北京市城鎮(zhèn)生活方式的環(huán)境與能源調(diào)查分析3

凌浩恕 謝靜超 楊 威 王皆騰 朱爾玉

(1.北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院,北京100124;2.北京市房地產(chǎn)科學(xué)技術(shù)研究所,北京100021;3.北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京100044)

北京市城鎮(zhèn)生活方式的環(huán)境與能源調(diào)查分析3

凌浩恕1謝靜超1楊 威2王皆騰2朱爾玉3

(1.北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院,北京100124;2.北京市房地產(chǎn)科學(xué)技術(shù)研究所,北京100021;3.北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京100044)

我國(guó)現(xiàn)在正處在城市建設(shè)的高峰期,建筑能耗已經(jīng)占到我國(guó)總的商品能耗的20%-30%,其中住宅能耗甚至約占到總建筑能耗的60%。盡管如此,但是北京市在住宅建筑能耗這方面的數(shù)據(jù)還比較缺乏。為了全面了解北京市住宅建筑的室內(nèi)環(huán)境和能耗現(xiàn)狀,于2009年1月至2009年5月分別對(duì)北京市7個(gè)區(qū)中的23個(gè)住宅小區(qū)和2個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)進(jìn)行了問卷調(diào)查,共發(fā)放問卷3000份,其中有效問卷為1692份。問卷內(nèi)容主要包括:建筑情況、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)情況、生活習(xí)性等。在本次調(diào)查對(duì)象中非節(jié)能建筑占14%,鐵窗使用率占到9%,住宅建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能有待提高;64%的用戶多余1臺(tái)空調(diào),99%的住戶空調(diào)器的制冷溫度低于北京市提倡的29℃空調(diào)溫度;調(diào)查結(jié)果表明,北京市住宅建筑單位面積能耗為64kW·h/(m2·年),高于中國(guó)城鎮(zhèn)水平,為美國(guó)的2/3,此外,一些有效的節(jié)能行為并沒有引起大家足夠的重視,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)節(jié)能行為的宣傳。

住宅建筑;建筑能耗;室內(nèi)環(huán)境;生活方式

眾所周知,我國(guó)現(xiàn)在正處在城市建設(shè)的高峰期。隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展,我國(guó)建筑能耗已經(jīng)占到我國(guó)總的商品能耗的20%-30%[1],其中住宅能耗甚至約占到總建筑能耗的60%[2],而作為首都的北京,建筑能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國(guó)家平均水平。此外,隨著北京市經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展,人們生活水平上升、家用電器的種類增加并更加普及以及人們對(duì)熱舒適度要求的提高,北京市住宅建筑能耗將繼續(xù)急劇上升。盡管如此,但是北京市在住宅建筑能耗這方面的數(shù)據(jù)還比較缺乏[3]。因此盡快進(jìn)行北京市住宅建筑能耗調(diào)查統(tǒng)計(jì),全面了解北京市住宅建筑能耗對(duì)住宅建筑節(jié)能工作的全面深入地推進(jìn)有積極現(xiàn)實(shí)意義?；诖?本文對(duì)北京市室內(nèi)環(huán)境與能耗進(jìn)行了問卷調(diào)查。

1 調(diào)查對(duì)象

1.1 調(diào)查對(duì)象的地理位置

本次調(diào)查從2009年1月開始,到2009年5月結(jié)束,根據(jù)北京市住宅建筑的節(jié)能方式和人口分布的情況而選擇了具有代表性的北京市7個(gè)區(qū)中的23個(gè)小區(qū)和2個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。本次調(diào)查范圍廣,分布在北京市的二環(huán)到六環(huán)之間;調(diào)查小區(qū)數(shù)目多,涉及到了北京市城區(qū)的7個(gè)區(qū)的23個(gè)小區(qū)和2個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。其中:朝陽區(qū)有8個(gè)小區(qū)和1個(gè)市場(chǎng),海淀區(qū)有8個(gè),豐臺(tái)區(qū)有2個(gè)小區(qū),崇文區(qū)有2個(gè)小區(qū),宣武區(qū)有1個(gè)小區(qū),石景山區(qū)有1個(gè)小區(qū),西城區(qū)有1個(gè)小區(qū)和1個(gè)市場(chǎng)。

1.2 調(diào)查對(duì)象的基本信息

從表1可以看到,本調(diào)查選擇小區(qū)全面,涵蓋面廣。調(diào)查所涉及小區(qū)的住宅建筑結(jié)構(gòu)形式多樣,有板樓、塔樓以及混合的形式;建筑年代長(zhǎng)遠(yuǎn),從20世紀(jì)80年代到2004年以后;節(jié)能形式復(fù)雜,有一步節(jié)能、二步節(jié)能、三步節(jié)能以及非節(jié)能形式。

2 調(diào)查問卷

2.1 調(diào)查問卷內(nèi)容

本次調(diào)查問卷的內(nèi)容,主要依據(jù)盡可能全面的調(diào)查北京市住宅建筑能耗的原則設(shè)計(jì)的,主要包括:建筑情況、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)情況、生活習(xí)性等。

2.2 調(diào)查問卷的數(shù)量

本次調(diào)查共發(fā)放問卷3 000份,有效問卷1 692份。其中豐臺(tái)區(qū)251份,朝陽區(qū)725份,宣武區(qū)110份,崇文區(qū)186份,西城區(qū)225份,石景山區(qū)45份,海淀區(qū)482份。

3 北京市住宅建筑能耗的現(xiàn)狀

3.1 住宅建筑的基本信息

3.1.1 建筑年代

北京市1980年前的建筑占1%,1980-1989年的建筑占13%,1990-1999年的建筑占38%,2000-2004年的建筑占40%,2004年以后的建筑占8%。被調(diào)查建筑大多集中在實(shí)施第一步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)以后,甚至還有8%的建筑符合北京市第三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此,從整體看來,被調(diào)查的建筑節(jié)能性比較好,僅有14%是非節(jié)能性建筑,需要進(jìn)一步的改善。

3.1.2 建筑面積

北京市小于50 m2的建筑占23%,50-70 m2的建筑占26%,70-90 m2的建筑占21%,90-110 m2的建筑占14%,大于等于110 m2的建筑占16%。整體上來說,北京市建筑面積在各個(gè)面積階段分布比較均勻。2002年,日本、瑞典和德國(guó)這三個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家新建住宅平均建筑面積分別是:85 m2、90 m2、99 m2。并且在發(fā)達(dá)國(guó)家,經(jīng)過長(zhǎng)期居住實(shí)踐后,已篩選出一個(gè)舒適、合理、可持續(xù)發(fā)展的戶型區(qū)間:單套住宅面積在85 m2-100 m2[4-5]。而北京市住宅面積在70-110 m2的建筑占到了35%。在住宅面積方面,北京市未符合發(fā)達(dá)國(guó)家所提倡戶型的建筑約占到了2/3。

3.2 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.2.1 外窗

通過門窗損失的能耗占到全部建筑能耗的40%-50%,其中通過玻璃的能量損失約占門窗的75%[6]。

北京市塑鋼窗框使用率(65%)最高,鋁合金窗框(23%)次之,然后是鐵窗(9%),木窗(2%),其他(1%)。塑鋼窗的隔熱性能遠(yuǎn)優(yōu)于鋁合金窗,因此在條件允許的前提下,盡量選用塑鋼窗框以達(dá)到需要的節(jié)能效果,因此北京市在窗框材料的改善上仍有很大的節(jié)能空間。

北京市建筑雙層玻璃(52%)逐漸代替單層玻璃,但是仍有25%的單層普通玻璃需要改善。此外,雙層中空玻璃占15%,單層吸熱玻璃占到8%,但是吸熱玻璃不適于北京這種寒冷地區(qū)[7],雙層中空高透射Low2E玻璃是較好的選擇,考慮經(jīng)濟(jì)條件的限制至少也要選用雙層中空普通透明玻璃。因此,對(duì)于北京住宅建筑,在改變玻璃層數(shù)和類型進(jìn)而節(jié)約住宅建筑能耗方面,仍具有很大的發(fā)展空間。

3.2.2 遮陽方式

北京市住宅除普通布窗簾外,采用遮陽比例不高,用百葉窗占4%,竹窗簾占2%,遮陽蓬占3%,貼紙1%,無遮陽物6%,其他1%。一般來說,在室內(nèi)懸掛淺色窗簾可隔離40%左右的太陽輻射熱[8],但其效果不如在室外安裝遮陽篷、竹窗簾等,但是安裝遮陽篷可能會(huì)建筑整體美觀。因此如何設(shè)計(jì)合理、美觀的外遮陽是未來研究方向。

3.3 空調(diào)情況的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.3.1 空調(diào)擁有量

圖1為每個(gè)小區(qū)空調(diào)擁有量的統(tǒng)計(jì)(橫坐標(biāo)為小區(qū)號(hào)碼,其中括號(hào)內(nèi)數(shù)字為問卷調(diào)查住戶數(shù),下同)。隨著生活水平的提高,人們對(duì)于居住環(huán)境舒適度的關(guān)注越來越高,北京市夏季溫度高,空調(diào)已經(jīng)成為人們必不可少的家用電器,許多家庭都安裝了空調(diào),并且數(shù)量不止一臺(tái),逐漸走向一室一臺(tái)的趨勢(shì)。在北京,沒有空調(diào)的用戶僅占5%,而大多數(shù)家庭戶均擁有空調(diào)兩臺(tái)及以上。此外,空調(diào)戶均擁有數(shù)與收入成正比,因此隨著生活水平的提高,尤其對(duì)于中低收入群體,空調(diào)數(shù)還有較大增長(zhǎng)空間[9],建筑能耗也將隨之呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。

圖1 空調(diào)擁有量統(tǒng)計(jì)圖Fig.1 Statistics on air conditioning number

3.3.2 空調(diào)使用頻率

未使用空調(diào)的住戶僅占5%,極少使用的用戶占15%,偶爾使用的用戶占45%,經(jīng)常使用的用戶占35%。這與家庭未擁有空調(diào)的住戶相等。因此,有空調(diào)的住戶大多都會(huì)經(jīng)常使用或者偶爾使用。進(jìn)而,北京市住宅建筑能耗會(huì)在夏季因空調(diào)的大量使用而迅猛增加,夏季用電量過重必成為北京市一個(gè)嚴(yán)重的問題。

3.3.3 空調(diào)制冷溫度

調(diào)查可知,北京市住戶在制冷空調(diào)節(jié)能意識(shí)不強(qiáng),只有1%的住戶制冷溫度在28℃以上,99%的住戶(其中制冷溫度小于等于20℃的占21%,21-24℃的占23%,25-28℃的占55%)溫度設(shè)置在最高舒適溫度29℃以下,這必將為夏季用電量的緊張雪上加霜,增加了住宅建筑能耗。

3.4 生活習(xí)性的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.4.1 乘涼方式

圖2是夏季乘涼方式統(tǒng)計(jì)圖。大多數(shù)用戶都采用了開窗(26%)或者開窗戶加電風(fēng)扇(42%)的乘涼方式。小區(qū)21運(yùn)用開窗方式乘涼的住戶超過了60%。在自然通風(fēng)狀態(tài)下,只要室內(nèi)溫度不超過29℃,相對(duì)濕度不超過80%,都會(huì)感覺比較舒適,即使有些微熱感,也不會(huì)影響人的正常工作和學(xué)習(xí)[10]。因此建筑設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能利用自然通風(fēng),盡量采用這種節(jié)能方式。

圖2 夏季乘涼方式統(tǒng)計(jì)圖Fig.2 Statistics on cool method

3.4.2 夏季室內(nèi)溫度舒適度61%的住戶對(duì)于夏季空調(diào)房間內(nèi)的溫度比較滿意,而15%的住戶仍然會(huì)覺得熱或者比較熱其中。對(duì)于這15%的住戶進(jìn)行進(jìn)一步分析,不難發(fā)現(xiàn),這15%的住戶多分布在夏季乘涼方式時(shí)住戶普遍為開窗和電風(fēng)扇或者住戶沒有安裝空調(diào)以及住戶沒有任何的遮陽方式的小區(qū)中。

3.4.3 節(jié)能行為

圖3為日常節(jié)能行為的統(tǒng)計(jì)圖。在對(duì)住戶日常節(jié)能行為調(diào)查中發(fā)現(xiàn),大多數(shù)有效節(jié)能習(xí)慣已引起大家足夠的重視,執(zhí)行率在60%以上。但是“為別人推薦節(jié)能設(shè)備”和“定期對(duì)空調(diào)等家電進(jìn)行維護(hù)”的執(zhí)行率很低,分別為18%和27%。為此北京市以后應(yīng)該加強(qiáng)節(jié)能的宣傳。

3.5 建筑能耗的統(tǒng)計(jì)與比較

3.5.1 用電費(fèi)

圖4為每戶月電費(fèi)統(tǒng)計(jì)圖。北京市居民的月平均用電費(fèi)最高達(dá)到600元,其中約有3/4的用戶每月電費(fèi)在50-200元。進(jìn)一步分析,居民的平均每月電費(fèi)為93元,折合標(biāo)煤為68.1 kg,而北京市在崗職工平均月工資為4 694元[11]。進(jìn)而電費(fèi)支出約占到2.0%,略低于中國(guó)城鎮(zhèn)居民的比重(2.89%)。

3.5.2 燃?xì)赓M(fèi)

圖3 節(jié)能行為統(tǒng)計(jì)圖Fig.3 Statistics on energy saving habits

圖5為每戶燃?xì)赓M(fèi)統(tǒng)計(jì)圖。北京市居民平均燃?xì)赓M(fèi)用主要集中在30-70元/月,為908戶,占到被調(diào)查住戶的60%。進(jìn)一步分析,北京市居民平均燃?xì)赓M(fèi)為51元,折合標(biāo)煤為33.9 kg(1 m3燃?xì)獾霓D(zhuǎn)換系數(shù)為1.33kgce;1kWh電的轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.366kgce)。由此可見,北京市居民平均燃?xì)饽芎氖瞧骄娔芎牡?.48倍,燃?xì)饽芎拇笥陔娔芎摹?/p>

3.5.3 北京市各區(qū)能耗

圖6是北京市各個(gè)區(qū)能耗調(diào)查分析圖。在圖中海淀區(qū)人均能耗、單位面積能耗和戶均能耗(圓的面積大小和圓上的數(shù)字)都多于其它各區(qū),而宣武區(qū)、朝陽區(qū)、崇文區(qū)、西城區(qū)和豐臺(tái)區(qū)3種平均能耗量相近,此外石景山區(qū)能耗量最低,接近于海淀區(qū)的1/2,說明北京各區(qū)能耗不均衡,經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后的地區(qū),耗能量也相對(duì)比較小。

圖4 每戶月電費(fèi)統(tǒng)計(jì)圖Fig.4 Electricity cost per family

圖5 每戶燃?xì)赓M(fèi)統(tǒng)計(jì)圖Fig.5 Fuel cost per family

圖6 北京、中國(guó)城鎮(zhèn)、美國(guó)能耗比較圖Fig.6 Energy consumption comparison in Beijing,China and USA

3.5.4 北京與中國(guó)城鎮(zhèn)、美國(guó)用能比較

圖7是北京市與中國(guó)城鎮(zhèn)住宅建筑以及美國(guó)住宅建筑能耗的比較圖。我們?cè)诖舜伪本┦凶≌ㄖ芎恼{(diào)查中發(fā)現(xiàn),北京市住宅建筑人均面積在28 m2,大于中國(guó)城鎮(zhèn)住宅面積的25 m2,不僅如此,北京市的住宅建筑單位面積能耗也為64kW·h/(m2·年),也大于中國(guó)城鎮(zhèn)住宅建筑能耗水平27 kW·h/(m2·年),進(jìn)而說明北京市住宅建筑能耗總量遠(yuǎn)超過了中國(guó)城鎮(zhèn)住宅建筑能耗總量,達(dá)到了中國(guó)城鎮(zhèn)平均能耗的2倍。此外,美國(guó)單位面積能耗為97 kW·h/(m2·年),而北京市的單位面積能耗是美國(guó)的2/3。

圖7 北京市各區(qū)能耗統(tǒng)計(jì)圖Fig.7 Energy consumption in seven districts in Beijing

4 結(jié) 論

于2009年1月至2009年5月對(duì)北京市七個(gè)區(qū)的住宅小區(qū)進(jìn)行了約1700份的問卷調(diào)查,了解了北京市住宅建筑能耗現(xiàn)狀,通過本次調(diào)查可知:

(1)本次調(diào)查的北京市住宅建筑人均面積為28 m2,大于中國(guó)城鎮(zhèn)住宅面積的25 m2,住宅建筑單位面積能耗為64 kW·h/(m2·年),也大于中國(guó)城鎮(zhèn)住宅建筑能耗水平27 kW·h/(m2·年)。北京市住宅建筑能耗高于中國(guó)城鎮(zhèn)水平,為美國(guó)的2/3。

(2)本次調(diào)查住宅中,非節(jié)能建筑為14%、鐵窗使用率占到9%、無遮陽的住戶為6%,住宅建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能有待提高。

(3)從空調(diào)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)上,有64%的用戶多余1臺(tái)空調(diào),99%的住戶空調(diào)器的制冷溫度低于北京市提倡的29℃空調(diào)溫度。

(4)一些有效的節(jié)能行為并沒有引起大家足夠的重視。其中,“為別人推薦節(jié)能設(shè)備”和“定期對(duì)空調(diào)等家電進(jìn)行維護(hù)”的執(zhí)行率,分別為18%和27%,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)節(jié)能行為的宣傳。

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Investigation and Analysis into the Indoor Environment and Energy Concerning Beijing Urban Lifestyle

LING Hao2shu1XIE Jing2chao1YANG Wei2WANG Jie2teng2ZHU Er2yu3
(1.The Colloge of Architecture and Civil Engineering,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China;2.Beijing Real2Estate Institute of Science and Technology,Beijing 100021,China;3.School of Civil Engineering,BeijingJiaotong University,Beijing 100044,China)

Chinese urban construction is in its rush hour now.Building energy consumption has accounted for 20%to 30%of the general commodity consumption in China,and residential energy consumption has accounted for about 60%of the building energy consumption.Nonetheless,the energy consumption data about residential buildings in Beijing is lacking.In order to understand the situation of residential energy consumption generally,a questionnaire survey on the condition of energy consumption was made in twenty2three residence communities and two markets in seven districts in BeijingfromJanuary to May,2009.The total number of questionnaires is 3000,and the number of valid questionnaires is 1692.The questionnaire mainly includes construction condition,building envelope,air2conditioning,life habits,etc.14%of the investigated buildings aren’t energy2saving buildings,and 9%of the investigated buildings’windows are made of iron.Therefore,the residential building envelope should be made more energy2saving.Furthermore,64%of the residents own one redundant air2conditioner and 99%of the residents set the cooling temperature of air2conditioning colder than at 29℃,which is advocated by the Beijing government.Besides,it shows that the energy consumption per unit residential area in Beijing is 38kWh/(m2·y),which is higher than the level of Chinese towns and cities,and is two2thirds of USA.In addition,some effective energy conservation behaviors have not aroused enough attention,and we should strengthen the publicity of energy2saving behaviors.

residential buildings;energy consumption;indoor environment;lifestyle

X24

A

1002-2014(2010)12-0035-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.12.008

2010-11-13

凌浩恕,主要研究方向?yàn)榻ㄖ?jié)能。

3北京市科技計(jì)劃課題(No.D08040902890802);北京工業(yè)大學(xué)青年教師基金(No.X1004016200801);教育部留學(xué)基金(No.32004016200801)。

(編輯:劉文政)