廣州市區(qū)居住建筑能耗現(xiàn)狀與節(jié)能措施分析

何敏嫦丁云飛徐曉寧

1廣州市供電局2廣州大學(xué)建筑節(jié)能研究院

1 引言

我國(guó)幅域遼闊，氣候條件差異明顯，建筑用能有明顯的地域特征。廣州是我國(guó)南方的特大型城市，地處夏熱冬暖地區(qū)，夏季炎熱潮濕，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，房間空調(diào)器已逐漸進(jìn)入普通城市家庭成為改善室內(nèi)熱環(huán)境的主要設(shè)備，而冬季氣候相對(duì)溫和，無(wú)需專門(mén)設(shè)置采暖設(shè)施，僅在極少部分低溫時(shí)段采用直接式電加熱器或熱泵式空調(diào)來(lái)滿足室內(nèi)熱舒適要求。在居住建筑能耗結(jié)構(gòu)中除烹調(diào)、洗浴部分使用燃?xì)馔?，其余均使用電能，因此，本文主要針?duì)廣州地區(qū)居住建筑用電情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，研究居住建筑電能消耗狀況及規(guī)律，探討該地區(qū)居住建筑節(jié)能的途徑和方法。

2 居住建筑電能消耗狀況及分析

2.1 統(tǒng)計(jì)對(duì)象及電能消耗水平

以廣州市某城區(qū)居住建筑2011年電能消耗情況為對(duì)象，統(tǒng)計(jì)了478棟近萬(wàn)戶居民家庭的電能消耗數(shù)據(jù)。電能消耗數(shù)據(jù)按居民電費(fèi)收繳時(shí)間以每2個(gè)月為一個(gè)單元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體用電數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)時(shí)段為2010年12月5日～2011年2月4日、2月5日～4月4日、4月5日～6月4日、6月5日～8月4日、8月5日～10月4日、10月5日～12月4日共一個(gè)完整的用電年周期。通過(guò)調(diào)查獲取每個(gè)家庭的建筑面積，建筑面積含公攤部分。以上述獲取的用電量值及相應(yīng)的建筑面積計(jì)算年單位面積用電量指標(biāo)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，統(tǒng)計(jì)區(qū)域居住建筑2011年平均電能消耗量為45.85kWh/(m2a)。

2.2 居住建筑分時(shí)段耗電量

圖1是2011年統(tǒng)計(jì)區(qū)域居住建筑各用電時(shí)段耗電量指標(biāo)圖，從中可以看出，最高耗電量指標(biāo)出現(xiàn)在8月5日～10月4日時(shí)段，為11.696kWh/m2，最低耗電量指標(biāo)出現(xiàn)在2月5日～4月4日時(shí)段，為5.494kWh/m2，高峰時(shí)段耗電量是低谷時(shí)段耗電量的2.13倍。

圖1 各用電時(shí)段耗電量指標(biāo)

從圖1中可以看出，統(tǒng)計(jì)區(qū)域居住建筑耗電量有明顯的季節(jié)性，2月5日至4月4日時(shí)段該地區(qū)氣溫相對(duì)溫和，居住建筑電能消耗主要是炊事、照明、家用電器的用電負(fù)荷，該時(shí)段用電量也可看成是本地區(qū)居住建筑的基礎(chǔ)用電負(fù)荷；12月5日至2月4日時(shí)段比2月5日至4月4日時(shí)段用電量值略高，這是因?yàn)榇藭r(shí)段屬冬季，每年約有4～5天氣溫相對(duì)較低，居民一般使用電暖器或熱泵式空調(diào)器進(jìn)行短時(shí)間取暖；在4月5日至6月4日時(shí)段用電量值較前期增加了16.9%，此時(shí)段屬春季之交的梅雨季節(jié)，氣候潮濕，居住建筑有除濕的需求，許多建筑開(kāi)啟空調(diào)進(jìn)行除濕或使用家用除濕機(jī)進(jìn)行除濕，導(dǎo)致耗電量的增加，同時(shí)，在5月下旬至6月上旬會(huì)出現(xiàn)部分相對(duì)高溫時(shí)段，居民會(huì)在部分時(shí)段開(kāi)啟空調(diào)，也導(dǎo)致了用電量的上升；在6月5日至8月4日時(shí)段、8月5日至10月4日時(shí)段用電量值顯著增加，其中8月5日至10月4日時(shí)段用電量比2月5日至4月4日時(shí)段用電量增加了1.13倍，由于在此時(shí)段，廣州處于夏季，氣候炎熱潮濕，城市居住建筑大部分要開(kāi)啟空調(diào)來(lái)保持室內(nèi)相對(duì)的熱舒適，導(dǎo)致用電量急劇增加。

假設(shè)居住建筑全年各用電時(shí)段的基礎(chǔ)耗電量保持不變，高峰時(shí)段增加的電能消耗主要屬于空調(diào)器耗電，從圖1可以看出，在高峰時(shí)段居住建筑空調(diào)耗電約占總用電的53%。

2.3 居住建筑耗電量與氣候的相關(guān)性

圖2是各用電時(shí)段用電量及典型氣象年月平均氣溫圖，從圖2中可以看出，隨著室外空氣溫度的升高，居住建筑的用電量也逐漸增加，在6～9月當(dāng)月平均氣溫超過(guò)27℃時(shí)，為滿足舒適性要求開(kāi)始大量使用空調(diào)器，7～9月溫度都維持在較高水平，用電量明顯增加，可見(jiàn)，該區(qū)域居住建筑耗電量對(duì)室外氣象條件依賴性較大。

圖2 耗電量與氣溫關(guān)聯(lián)圖

3 居住建筑節(jié)能措施分析

廣州處于夏熱冬暖地區(qū)南區(qū)，夏季依賴空調(diào)設(shè)備維持室內(nèi)相對(duì)舒適的環(huán)境，冬季一般無(wú)須專門(mén)設(shè)置供暖設(shè)備。該區(qū)域居住建筑節(jié)能的關(guān)鍵在于降低空調(diào)設(shè)備的耗電量，主要從三個(gè)方面采取措施，一是嚴(yán)格執(zhí)行居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，建造節(jié)能型建筑，二是依靠科技進(jìn)步，引導(dǎo)居民使用高效空調(diào)設(shè)備，三是加強(qiáng)建筑節(jié)能專業(yè)知識(shí)普及，引導(dǎo)居民合理用能。

3.1 弘揚(yáng)傳統(tǒng)建筑文化，建造節(jié)能型建筑

由于地處亞熱帶地區(qū)，長(zhǎng)期以來(lái)，嶺南地區(qū)勞動(dòng)人民總結(jié)出了一套行之有效的改善室內(nèi)熱舒適的方法，傳統(tǒng)的嶺南建筑十分注重建筑的自然通風(fēng)、遮陽(yáng)和外墻隔熱，作為嶺南建筑典型代表的廣州陳家祠就完整地保留了這些建筑特色。由于城市的快速發(fā)展，現(xiàn)代居住建筑受到空間的限制，紛紛向高層發(fā)展，逐漸喪失了許多傳統(tǒng)建筑特色，而一些建筑師在建筑設(shè)計(jì)時(shí)又盲目追求視覺(jué)效應(yīng)，導(dǎo)致出現(xiàn)許多大開(kāi)窗面積卻小開(kāi)啟率、沒(méi)有有效的遮陽(yáng)隔熱措施的建筑，這些建筑在夏季炎熱季節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境必須依靠空調(diào)來(lái)保證，這就導(dǎo)致了建筑的高能耗，而且這種情況將會(huì)長(zhǎng)久持續(xù)下去。目前我國(guó)執(zhí)行的《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》[1]雖然對(duì)建筑熱工設(shè)計(jì)提出了具體要求，但與傳統(tǒng)嶺南民居的自然風(fēng)格相比還有一定差距。因此，因地制宜，弘揚(yáng)傳統(tǒng)建筑文化，建造節(jié)能型建筑是降低建筑能耗的重要途徑。

3.2 發(fā)揮政府主導(dǎo)作用，推廣高效節(jié)能型空調(diào)器

隨著人民生活水平的不斷提高，房間空調(diào)器已從奢侈品成為普通電器進(jìn)入了平常百姓家庭，成為了居民生活的必需品，其耗電量也已成為居住建筑能耗的主要部分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廣州城市居民家庭空調(diào)器擁有量逐年增加，每百戶家庭房間空調(diào)器的擁有量從1998年的107.4臺(tái)增加到2010年261臺(tái)[2]，如圖3所示，這一數(shù)值還會(huì)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷增加。因此，要降低居住建筑的電能消耗，必須采用高效節(jié)能型空調(diào)器。

圖3 廣州市城市居民家庭空調(diào)擁有量

隨著科技的不斷進(jìn)步，我國(guó)房間空調(diào)器的能效提高較快，對(duì)于制冷量（CC）≤4500kW的房間空調(diào)器能源效率限定值從2000年的COP=2.3（5級(jí)能效）、2005年的COP=2.6（5級(jí)能效）逐漸提高到2010年COP=3.2（3級(jí)能效）[3]，10年間房間空調(diào)器的COP提高了近40%，可見(jiàn)，由于科技的進(jìn)步所帶來(lái)的節(jié)能效果非常顯著。但另一方面，由于房間空調(diào)器使用壽命長(zhǎng)，一般可達(dá)8～10年，部分維護(hù)保養(yǎng)好的可達(dá)12年，由于價(jià)格相對(duì)便宜，過(guò)去所安裝的房間空調(diào)器絕大部分是COP為2.3、2.5的空調(diào)器，這部分空調(diào)器目前仍在運(yùn)行，這也是導(dǎo)致建筑耗電量居高不下的原因之一。

顯而易見(jiàn)，如采用高效節(jié)能空調(diào)器，可大大降低居住建筑電能消耗，特別是城市用電高峰期的電力消耗，在一定程度上起到削峰的效果，不僅具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，而且還會(huì)產(chǎn)生一定的社會(huì)效益。因此，政府應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用，制訂鼓勵(lì)政策，對(duì)使用達(dá)一定年限的老舊空調(diào)器予以淘汰并給予一定的補(bǔ)貼用于購(gòu)置高效節(jié)能型空調(diào)器，同時(shí)，加大科研力度，進(jìn)一步研發(fā)新型節(jié)能產(chǎn)品。

3.3 加大節(jié)能宣傳力度，提倡建筑合理高效用能

近年來(lái)，隨著節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)等政策宣傳力度不斷加大，已逐漸在全社會(huì)形成了節(jié)約能源的共識(shí)，特別是在建筑節(jié)能領(lǐng)域，通過(guò)各級(jí)政府與社會(huì)輿論的不斷宣傳，加之政府強(qiáng)力推行的階梯電價(jià)政策，節(jié)能意識(shí)已逐漸深入人心。但另一方面，節(jié)能技術(shù)專業(yè)知識(shí)的普及還相對(duì)較弱，如對(duì)建筑能效標(biāo)識(shí)、家用電器特別是房間空調(diào)器能效標(biāo)識(shí)等專業(yè)性知識(shí)的了解不多，對(duì)空調(diào)器的維護(hù)、保養(yǎng)及清洗等未引起足夠的重視，高效節(jié)能燈的普及面不大，電直接加熱的熱水器仍在大量使用等?？傊?，目前城市居民的節(jié)能行為仍停留在“省著用”的階段，政府及相關(guān)部門(mén)應(yīng)加大節(jié)能專業(yè)知識(shí)的普及力度，提倡建筑合理高效的使用能源。

4 結(jié)論

對(duì)廣州市某城區(qū)居住建筑2011年電能消耗進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，居住建筑平均電能消耗量為45.85kWh/(m2a)，夏季高峰時(shí)段耗電量春季低谷時(shí)段耗電量的2.13倍，該區(qū)域居住建筑用電有明顯的季節(jié)性，在夏季高峰時(shí)段，空調(diào)器耗電量約占建筑總耗電量的53%。該地區(qū)居住建筑可通過(guò)弘揚(yáng)傳統(tǒng)嶺南建筑特色，嚴(yán)格執(zhí)行居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，建造節(jié)能型建筑，依靠科技進(jìn)步，引導(dǎo)居民使用高效空調(diào)設(shè)備，加強(qiáng)建筑節(jié)能專業(yè)知識(shí)普及，引導(dǎo)居民合理用能等途徑降低居住建筑能耗特別是空調(diào)器的耗電量。

[1] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)(JG J75-2003)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003

[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級(jí)(GB1202 1.3-2010)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010

[3] 廣州市統(tǒng)計(jì)局.廣州統(tǒng)計(jì)年鑒2010[M].北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社,2010