中国建筑节能现状分析

1 月平均 气温 - 0. 4
0. 5 - 0. 8 - 2. 2 1. 9( min)
5. 2 7. 7 5. 0 14. 6 7. 3 - 2. 3 3. 7 - 19. 2 - 4. 3
7 月平均 气温
17. 9 16. 8 18. 3 17. 3 31. 2( max) 25. 2 18. 1 26. 0 23. 5 24. 0 22. 3 27. 8 22. 8 25. 9
考察一个国家的建筑能耗情况, 不能脱离当地 的气候条件和经济发展水平。表 1 为我国城市气候 与发达国家城市气候的比较, 可以看出, 我国城市的 采暖度日数比同纬度甚至高纬度 的发达国家城市 高, 7 月的平均气温比同纬度乃至低纬度的发达国 家城市高, 而且我国哈尔滨和北京的采暖度日数是 在采暖期内统计的, 这说明我国城市的采暖需求比 发达国家大得多, 除了采暖需求, 夏季还有较大的供 冷需求。
室温条件下, 北京住宅建筑的采暖负荷大致是德国 的 3~ 4 倍。但负荷并不等于能耗, 能耗与室内设定 温度、采暖系统能效, 特别是使用时间有很大关系。 德国没有采暖期的概念, 只要夜间温度足够低, 即使 在 9 月或是 5 月, 也会启动采暖设备。由于我国城 市采暖度日数普遍高于德国城市, 因此合理的住宅 建筑能耗比较应该是用单位面积单位度日数的能耗
图 3 为中国部分城市和地区办公楼能耗调查结 果与日本省能中心( ECCJ) 调查结果的比较, 可以看 出, 除了北京、天津和台湾地区以外, 我国其它城市 办公楼能耗均小于日本的办公楼能耗。日本的发电 效率高于中国, 其电力 一次能换算采用 2 200 kCal kWh, 而我国则是 2 900 kCal kWh。如果我国的发电 效率能达到日本的水平( 近年来我国发电效率逐年 有所提高) , 则我国公共建筑能耗还可能更低。
北京 1995 年节能标准
0. 82 4. 00 0. 60
2004 年北京 65% 标准 4 层及以上 0. 60 3 层及以下 0. 45
2. 80
4 层及以上 0. 60 3 层及以下 0. 45
哈尔滨 20 世纪 80 年代 1995 年节能标准
0. 73
0. 40
3. 26
2. 50
0. 64
效率。 4) 图 3 中数据都是均值。各地调查也发现, 能
耗最大的办公楼能耗 值是能耗最小的办公楼 的几
倍, 所以图 3 并不能证明各地没有高能耗公共建筑。 根据上面的分析, 是不是说中国就不需要搞建
筑节能了? 显然不是的。这恰恰证明, 必须认真分 析中国的国情, 科学地、理性地、有重点地、有针对性 地发展我国的建筑节能事业。归纳如下:
数居民使用空调的时间并不多。根据上海的调查, 一般家庭年使用空调只有 600~ 800 h, 有超过一半 的家 庭 冬季 从 来不 使 用空 调 ( 热 泵) 。 根据 上 海 2004 年 1 万户家庭的调查, 平均一次能耗( 包括电 力和燃气) 只有 973 kgce 户( 折合 13 7 kgce ( m2 a) 或 166 3 MJ ( m2 a) ) , 是美国家 庭平均能 耗( 3 320 kgce 户) 的 1 3~ 1 4。上 海 平均 每 户年 耗电 2 081 kWh, 低于美国 2001 年平均家庭空调( 单供冷) 耗电 ( 2 263 kWh) , 是美国家庭平均耗电( 10 656 kWh) 的 1 5。因此, 认为我国建筑能耗已经是发达国家的几 倍的提法并不准确, 客观上为 中国能源威胁论 制 造了口实。
为了方便比较, 将住宅建筑单位面积单位度日 数能耗值绘成直方图, 见图 1。很明显, 除了北京和 鞍山, 其它城市的采暖能耗同德国差不多。但是, 这 其中有几点是不可比的: 首先, 如上所述, 德国没有 采暖期的概念。其次, 由于德国建筑围护结构保温 良好, 尤其是门窗的质量和热性能是世界一流的, 因 此, 保证了室内温度的均匀性和环境的舒适性, 即提 供采暖的质量是不一样。再者, 德国采暖系统技术 也是世界一流的, 系统调节性能好, 可以完全根据用 户需求自主调节供热量, 不会出现过冷和过热, 也就 是说, 可保证采暖的能耗 物尽其用 , 消耗的能源完 全用来满足需求, 没有浪费。
纬度
52 53~ 55 49~ 51 47~ 49
42 35. 7 37. 6 33. 7
34 38. 7 29.来自百度文库7
31 45 40
采暖度 日数 d 2 540 3 156 3 010 3 061 1 570 1 579 1 675 1 662 1 274 1 527 1 371 1 691 5 032 2 699
0. 30
表 3 中国部分城市住宅建筑采暖能耗与德国平均值的比较
纬度 采暖度日数 d 能耗 ( kgce m2 ) 能耗 ( kWh m2 ) 单位面积单位度日数能耗 ( kWh ( m2 d) )
北京 39
2 699 26. 9 219
0. 081 1
哈尔滨 45
5 032 26. 1 212
0. 042 1
[ Keywords] building efficiency, building energy consumption, residential building, public building
我国建筑能耗的现状如何? 可以用一句话来概 括: 建筑能源消费水平低、能源浪费严重、用能效率 不高、能耗增长潜力大。
长春 43
4 642 25. 8 209
0. 045 0
鞍山 41
3 283 33. 6 274
0. 083 5
唐山 39
2 853 18 147
0. 051 5
太原 37
3 160 18. 8 153
0. 048 4
兰州 36
3 094 17. 4 147
0. 047 5
包头 40
4 017 24 194
值, 表 3 给出了我国部分城市住宅建筑采暖能耗与 德国平均值的比较结果。
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建筑科学
第 24 卷
德国 EnEV 2004
外墙 窗户 屋顶
内保温 0 45 外保温 0. 35
1. 70
坡屋顶 0. 30 平屋顶 0. 25
表 2 中国与德 国围护结构热工性能(传热系数) 比较
W ( m2 K)
20 世纪 80 年代 1. 28 6. 40 0. 91
[ 摘 要] 本文根据住宅建筑和公共建筑二方面的 能耗数据, 分析了中国建 筑能源消费 水平低、能源浪费 严重、用能效率
不高、能耗增长潜力大的总体形势, 并提出了对策。
[ 关键词] 建筑节能; 建筑能耗; 住宅建筑; 公共建筑
[ 中图分类号] TU111 19+ 5
[ 文献标识码] A
Status Analysis of Building Energy Efficiency in China
图 2 中国城镇每百户家庭房间空调器拥有量的增长
再看公共建筑。近年来很多城市对公共建筑能 耗做了调研。但因为迄今为止还没有开展正规的建 筑能耗统计和建筑能源审计, 加之各地能够接受调
第 10 期
龙惟定, 等: 中国建筑节能现状分析
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查的楼宇样本数有限, 所以各地调查数据并不一定 反映当地能耗现状。在数据采集上, 以电力、燃气等 用表具按月计量的数据最为准确, 像燃油等批量采 购的数据, 特别是北京地区市政热网供热按建筑面 积打包收费的耗热量数据, 在各项调查中要么是估 值、要么干脆回避。笔者采用按住宅建筑 2004 年调 研中的采暖能耗量来替代, 另外, 在各地公开发表的 调查数据中, 笔者尽量弃用带有商场的办公楼的能 耗数据。
第 24 卷第 10 期 2008 年 10 月
[ 文章编号] 1002- 8528( 2008) 10-0001- 03
建筑科学
BUILDING SCIENCE
Vol 24, No 10 Oct. 2008
中国建筑节能现状分析
龙惟定, 白 玮, 马素贞, 范 蕊 ( 同济 大学 建筑节能与新能源研究中心, 上海 200092)
[ 收稿日期] 2008-05-04 [ 作者简介] 龙惟定( 1946-) , 男, 教授, 博士生导师 [ 联系方式] weidinglong@ mail. tongji. edu. cn
表 1 中国城市气候与发达国家城市气候的比较
城市
柏林 汉堡 纽伦堡 慕尼黑 罗马 东京 旧金山 亚特兰大 洛杉矶 达维斯 休斯顿 上海 哈尔滨 北京
图 1 中国住宅建筑单位面积单 位度日数采暖 能耗与德国平均值的比较
我国还有一半的住宅建筑地处夏热冬冷和夏热 冬暖地区, 传统上是没有采暖的。随着经济发展和 气候变暖, 近几年包括寒冷地区在内, 我国城市家庭 空调器的拥 有量呈 快速增 长的态 势( 见 图 2) 。但 是, 由于电费与收入相比, 还占较高的比例, 因此, 多
2) 对既有采暖住宅建筑的围护结构进行节能改 造, 重点应放在窗户的改造上, 特别要发展不动窗框 而改造窗户的产品和技术。
我国与发达国家在建筑节能上的差距, 主要表 现在 3 方面, 建筑围护结构热工性能; 集中空调采暖 系统的系统效率和运行管理水平。表 2 为我国与德 国围护结构热工性能的比较, 可以看出: 1) 与德国节 能标准相比, 我国采暖建筑围护结构的最薄弱环节 是窗的热工性能; 2) 我国建筑采暖负 荷大于德国。 如果以北京 20 世纪 80 年代保温水平计算, 在同样
LONG Wei-ding, BAI Wei , MA Su-zhen, FAN Rui
( Resear ch Center of Building Energy and N ew Energy , Tongj i University , Shanghai 200092, China)
[ Abstract] In this paper, based on energy consumption data of residential and public buildings, the issues including overall trend of buildings low energy consumption level, serious energy waste, low energy efficiency and large increase potential of energy consumption in China were analyzed, and the proposals were provided.
图 3 中国部分城市和地区办公楼能耗调查结果 与日本省能中心( ECCJ) 调查 结果的比较
对图 3 进行分析, 可以发现以下问题: 1) 日本办公楼能耗比中国多数城市高的主要原 因, 笔者也曾多次与日本学者探讨, 可以归结为, 日 本办公楼空调运行时间长, 晚上有人加班, 整栋楼的 空调都会运行; 日本的 大楼管理法 对办公楼室内 空气品质做了法律规定, 必须确保新风量和空气处 理装置的过滤级别。因此, 日本建筑节能的归宿是 以人为本 。 2) 我国台湾地区办公楼建筑能耗与日本基本相 当, 是不是也是出于上述原因, 笔者没有调查, 无法 妄下结论。 3) 我国北京、天津的办公楼建筑能耗高于日本, 完全是由于采暖系统的低效率所造成的。像广州、 深圳这样基本没有采暖负荷的地区, 其能耗值要低 于其它城市, 也说明空调供冷效率远大于集中供热
1) 根据文中的分析, 北京地区按 节能 50% 标 准设计的住宅建筑, 其理论采暖能耗值是 13 5 kgce ( m2 a) , 与上海 2004 年住宅建筑全年能耗相当。由 此可见, 采 暖能耗在我国建筑能耗中占有 半 壁江 山 , 建筑节能的重点应是采暖建筑的节能。要实现 实质性建筑节能, 就应该重视既有采暖建筑的节能。
0. 048 3
德国 -
3 043 17. 8 145
0. 047 7
注: 1) 本表国内城市住宅建筑采暖能耗值源自文献[ 1] , 北京市住宅建筑采暖能耗值源自文献[ 2] , 德国住宅建筑采暖能耗 值源自文献[ 3] ; 2) 我国城市采暖度日数除鞍山、包头外均为最新研究成果, 仅指各地采暖期内的度日数; 3) 德国采暖度日数是 2000~ 2004 年的平均值。