淺談我國居住建筑能耗現狀和節能降碳途徑

 摘要：居住建筑節能降碳是減少建設領(lǐng)域碳排放量的關(guān)鍵環(huán)節。了解我國居住建筑能耗現狀，研究其節能降碳途徑對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計情況，然后綜述了不同氣候地區居住建筑能耗現狀，再從新建居住建筑節能設計、既有居住建筑節能改造和提升民眾節能降碳意識三個(gè)方面提出了居住建筑節能降碳途徑。

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關(guān)鍵詞：居住建筑:能耗:節能降碳: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，關(guān)聯(lián)著(zhù)各行各業(yè)的可持續發(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《中國建筑能耗研究報告(2020)》，2018年我國建筑全過(guò)程能耗總量為21.47億噸標煤，占全國能源消費總量比重為46.5%。2018年我國建筑全過(guò)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(jiàn)，建筑全生命周期的節能降碳對于“雙碳”戰略目標的達成有著(zhù)不可忽視的重要性。

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

1我國居住建筑能耗統計情況

我國民用建筑能耗統計工作起步較晚。為了解和掌握民用建筑能源消耗情況，2007年住房和城鄉建設部發(fā)布了《民用建筑能耗統計報表制度》(試行)[建科函(2007)271號]，自此我國民用建筑能耗統計工作正式展開(kāi)，而城鎮居住建筑也作為能耗統計對象包含其中。能耗統計工作首先在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。

累計至2021年住房和城鄉建設部一共對該統計報表制度進(jìn)行了六次修訂，同時(shí)統計工作不斷擴充細化，逐漸擴展至全國范圍。在多次修訂中，不斷總結經(jīng)驗統計對象、統計范圍、統計內容、統計方法等逐漸完善例如居住建筑的統計對象開(kāi)始只有城鎮居住建筑，修訂后將鄉村居住建筑也包括在內;居住建筑的統計范圍由開(kāi)始的23個(gè)城市擴展至106個(gè)城市;居住建筑的統計內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熱能利用系統內容和生物質(zhì)能的調查等;居住建筑的統計方法由抽樣調查調整為主要調查。在修訂過(guò)程中，為了加強對統計工作的管理，提高統計數據的質(zhì)量，住房和城鄉建設部于2012年9月發(fā)布了《民用建筑能耗和節能信息統計暫行辦法》，對統計機構和人員職責、統計工作的管理、統計資料的管理和發(fā)布、統計工作的考核和獎懲等方面做出了明確的規定，以解決統計工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題。

雖然民用建筑能耗統計工作已實(shí)施十多年，但統計數據的質(zhì)量尚無(wú)法滿(mǎn)足各種節能降碳工作開(kāi)展的需求需要進(jìn)一步提升及完善。

2我國不同氣候地區居住建筑能耗現狀

我國許多學(xué)者針對不同氣候地區的居住建筑開(kāi)展了能耗現狀的研究。張洪恩、鄭武幸對石家莊市(寒冷地區)既有居住建筑進(jìn)行了抽樣調查，通過(guò)統計397棟各時(shí)期既有住宅樓的能耗，計算得出單位面積耗標煤約28.0kgce/㎡

統計結果表明:建造時(shí)期越早的居住建筑單位面積能耗越大:潘斗松等人針對昆明市(溫和地區)主城五區的居住建筑開(kāi)展了調研工作，通過(guò)問(wèn)卷調查形式共調研了298戶(hù)居民，調研結果表明:該地區居住建筑單位面積耗標煤為4.67kgce/㎡，該值為2015年全國居住建筑能耗指標的61%:黃戰等人在馬山市(夏熱冬冷地區)選取了410棟城鎮居住建筑作為研究對象通過(guò)計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)為7個(gè)區域，采取均勻分布原則，在每個(gè)區域內選取6%的典型樓盤(pán)作為研究對象，確定了10座具有代表性的樣本小區。統計結果顯示，西安市居住建筑單位面積綜合能耗約為19.01kgce/㎡，略高于全國城鎮住宅能耗17kgce/㎡的平均水平：泓霞以等人調查了上海(夏熱冬冷地區)4個(gè)典型的住宅小區(共包括81棟建筑，3727戶(hù)居民)，抽取其中858戶(hù)發(fā)放了問(wèn)卷，共回收有效問(wèn)卷446份，統計結果顯示:2009-2010年間，被調研小區單位建筑面積用電31.4kWh/㎡，單位建筑面積能耗為12.9kgce/㎡:田國華[等人調查了徐州市(寒冷地區)區范圍內18個(gè)具有代表性的既有居住建筑，調查表明，徐州市既有居住建筑戶(hù)均單位面積電耗243kWh/㎡。李曉瑞川對深圳市(夏熱冬暖地區)居民家庭進(jìn)行了抽樣調查，發(fā)放800份問(wèn)卷，收回580份有效問(wèn)卷，通過(guò)對調研數據進(jìn)行計算，樣本單位面積電耗為32.18kWh/㎡:雷浩等人調研了云南昭通市(溫和地區)的15個(gè)居住小區，涉及不同的建設年代和多種建筑類(lèi)型，收集到有效問(wèn)卷527份，獲取了10個(gè)居住區的用能數據，調研結果表明: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(夏熱冬暖地區為調查對象，統計了某城區478棟居住建筑(近戶(hù)居民)2011年的用電情況，調查結果顯示，建筑平均電耗為45.85kWh/㎡。能耗數據是開(kāi)展建筑節能工作的基礎，分析節能潛力須以能耗數據為依據。然而目前我國居住建筑能耗統計工作還有待完善，且不同氣候地區居住建筑能耗現狀差異較大，有針對性的相關(guān)研究數據較少，而只有詳細的了解居住建筑的基本信息、居民的用能習慣以及實(shí)際能耗數據，才能做出較為科學(xué)的判斷，從而提出具體可行的節能措施。

3居住建筑節能降碳途徑

居住建筑節能降碳可以從以下幾個(gè)途徑考慮

(1)新建居住建筑節能設計。一方面在建筑設計之初按照《建筑節能與可再生能源利用通用規范》GB55015-2021，執行新建居住建筑節能設計標準合理優(yōu)化居住建筑體形系數、窗墻面積比和圍護結構熱工性能，并充分利用自然通風(fēng)、天然采光、建筑遮陽(yáng)與保溫隔熱措施;另一方面在建筑建造之時(shí)擴大綠色建材應用類(lèi)別和比例，同時(shí)盡可能采用有效用能設備，提高能源和資源利用效率，并充分利用多種類(lèi)型的可再生能源，從而減少化石能源消耗。

(2)既有居住建筑節能改造。既有居住建筑節能改造主要包括圍護結構改造和用能系統改造。

既有居住建筑圍護結構改造主要包括外窗、外墻和屋面改造。外窗具有采光、通風(fēng)的作用，是室內外熱交換的主要通道。外窗節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將原有外窗更換為節能窗;三是合理加設外遮陽(yáng)設施。目前外墻的節能改造主要方式為增設保溫層。屋面的改造可以選擇增加保溫隔熱層、布設太陽(yáng)能吸收板、噴涂反射隔熱涂料.平屋頂改坡屋頂、增設屋頂綠化等措施。

既有居住建筑用能系統改造主要包括照明系統、采暖系統和熱水系統改造。照明系統改造主要考慮節能光源以及采用智能控制系統。采暖系統改造需根據采暖方式具體分析，針對集中式供暖的住宅，考慮采用分戶(hù)熱計量裝置，適量、按需供熱，針對分散式設備供暖的住宅，考慮采用燃氣壁掛爐替代空調供暖。熱水系統改造優(yōu)先考慮太陽(yáng)能熱水或空氣源熱泵系統，并設置自動(dòng)溫控裝置。

(3)提升民眾節能降碳意識。充分利用“節能官傳周”“全國低碳日”等主題活動(dòng)，通過(guò)“線(xiàn)上+線(xiàn)下相結合的模式，開(kāi)展節能宣傳工作?！熬€(xiàn)上”通過(guò)電視臺播放新聞和廣告的形式宣傳日常生活中的節能措施和途徑?！熬€(xiàn)下”可以通過(guò)在住宅小區內的醒目位置如公告欄、電梯間等張貼節能宣傳海報，在公共區域顯示屏上循環(huán)播放節能降碳知識宣傳片，倡導綠色低碳的消費理念和生活方式，提升民眾的節能降碳意識。

4安科瑞建筑能耗分析系統

4.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶(hù)端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過(guò)對用戶(hù)端所有能耗進(jìn)行細分和統計，以直觀(guān)的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類(lèi)能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶(hù)進(jìn)一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶(hù)可按照國家有關(guān)規定實(shí)施能源計算，分析現狀，查找問(wèn)題，挖掘節能潛力，提出切實(shí)可行的節能措施，并向縣級以上管理節能工作的部門(mén)報送能源計算報告。

4.2應用場(chǎng)所

適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區、大型物業(yè)、學(xué)校、醫院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。

4.3系統功能

4.3.1系統概況

平臺運行狀態(tài)，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線(xiàn)，當日，當月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

4.3.2用能概況

對建筑、部門(mén)、區域、支路、分類(lèi)分項等用能進(jìn)行對比，支持當日逐時(shí)趨勢、當月逐日趨勢曲線(xiàn)、分時(shí)段能耗統計對比、總能耗同環(huán)比對比。

4.3.3用能統計

對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類(lèi)能源用能進(jìn)行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進(jìn)行生成柱狀圖。

4.3.4復費率統計

復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進(jìn)行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

4.3.5同比分析

對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進(jìn)行用能數據同比分析。

4.3.6能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑特定時(shí)段內各類(lèi)能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。

4.3.7夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線(xiàn)、餅圖等形式對選擇支路分類(lèi)能源在特定時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統計對比，支持導出報表。

4.3.8設備管理

設備管理包括，設備類(lèi)型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶(hù)合理管理設備，確保設備的運行。

4.3.9用戶(hù)報告

用戶(hù)報告針對選定的建筑自動(dòng)統計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的復費率用能分析，報告可編輯。

5.系統硬件配置

6結語(yǔ)

居住建筑節能降碳要因地制宜，統籌兼顧。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慣等多方面因素影響，不管是新建居住建筑節能設計還是既有居住建筑節能改造，都要充分考慮地區特色，具體情況具體分析，同時(shí)既有居住建筑節能改造還需要在了解其能耗現狀的基礎上，考慮改造措施的技術(shù)可行性、經(jīng)濟可行性以及居民的意愿，探索適宜的居住建筑節能降碳措施。