文_彭娜 張開(kāi)婭 鄭岳 西安市節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心

隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，建筑能耗占全社會(huì)總能耗的比例不斷增大。與建筑相關(guān)的能源消耗包括建筑材料生產(chǎn)用能、建筑材料運(yùn)輸用能、房屋建造和維修過(guò)程中的用能以及建筑使用過(guò)程中的建筑運(yùn)行能耗。在建筑的整個(gè)生命周期中，其建筑材料和建造過(guò)程消耗的能源一般只占總能耗的20%左右，而大部分能源消耗將一直伴隨建筑物使用過(guò)程中發(fā)生。因此建筑的運(yùn)行能耗，包括照明、采暖、空調(diào)和各類(lèi)建筑物內(nèi)使用電器的能耗，是建筑節(jié)能任務(wù)中最主要的關(guān)注點(diǎn)。本文所稱(chēng)的建筑能耗均指建筑運(yùn)行能耗。

目前，我國(guó)居住建筑能耗與發(fā)達(dá)國(guó)家相比雖處于較低水平，但隨著人民生活水平的提高，居民對(duì)建筑的服務(wù)水平要求也相應(yīng)提高，例如生活熱水和家用電器的需求量增大，特別是近些年來(lái)一些大城市出現(xiàn)了一些高檔奢華住宅等，這使得我國(guó)的居住建筑能耗呈大幅度增長(zhǎng)趨勢(shì)。因此在滿(mǎn)足居住建筑能耗需求合理的條件下，需對(duì)居住建筑能耗進(jìn)行節(jié)能控制，抑制其能耗增長(zhǎng)過(guò)快趨勢(shì)。居住建筑功能與公共建筑相比雖較為單一，但其能耗受居民生活方式習(xí)慣的影響較大，使得這部分能耗數(shù)據(jù)有很大的不確定性，而統(tǒng)計(jì)其能耗采取實(shí)際調(diào)研是一種直接、簡(jiǎn)單、可靠的方法。

筆者所在課題組對(duì)西安市居住建筑能耗現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，并對(duì)西安市居住建筑能耗平均水平進(jìn)行計(jì)算分析，為西安市居住建筑實(shí)施節(jié)能評(píng)審工作提供參考。

1 調(diào)研情況

自2012年10月至2013年1月期間，課題組對(duì)西安市居住小區(qū)進(jìn)行了全年的能耗調(diào)研，具體調(diào)研內(nèi)容包括建筑基本信息和建筑能耗信息兩部分。建筑基本信息包括建筑面積、采暖面積、空調(diào)面積、墻體材料、入住率、常住戶(hù)數(shù)、主要用能設(shè)備等；建筑能耗信息包括居住小區(qū)用電、用水、耗熱量等。

調(diào)研采取的方法主要為現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)卷調(diào)查，輔以專(zhuān)家咨詢(xún)、文獻(xiàn)查閱等方式。在調(diào)研過(guò)程中由專(zhuān)門(mén)人員將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表（由建筑基本信息表、建筑能耗信息統(tǒng)計(jì)表和填表說(shuō)明組成）發(fā)放給居住小區(qū)物業(yè)，并現(xiàn)場(chǎng)解釋填表說(shuō)明，咨詢(xún)相關(guān)問(wèn)題，獲取調(diào)研所需數(shù)據(jù)及調(diào)研照片。

本次調(diào)研選取的樣本采取了均勻分布的原則，即將西安市分為城東、城西、城南、城北、城中、高新、經(jīng)開(kāi)共7個(gè)區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)符合條件的所有樓盤(pán)中選取6%的典型樓盤(pán)構(gòu)成本次調(diào)研的樣本。樣本選取過(guò)程中同時(shí)兼顧了建筑類(lèi)型的因素，包含了高層、小高層、多層共三種體型的居住建筑。共調(diào)研40多座居住小區(qū)，在對(duì)所得能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后，選取了具有代表性并且信息較完整的10座樣本小區(qū)。

2 建筑基本信息

2.1 樣本小區(qū)基本信息

10座樣本小區(qū)的基本信息如表1。

表1 樣本小區(qū)基本信息

2.2 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)信息

根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，10個(gè)樣本小區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)占多數(shù)，個(gè)別為混凝土剪力墻、磚混結(jié)構(gòu)。墻體均采取了外保溫措施，保溫材料大多為聚苯乙烯泡沫塑料板，個(gè)別為擠塑板和珍珠巖。玻璃類(lèi)型大多為普通玻璃，少數(shù)小區(qū)采用了Low-E玻璃。窗框材料以鋁合金塑鋼為主，基本都采用了內(nèi)遮陽(yáng)技術(shù)，外遮陽(yáng)技術(shù)只有一個(gè)小區(qū)采用。

2.3 建筑供熱供冷形式

西安市居住建筑冬季供熱形式有市政集中供熱、小區(qū)集中供熱、家用壁掛鍋爐三種主要形式。夏季供冷形式有小區(qū)集中供冷和家用空調(diào)供冷兩種形式。10個(gè)樣本小區(qū)中，供熱季時(shí)，6個(gè)樣本小區(qū)為市政集中供熱，2個(gè)樣本小區(qū)為家用壁掛鍋爐，剩下兩個(gè)樣本小區(qū)均為小區(qū)集中供熱，分別采用的是水源熱泵機(jī)組和燃?xì)忮仩t供熱形式；供冷季時(shí)，只有一個(gè)小區(qū)采用水源熱泵機(jī)組供冷，其余均為家用空調(diào)自行供冷。

南北之間的差異有時(shí)候正如我在高鐵上曾遇到的一位來(lái)自蘇州的老總所說(shuō)，“有時(shí)候南方人過(guò)于精明，事情只要與己無(wú)關(guān)則可以不管不問(wèn)，于是就‘藏’起內(nèi)心的那份本有的善良。”當(dāng)然我相信這位兄臺(tái)指的是部分南方人。

3 建筑能耗情況

為方便整體數(shù)據(jù)分析，課題組根據(jù)《綜合能耗計(jì)算通則》（GB-T2589-2008）中各種能源折標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)及耗能工質(zhì)能源等價(jià)值折標(biāo)煤系數(shù)將所調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)煤折算。具體取值如表2所示。

表2中當(dāng)量值為按照物理學(xué)電熱當(dāng)量、熱功當(dāng)量、電功電量換算的各種能源所含的實(shí)際能量。等價(jià)值為生產(chǎn)單位數(shù)量的二次能源或耗能工質(zhì)所消耗的各種能源折算成一次能源的能量。其中電力和熱力等價(jià)值折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)計(jì)算式如下：

式中：kz——等價(jià)值折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)；

kd——當(dāng)量值折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)；

hh——當(dāng)年火力發(fā)電效率；

hg——當(dāng)年供熱效率。

西安市居住建筑能耗整體情況如表3所示。從表3中可以看出，各個(gè)分項(xiàng)的能耗差異較大，這和各個(gè)小區(qū)的形式、采用了不同的用能方式有很大關(guān)系。

kgce/m2·a

表3 西安市居住建筑能耗整體情況

通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前西安市居住建筑的整體能耗呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：

（1）用能情況復(fù)雜

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展和多種建筑節(jié)能技術(shù)的引進(jìn)，目前的居住建筑用能方式和用能情況呈現(xiàn)日趨復(fù)雜的態(tài)勢(shì)。調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，除傳統(tǒng)的市政集中供暖、分體空調(diào)制冷形式外，部分居住建筑采用了新的采暖和制冷方式，如水源熱泵集中供暖供冷、壁掛鍋爐供暖和小區(qū)自建鍋爐房供暖等，并且呈現(xiàn)多種供熱和供冷方式相結(jié)合的趨勢(shì)。

（2）能源整體消耗量較大

統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，西安市目前居住建筑年能耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤（當(dāng)量值）年平均約為19.01kgce/m2，略高于全國(guó)城鎮(zhèn)住宅能耗17 kgce/m2的平均水平。

（3）冬季采暖能耗所占比例大

西安市位于我國(guó)建筑氣候區(qū)劃中的寒冷地區(qū)，冬季集中采暖時(shí)間為4個(gè)月，夏季使用空調(diào)的時(shí)間約為3個(gè)月。西安市居住建筑冬季采暖能耗是建筑各類(lèi)能耗中比例最大的，其單位面積能耗高于其他各類(lèi)，約占總能耗的60%。

4 采暖季能耗分析

西安市居住建筑冬季供熱分為市政集中供熱、小區(qū)集中供熱、居民自行采暖三種形式。其中小區(qū)集中供熱分為燃?xì)忮仩t和熱泵兩種方式。居民自行采暖有壁掛鍋爐、電采暖（電熱器、空調(diào)）和煤爐采暖等形式。根據(jù)已有調(diào)研數(shù)據(jù)，幾種采暖方式的采暖季能耗如圖1。

目前，西安市居住建筑絕大多數(shù)沒(méi)有進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，故樣本小區(qū)只給出了總耗電量。為了方便對(duì)比，筆者將1號(hào)樣本小區(qū)市政集中供熱耗熱量（GJ/m2）與其在采暖季用電量（kWh/m2）分別按等價(jià)值折標(biāo)系數(shù)折合為標(biāo)準(zhǔn)煤；將2號(hào)樣本小區(qū)燃?xì)忮仩t集中供熱耗氣量（m3/m2）與其在采暖季用電量（kWh/m2）分別按等價(jià)值折標(biāo)系數(shù)折合為標(biāo)準(zhǔn)煤；將3號(hào)樣本小區(qū)水源熱泵集中供熱采暖季總用電量（kWh/m2）按等價(jià)值折標(biāo)系數(shù)折合為標(biāo)準(zhǔn)煤；進(jìn)行定性分析。

圖1 采暖季能耗對(duì)比

如圖1所示，小區(qū)熱泵采暖季能耗最低，其次為小區(qū)燃?xì)忮仩t集中供熱，市政集中供熱能耗較大。這是因?yàn)槭姓泄釣槌鞘写笠?guī)模集中供熱方式，這種供熱方式會(huì)產(chǎn)生樓內(nèi)、樓道和換熱站之間的冷熱不均，在設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)為避免用戶(hù)出現(xiàn)熱量需求不足情況，往往會(huì)加大供熱量，從而造成過(guò)量供熱問(wèn)題，增大了采暖能耗。因此，在采暖季，通過(guò)熱泵進(jìn)行供暖的方式是一種較為節(jié)能的采暖措施。

5 供冷季能耗分析

西安市居住建筑夏季供冷方式主要是居民家用空調(diào)自行供冷，有個(gè)別小區(qū)實(shí)行熱泵集中供冷，兩種供冷方式供冷季總用電量如圖2所示。

圖2 供冷季總用電量對(duì)比

小區(qū)水源熱泵集中供冷耗電量明顯高于居民家用空調(diào)耗電量，分析其原因在于：

采用家用空調(diào)自行供冷方式，其空調(diào)的啟停可以根據(jù)自身需求在“時(shí)間”和“空間”上進(jìn)行控制，這樣可以在滿(mǎn)足居民供冷需求下更好的節(jié)省能源。

小區(qū)水源熱泵集中供冷提供的是一種“全時(shí)間”、“全空間”的均勻舒適環(huán)境，與其他常見(jiàn)的夏季分體空調(diào)建筑相比，室內(nèi)環(huán)境似乎更為優(yōu)越。此外，小區(qū)水源熱泵還集中提供居民的部分生活熱水量，這也是其用電能耗較高原因之一。

6 總結(jié)

西安市居住建筑形式多樣，用能情況復(fù)雜，能源整體消耗量較大，建筑平均能耗略高于全國(guó)城鎮(zhèn)住宅能耗平均水平。

西安市冬季采暖能耗是建筑各類(lèi)能耗中比例最大的一類(lèi)，其單位面積能耗高于其他各類(lèi)，約占總能耗的60%，應(yīng)該作為我市建筑節(jié)能工作的重點(diǎn)。

在采暖季，通過(guò)熱泵進(jìn)行供暖的方式是一種較為節(jié)能的采暖措施。在供冷季，采用家用空調(diào)自行供冷方式可以在滿(mǎn)足居民供冷需求下更好地節(jié)省能源。