)居住建筑也作為能耗統(tǒng)計(jì)對(duì)象包含其中。能耗統(tǒng)計(jì)工作首先在23個(gè)城市試行，其中包括北京、石家莊、哈爾濱、上海、深圳、西安等。

累計(jì)至2021年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部一共對(duì)該統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度進(jìn)行了六次修訂，同時(shí)統(tǒng)計(jì)工作不斷擴(kuò)充細(xì)化，逐漸擴(kuò)展至全國范圍。在多次修訂中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)對(duì)象、統(tǒng)計(jì)范圍、統(tǒng)計(jì)內(nèi)容、統(tǒng)計(jì)方法等逐漸完善例如居住建筑的統(tǒng)計(jì)對(duì)象*初只有城鎮(zhèn)居住建筑，修訂后將鄉(xiāng)村居住建筑也包括在內(nèi);居住建筑的統(tǒng)計(jì)范圍由*初的23個(gè)城市擴(kuò)展至106個(gè)城市;居住建筑的統(tǒng)計(jì)內(nèi)容除能源消耗之外增加了水資源消耗，可再生能源利用方面增加了地?zé)崮芾孟到y(tǒng)內(nèi)容和生物質(zhì)能的調(diào)查等;居住建筑的統(tǒng)計(jì)方法由抽樣調(diào)查調(diào)整為重點(diǎn)調(diào)查。在修訂過程中，為了加強(qiáng)對(duì)統(tǒng)計(jì)工作的管理，提高統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2012年9月發(fā)布了《民用建筑能耗和節(jié)能信息統(tǒng)計(jì)暫行辦法》，重點(diǎn)對(duì)統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)和人員職責(zé)、統(tǒng)計(jì)工作的管理、統(tǒng)計(jì)資料的管理和發(fā)布、統(tǒng)計(jì)工作的考核和獎(jiǎng)懲等方面做出了明確的規(guī)定，以解決統(tǒng)計(jì)工作中遇到的實(shí)際問題。

雖然民用建筑能耗統(tǒng)計(jì)工作已實(shí)施十多年，但統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量尚無法滿足各種節(jié)能降碳工作開展的需求需要進(jìn)一步提升及完善。

2我國不同氣候地區(qū)居住建筑能耗現(xiàn)狀

我國許多學(xué)者針對(duì)不同氣候地區(qū)的居住建筑開展了能耗現(xiàn)狀的研究。張洪恩、鄭武幸對(duì)石家莊市(寒冷地區(qū))既有居住建筑進(jìn)行了抽樣調(diào)查，通過統(tǒng)計(jì)397棟各時(shí)期既有住宅樓的能耗，計(jì)算得出單位面積耗標(biāo)煤約28.0kgce/㎡

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:建造時(shí)期越早的居住建筑單位面積能耗越大:潘斗松等人針對(duì)昆明市(溫和地區(qū))主城五區(qū)的居住建筑開展了調(diào)研工作，通過問卷調(diào)查形式共調(diào)研了298戶居民，調(diào)研結(jié)果表明:該地區(qū)居住建筑單位面積耗標(biāo)煤為4.67kgce/㎡，該值為2015年全國居住建筑能耗指標(biāo)的61%:黃戰(zhàn)等人在馬山市(夏熱冬冷地區(qū))選取了410棟城鎮(zhèn)居住建筑作為研究對(duì)象通過計(jì)算得出樣本建筑的單位面積綜合能耗為10.02kgce/㎡;彭娜等人將西安市(寒冷地區(qū))為7個(gè)區(qū)域，采取均勻分布原則，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)選取6%的典型樓盤作為研究對(duì)象，*終確定了10座具有代表性的樣本小區(qū)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，西安市居住建筑單位面積綜合能耗約為19.01kgce/㎡，略高于全國城鎮(zhèn)住宅能耗17kgce/㎡的平均水平：泓霞以等人調(diào)查了上海(夏熱冬冷地區(qū))4個(gè)典型的住宅小區(qū)(共包括81棟建筑，3727戶居民)，抽取其中858戶發(fā)放了問卷，共回收有效問卷446份，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示:2009-2010年間，被調(diào)研小區(qū)單位建筑面積用電31.4kWh/㎡，單位建筑面積能耗為12.9kgce/㎡:田國華[等人調(diào)查了徐州市(寒冷地區(qū))區(qū)范圍內(nèi)18個(gè)具有代表性的既有居住建筑，調(diào)查表明，徐州市既有居住建筑戶均單位面積電耗243kWh/㎡。李曉瑞川對(duì)深圳市(夏熱冬暖地區(qū))居民家庭進(jìn)行了抽樣調(diào)查，發(fā)放800份問卷，收回580份有效問卷，通過對(duì)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，樣本單位面積電耗為32.18kWh/㎡:雷浩等人調(diào)研了云南昭通市(溫和地區(qū))的15個(gè)居住小區(qū)，涉及不同的建設(shè)年代和多種建筑類型，收集到有效問卷527份，獲取了10個(gè)居住區(qū)的用能數(shù)據(jù)，調(diào)研結(jié)果表明:建筑年代為1990-2000年、2000-2010年及2010年以后的居住建筑單位面積用電能耗分別為34.14kWh/㎡、30.65kWh/㎡31.90kWh/㎡何敏嫦等人以廣州市(夏熱冬暖地區(qū)為調(diào)查對(duì)象，統(tǒng)計(jì)了某城區(qū)478棟居住建筑(近戶居民)2011年的用電情況，調(diào)查結(jié)果顯示，建筑平均電耗為45.85kWh/㎡。能耗數(shù)據(jù)是開展建筑節(jié)能工作的基礎(chǔ)，分析節(jié)能潛力需要以能耗數(shù)據(jù)為依據(jù)。然而目前我國居住建筑能耗統(tǒng)計(jì)工作還有待完善，且不同氣候地區(qū)居住建筑能耗現(xiàn)狀差異較大，有針對(duì)性的相關(guān)研究數(shù)據(jù)較少，而只有詳細(xì)的了解居住建筑的基本信息、居民的用能習(xí)慣以及實(shí)際能耗數(shù)據(jù)，才能做出較為科學(xué)的判斷，從而提出具體可行的節(jié)能措施。

3居住建筑節(jié)能降碳途徑

居住建筑節(jié)能降碳可以從以下幾個(gè)途徑考慮

(1)新建居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。一方面在建筑設(shè)計(jì)之初按照《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB55015-2021，全面執(zhí)行新建居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)合理優(yōu)化居住建筑體形系數(shù)、窗墻面積比和圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能，并充分利用自然通風(fēng)、天然采光、建筑遮陽與保溫隔熱措施;另一方面在建筑建造之時(shí)擴(kuò)大綠色建材應(yīng)用類別和比例，同時(shí)盡可能采用高效用能設(shè)備，提高能源和資源利用效率，并充分利用多種類型的可再生能源，從而減少化石能源消耗。

(2)既有居住建筑節(jié)能改造。既有居住建筑節(jié)能改造主要包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造和用能系統(tǒng)改造。

既有居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造主要包括外窗、外墻和屋面改造。外窗具有采光、通風(fēng)的作用，是室內(nèi)外熱交換的主要通道。外窗節(jié)能改造有以下幾種方式:一是提高外窗的氣密性;二是外窗貼隔熱膜或?qū)⒃型獯案鼡Q為節(jié)能窗;三是合理加設(shè)外遮陽設(shè)施。目前外墻的節(jié)能改造主要方式為增設(shè)保溫層。屋面的改造可以選擇增加保溫隔熱層、布設(shè)太陽能吸收板、噴涂反射隔熱涂料.平屋頂改坡屋頂、增設(shè)屋頂綠化等措施。

既有居住建筑用能系統(tǒng)改造主要包括照明系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)改造。照明系統(tǒng)改造主要考慮節(jié)能光源以及采用智能控制系統(tǒng)。采暖系統(tǒng)改造需根據(jù)采暖方式具體分析，針對(duì)集中式供暖的住宅，考慮采用分戶熱計(jì)量裝置，適量、按需供熱，針對(duì)分散式設(shè)備供暖的住宅，考慮采用燃?xì)獗趻鞝t替代空調(diào)供暖。熱水系統(tǒng)改造優(yōu)先考慮太陽能熱水或空氣源熱泵系統(tǒng)，并設(shè)置自動(dòng)溫控裝置。

(3)提升民眾節(jié)能降碳意識(shí)。充分利用“節(jié)能官傳周”“全國低碳日”等主題活動(dòng)，通過“線上+線下相結(jié)合的模式，開展節(jié)能宣傳工作。“線上”通過電視臺(tái)播放新聞和廣告的形式宣傳日常生活中的節(jié)能措施和途徑。“線下”可以通過在住宅小區(qū)內(nèi)的醒目位置如公告欄、電梯間等張貼節(jié)能宣傳海報(bào)，在公共區(qū)域顯示屏上循環(huán)播放節(jié)能降碳知識(shí)宣傳片，倡導(dǎo)綠色低碳的消費(fèi)理念和生活方式，提升民眾的節(jié)能降碳意識(shí)。

4安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)

4.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對(duì)水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對(duì)用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實(shí)可行的節(jié)能措施，并向縣級(jí)以上管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源計(jì)算報(bào)告。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測(cè)與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

4.3系統(tǒng)功能

4.3.1系統(tǒng)概況

平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

4.3.2用能概況

對(duì)建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對(duì)比，支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢(shì)、當(dāng)月逐日趨勢(shì)曲線、分時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對(duì)比、總能耗同環(huán)比對(duì)比。

4.3.3用能統(tǒng)計(jì)

對(duì)建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對(duì)分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。

4.3.4復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)

復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對(duì)單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

4.3.5同比分析

對(duì)建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)表結(jié)合的方式進(jìn)行用能數(shù)據(jù)同比分析。

4.3.6能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑**時(shí)段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標(biāo)值查看。

4.3.7夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對(duì)選擇支路分類能源在**時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對(duì)比，支持導(dǎo)出報(bào)表。

4.3.8設(shè)備管理

設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺(tái)賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運(yùn)行。

4.3.9用戶報(bào)告

用戶報(bào)告針對(duì)選定的建筑自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢(shì)，并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結(jié)果，針對(duì)用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析，報(bào)告可編輯。

5.系統(tǒng)硬件配置

6結(jié)語

居住建筑節(jié)能降碳要因地制宜，統(tǒng)籌兼顧。居住建筑能耗受地理情況、氣候條件、建筑形式與居民生活習(xí)慣等多方面因素影響，不管是新建居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)還是既有居住建筑節(jié)能改造，都要充分考慮地區(qū)特色，具體情況具體分析，同時(shí)既有居住建筑節(jié)能改造還需要在了解其能耗現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，考慮改造措施的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性以及居民的意愿，探索適宜的居住建筑節(jié)能降碳措施。

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作者介紹

李明君，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)榻ㄖ芎南到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用