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夏季炎热,冬季潮湿寒冷。
随着经济发展和人民生活水平的提高,该地区城市居民普遍安装了采暖空调设备。
由于没有科学的设计和相应的技术措施,城市住宅夏季空调、冬季采暖能耗急剧上升,能源浪费严重,居民用于能源的支出大幅度增加,居住条件也未得到根本改善。
合肥市地处长江、淮河之间,属于典型的夏热冬冷城市,其住宅能耗已占全社会总能耗的25%。
2006年7月,合肥市被列为国家住宅产业化基地,目的在于建立一套节能省地环保型住宅技术体系,因此,分析合肥市住宅能耗现状,对探讨夏热冬冷城市住宅节能措施具有很强的现实意义。
住宅能耗包括住宅建设能耗(建材生产能耗、建筑物建造能耗)和住宅使用能耗(住宅建筑物内使用能耗)。
在住宅建筑物全生命周期中,约80%的能耗发生在建筑物运行使用过程中,并一直伴随建筑物的使用过程,所以,住宅使用能耗是住宅节能任务中最为重要的部分。
本作品主要调查住宅使用能耗,包括采暖、通风、空调、热水、照明、电气以及办公设备等方面的能耗(厨房炊事涉及较少)。
本作品采用抽样调查的方式,首先分区域,然后分年代、分档次,按一定比例进行,遍及合肥市庐阳、瑶海、蜀山、包河4个区60多个住宅小区,共发放1000份调查问卷,收回有效问卷816份。
被调查的住宅中,2000年以前、2000年~2005年和2005年以后建成的分别占47.5%、31.2%和21.3%;
多层、小高层和高层分别占65.8%、8.2%和26.0%;
居民入住时,毛坯房、简装房、精装房分别占42.4%、40.7%和16.8%,基本上反映了合肥市住宅使用情况。
1合肥市住宅能耗基本状况
1.1住宅能耗方式和能耗水平
调查显示,合肥市91.8%的住宅以电耗为主,8.2%的住宅以热耗为主(见表1)。
住宅电耗中,照明用电占13%;
空调等其他家用电器用电占80%;
家庭办公用电占7%。
夏季与冬季相比,92.8%的居民认为夏季能耗高于冬季。
认为冬季采暖占住宅能耗比重很大的居民占3.2%、认为比重较大的占20.2%;
认为比重较小和很小的分别占53.3%和23.3%。
表1合肥市住宅能耗方式
主要能耗方式
问卷份数
比例(%)
电耗
749
91.8
热耗(主要是供暖)
67
8.2
根据本次调查,合肥市平均每套住宅建筑面积98.3平方米(合肥市房地产局2006年普查数据为96.3平方米/套),每套住宅年能耗费用1710.07元,其中,电费1226.52元;
月能耗费用142.51元,其中,电费102.21元。
住宅单位建筑面积年能耗费用17.4元/平方米,其中,电费12.48元/平方米;
月能耗费用1.45元/平方米,其中,电费1.04元/平方米(见表2)。
单位建筑面积年耗电量22.29千瓦时/平方米,与2008年合肥市供电公司统计的22.88千瓦时/平方米非常接近。
表2合肥市住宅能耗水平
指标
能耗费用
其中:
电费
每套住宅年能耗(元)
1710.07
1226.52
每套住宅月能耗(元)
142.51
102.21
单位建筑面积年能耗(元/平方米)
17.40
12.48
单位建筑面积月能耗(元/平方米)
1.45
1.04
调查还显示,套型建筑面积90平方米以上的住宅平均月能耗费用177.5元,其中,电费134.5元;
单位建筑面积月能耗费用1.41元/平方米,其中,电费1.07元/平方米。
90平方米以下的住宅平均月能耗费用134.8元,其中,电费100.5元;
单位建筑面积月能耗费用1.67元/平方米,其中,电费1.25元/平方米。
户型越大,单套住宅能耗费用越大,但单位建筑面积能耗费用越小。
1.2住宅节能建筑结构使用情况
早在上世纪90年代,合肥市就开始推行建筑节能,当时的琥珀山庄,就曾进行过5种墙体、6种屋面的节能试点。
从2006年4月1日起,合肥市区、开发区新报建的居住、公共建筑,全面施行建筑节能50%的设计标准;
自2008年6月1日起,禁止在框架结构的内隔墙中使用粘土空心砖等粘土类墙体材料;
自2010年6月1日起,禁止在所有建筑工程中使用粘土空心砖等粘土类墙体材料。
本次调查以双层中空玻璃、空心砖、外墙保温层三项指标来衡量节能建筑结构使用情况。
1980年以来,合肥市住宅节能建筑结构使用比率呈逐年上升趋势(见图1、图2、图3)。
图1合肥市住宅使用中空玻璃随时间变化图
图2合肥市住宅使用空心砖随时间变化图
图3合肥市住宅使用外墙保温层随时间变化图
在1980年代以前建设的住宅,双层中空玻璃、空心砖、外墙保温层的使用率几乎为0;
1985年~1990年建设的住宅,三者的使用率分别为10.5%、0和15.7%;
2000年~2005年建设的住宅,三者的使用率分别达到30.1%、24%和55%;
2005年以后建设的住宅,双层中空玻璃、空心砖、外墙保温层使用率分别为57.6%、50%和53%。
2000年特别是2005年以后,三者使用的比重迅速增加,均超过50%。
按合肥市建筑节能规划,2010年,市区新建居住、公共建筑实施节能65%设计标准;
2005年前已建建筑总量25%的既有建筑,通过节能改造后,达到国家提出的节能50%目标;
2020年,既有建筑节能改造完成70%,全市民用建筑建造和使用的能源资源消耗接近或达到现阶段中等发达国家的水平。
2合肥市住宅能耗影响因素分析
2.1节能建筑结构与能耗的关系
调查显示,使用双层中空玻璃、空心砖、外墙保温层等节能建筑结构能降低住宅能耗费用。
根据图4,没有使用任何节能建筑结构的住宅,平均单位建筑面积月能耗费用为1.50元/平方米,其中,电费为1.07元/平方米;
使用一种或两种节能建筑结构的住宅,月能耗费用为1.34元/平方米,其中,电费为0.96元/平方米;
使用三种节能
图4是否使用节能建筑结构单位面积能耗费用对比
建筑结构的住宅,月能耗费用为1.30元/平方米,其中,电费为0.93元/平方米。
随着节能建筑结构使用比率的增加,单位建筑面积能耗费用(电耗费用)呈下降趋势。
运用方差分析,进一步验证上述结论。
根据表3,采用EXCEL分析软件中无重复双因素方差分析,得行P-value值为0.047608,列P-value值为0.008015,均小于显著性水平α=0.05,拒绝原假设。
结果表明:
是否使用节能建筑结构,对住宅的能耗费用具有显著的统计差异;
不同季节,节能建筑结构的应用与住宅的能耗费用也有统计显著差异(计算结果见附表1)。
表3节能建筑结构使用种类不同电耗量对比
单位:
度
种类
最热季节电耗
最冷季节电耗
平均每月电耗
没有使用
965.1
922.3
242.0
使用一种
725.6
380.4
149.2
使用二种
626.0
274.0
183.3
使用三种
485.0
165.0
140.0
注:
三种节能建筑结构指双层中空玻璃、空心砖、外墙保温层。
2.2电器设备使用与能耗的关系
由于合肥市夏热冬冷这一特殊的气候环境,空调已成为住宅使用过程中能耗最大的电器设备。
调查发现,33.6%的住宅有1台空调、29.2%的住宅有2台空调、15.5%的住宅有3台空调、9.2%的住宅有4台空调。
合计起来,87.5%的住宅安装了空调、12.5%住宅没有安装空调,平均每套住宅空调拥有量达到1.75台。
(见图5)
图5合肥市住宅空调拥有比例(%)
有空调的住宅,夏季全部以空调制冷纳凉。
冬季以空调为主要采暖方式的占57.49%;
以电暖器为主要采暖方式的占18.60%;
以集中供热为主要采暖方式的占12.25%;
其他采暖方式占11.63%。
(见表4)在冬季,有空调的住宅,不使用空调的占11.2%。
表4合肥市住宅冬季主要采暖方式
采暖方式
百分比(%)
暖气
110
12.25
空调
469
57.49
电暖器
152
18.60
其他
95
11.63
由于是多项选择,所以比重超过100%
根据本次调查,空调设置在不同的温度段,住宅能耗费用明显不同。
在最热季节,空调温度调控在20℃以下,每套住宅平均电费为213.45元;
在20℃~25℃,平均电费为191.33元;
在26℃,平均电费为148.98元;
在26℃以上,平均电费为145.7元,所以,夏季空调设置温度越低,住宅耗电费用越高。
(见图6)
图6合肥市最热季节空调设置温度与能耗费用关系
图7合肥市最冷季节空调设置温度与能耗费用关系
在最冷季节,空调温度调控在16℃以下,每套住宅平均电费为102.3元;
在16~18℃,平均电费为108.5元;
在19~20℃,平均电费为146.72元;
在20℃以上,平均电费为163.48元,所以,冬季空调设置温度越高,住宅耗电费用越高(见图7)。
采用EXCEL软件中的回归分析得出,最热季节,空调调控温度与能耗费用线性相关系数为r=0.8452;
最冷季节,空调调控温度与能耗费用线性相关系数为r=0.9491,两者均呈现高度相关关系。
(计算结果见附表2、附表3)
此外,冬、夏两季特定温度的设置对能耗有明显的影响,特别是夏季尤为明显。
在816份有效问卷中随机抽取60份,按夏季26℃以上和26℃以下能耗分为两组,做双样本均值差t-检验,结果得出:
P=3.059303-10E,与α=0.05相比,呈现非常明显的差异(计算结果见附表4),这说明夏季将空调温度设定在26℃及以上,住宅能耗明显减少。
2.3居民自身条件与能耗费用的关系
调查发现,住宅能耗与居民年收入呈正相关,低收入人群耗电量较低,高收入人群耗电量较高。
居民年收入在1—3万元之间,住宅
图8合肥市最冷和最热季节平均用电量与居民年收入关系
耗电量变化不大,居民用电需求呈现一定的刚性;
居民年收入超过3万元,住宅耗电费用迅速增加。
(见图8)
采用双样本均值差t-检验加以验证。
同样在816份有效问卷中随机抽取60份,分为居民年收入3万元以上能耗费用和3万元以下能耗费用两组,结果得出:
P=3.5979E-5,与α=0.05相比,呈现非常明显的差异(计算结果见附表5)。
高收入居民,其能耗费用在家庭支出中所占比重较小,对家庭财力影响小,故不太注意节约,使用电器具频繁,所以,能耗较多。
在对不同收入阶层是否愿意参加节能培训的分析中发现,高收入人群和最低收入人群不愿意参加节能培训的比例比其他收入人群要高,主要因为最低收入人群收入低,能耗费用少,节能培训对这一收入人群影响小;
高收入人群不在乎节能所带来的收益,所以,不愿意参加节能培训的比重也较高。
图9合肥市最冷和最热季节平均能耗费用与居民年龄关系
住宅能耗与居民年龄呈现一定的关系,40岁~60岁年龄段的居民,住宅能耗较高,因为其家庭成员较多;
20岁~30岁以及60岁以上居民,住宅能耗较低,因为其家庭成员较少。
在最冷和最热季节,20岁~30岁年龄段,平均每套住宅能耗费用为103.36元,其中,电费为86.36元;
40岁~50岁年龄段,能耗费用和电费分别为160.63元和118.63元;
60岁~70岁年龄段,能耗费用和电费分别为119.91元和80.68元。
(见图9)
住宅能耗与居民文化程度也有一定的关系。
比如,在最热和最冷季节,居民文化程度高,住宅电费也高。
可能因为文化程度高,收入较高,所以用电量也较多。
但高中文化程度以上的居民,随着文化程度的提高,用电量增加比较缓慢。
(见图10)
图10合肥市最冷和最热季节平均用电量与学历关系
居民节能意识也影响住宅能耗水平。
调查表明,67.9%的居民愿意参加节能培训;
32.1%的居民不愿意参加节能培训。
愿意参加节能培训的居民,其住宅单位建筑面积月能耗费用为1.38元/平方米,其中,电费为1.01元/平方米;
不愿意参加节能培训的的居民,其住宅单位建筑面积月能耗费用为1.50元/平方米,其中,电费为1.08元/平方米。
不愿参加节能培训的居民,单位建筑面积的能耗比愿意参加节能培训的居民高8.7%。
愿意参加节能培训的人节能意识较强,住宅能耗较低。
(见图11和图12)
图11是否愿意参加节能培训平均能耗费用对比
图12是否愿意参加节能培训平均耗电费用对比
2.4可再生能源利用与能耗的关系
此次调查分析了太阳能这种可再生能源与能耗费用的关系,主要是太阳能热水器利用与能耗费用的关系。
从问卷中得出,有397户居民使用太阳能热水器,占被调查总数的48.6%。
使用太阳能热水器的住宅,单位建筑面积平均月能耗费用为1.34元/平方米,其中,电费为0.97元/平方米。
最热季节,单位建筑面积电耗费用为5.36元/平方米;
最冷季节,单位建筑面积电耗费用为3.62元/平方米。
图13有无太阳能热水器单位面积能耗费用对比
图14最热季节有无太阳能热水器单位面积电费对比
没有使用太阳能热水器的住宅,单位建筑面积平均月能耗费用为1.48元/平方米(比使用太阳能热水器的住宅高10.4%),其中,电费为1.01元/平方米。
最热季节,单位建筑面积平均电耗费用为5.73元/平方米;
最冷季节,单位面积平均电耗费用为4.33元/平方米。
使用太阳能热水器的住宅,能耗费用较低。
(见图13、图14、图15)
图15最冷季节有无太阳能热水器单位面积电耗费用对比
使用EXCEL软件对是否使用太阳能热水器住宅能耗进行方差分析(见表6)。
结果得出:
列P-value值为0.006736,小于显著性水平0.05,即季节变化对能耗影响较大。
行P-value值为0.187677,大于显著性水平0.05,即无法拒绝原假设,说明有无太阳能热水器对住宅的能耗费用影响不明显(计算结果见附表6)。
此结果可以诠释作为新型、安全、节能、环保的太阳能,目前在居民住宅中使用面较窄,一般仅用于为家庭提供热水,虽然对居民住宅能耗的节约有一定作用,但不显著。
表6有无太阳能热水器单位建筑面积能耗费用
单位:
元/平方米
是否有太阳能热水器
最冷季节
最热季节
平均每月
有
8.55
7.4
1.34
没有
10.06
8.1
1.48
综上所述,节能建筑结构、电器设备使用、居民自身条件、可再生能源利用等因素,对住宅能耗均有影响,其中,节能建筑结构、电器设备使用和居民收入水平与住宅能耗费用的关系较为显著。
3合肥市住宅能耗存在的主要问题
3.1节能建筑结构使用偏少
近年来,虽然节能建筑结构所占比重不断上升,但合肥市整个存量住宅中,没有采用任何节能建筑结构的住宅仍然占绝大多数。
在被调查的住宅中,没有使用双层中空玻璃、空心砖和外墙保温层的占44.5%;
使用其中一种的占26.2%;
使用其中两种的占15.2%;
三种节能建筑结构都采用的仅占14.1%。
(见表7)即使2005年以后建设的住宅,没有使用任何节能建筑结构的住宅还有13.1%;
三种都采用的也只有33.3%。
表7合肥市住宅节能建筑结构使用情况
%
类别
全部住宅
2005年前
2005年后
完全没有
44.5
54.2
13.1
采用一种
26.2
采用两种
15.2
11.4
27.4
采用三种
14.1
33.3
三种节能建筑结构指双层中空玻璃、空心砖和外墙保温层。
据合肥市建委统计,2005年,合肥市区已有建筑面积1.02亿平方米(其中住宅约7000万平方米),建筑能耗约占全市能耗总量的30%。
在2005年建设部对建筑节能专项检查中,合肥市因节能设计执行率仅达到40%、施工图审查通过率为20%、实际执行率不足8%,而受到全国通报批评。
据合肥市建委统计,截至2008年8月,全市节能建筑大约占现有民用建筑总量的30%,而上海、北京等城市节能住宅的比例已占到住宅总量的40%~50%。
导致节能建筑结构总量少的一个重要原因,是节能建筑材料的价格相对较高,增加了开发商建设成本和居民购买成本。
3.2居民节能意识较低
合肥市夏热冬冷,空调使用率较高,但大部分居民在空调使用过程中,节能意识较弱。
据本次调查,夏季,空调温度调控在20℃以下的居民占20%、20~25℃的占45%、26℃的占25%、26℃以上的占15%,设置26℃及以上的仅占35%。
(见图16)
图16合肥市夏季空调温度设置比例(%)
冬季,空调温度设置在16℃以下的居民占2%、16~18℃占16%、19~20℃的占27%、20℃以上的占55%,设置在16~18℃及以下的仅占18%。
(见图17)
图17合肥市冬季空调温度设置比例(%)
即使提供免费节能培训,也有近1/3的居民不愿意接受,文化程度高的居民节能意识也没有预期的好。
问卷显示,81.7%的住户,电器在无人的情况下插头没有拔下。
据报道,我国普通家庭因为未拔下插头平均用电空耗量,每户每月可达3.6度到7.2度,也就是说每天每家只要拔掉一下插头,每月就可节电20千瓦时。
节能意识不强的原因在于:
(1)政策和节能材料宣传力度不够,购买节能住宅增加了业主的成本;
(2)没有形成品牌节能标识;
(3)开发商缺乏对节能住宅的开发和节能住宅意识引导;
(4)居民没有树立全局意识,节能账本不清晰,没有看到节能住宅给他们带来的长远利益;
(5)没有针对居民购买节能住宅的激励政策。
根据本次调查,如果对住宅进行节能改造,超过92%的居民希望在3~5年内收回投资。
没有政府的支持,这很难做到。
虽然有2/3以上的业主愿意参加节能培训,但合肥市还没有专门针对开发商或业主的住宅节能培训机构。
3.3节能技术运用不足
虽然我国住宅节能技术有一定的发展,有自己研发的,也有从国外引进的,但在住宅使用过程中,节能技术和节能产品使用严重不足。
比如,太阳能热水器在合肥市也远远没有普及。
根据本次调查,使用太阳能热水器的住宅占48.6%、使用电热水器的占50.5%、使用燃气热水器的占38.3%(有的住宅同时使用几种热水器,所以比重超过100%)。
大约51.4%的住宅没有安装太阳能热水器,究其原因,33.3%的住宅因为物业管理部门不允许;
27.3%的住宅因为安装麻烦;
25.2%的住宅因为使用不方便;
12.3%的住宅因为价格太高。
虽然使用太阳能热水器,从经济角度来看,效益不是很明显,但作为清洁能源,对环境保护的作用非常大。
又比如遮阳技术。
合肥市夏季温度很高,通过遮阳技术,特别是外遮阳技术,可以把太阳辐射有效地隔离,避免太阳全部或部分直接照射外窗,这样可以大大降低室内的得热量,减少空调负荷,达到节能目的。
到了冬季,由于温度很低,又需要阳光照射外窗,提高室内温度。
外遮阳按使用方式可以分成活动式和固定式两类。
目前,合肥市主要是利用户外遮阳棚来遮阳,属于固定的遮阳方式,冬季需要阳光时无法移开,且容易变脏、清洗困难、容易破损。
还有部分是通过窗户玻璃贴膜或镀膜,以及在室内安装遮阳窗帘如百叶窗。
遮阳窗帘属于内遮阳方式,隔热效果十分有限。
部分遮阳企业已生产出户外电动遮阳篷,可选手摇、电动、无线遥控装置,可配置风光雨感应器,但价格较贵,均在千元以上,通常用于高档店面和别墅,普通住宅使用较少。
3.4节能政策没有落实到位
我国正处于经济快速发展之中,地方政府对节能和环保还不够重视,在住宅节能方面缺乏长期的政策支持。
中共十七大明确指出:
“必须把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。
”目前,推广节能住宅已成为世界各国重要的节约能源措施,但地方政府普遍缺乏对住宅节能实质性的经济激励政策,住宅节能缺乏必要的资金支持,住宅节能尚处于起步阶段,很多情况下只能依靠用户和建设方自发的行为来实现住宅节能目标。
在美国,首先是通过立法推进住宅节能技术的发展和住宅节能政策的实施,一是强制型政策。
住宅物必须达到具体的节能标准,否则,就通不过验收,并可能面临高额罚款。
二是扶持型或鼓励型政策。
达到房屋住宅节能标准的开发商可以享受税收抵扣政策等,比如在现有标准基础上节能30%以上和50%以上的新建住宅,每套住宅可以分别减免税1000美元和2000美元。
目前,充斥合肥市各新建住宅小区的大观景平台、落地门窗和跃层天窗,大多数是不符合夏热冬冷地区气候条件的高能耗住宅。
4提高夏热冬冷地区城市住宅节能水平的建议
根据以上分析,住宅能耗影响因素较多、住宅能耗存在问题较为突出。
针对夏热冬冷城市气候特点,只有政府、开发商和居民,三管齐下,才能真正提高住宅节能水平。
4.1建立健全住宅节能政策支撑体系
地方政府应从战略高度,充分认识到住宅节能的重要性和紧迫性,按照《节约能源法》的要求,结合当地实际,为住宅节能提供重要的制度保障和政策支撑。
4.1.1建立住宅节能工作机制
住宅节能是一个涉及多部门的系统工程,需要发展改革、规划、建设、房产、墙改等多部门的共同配合和协作。
为确保住宅节能工作的顺利推进,必须成立住宅节能工作领导小组,负责组织落实国家和省、市住宅节能有关法律法规和政策、技术标准的贯彻执行。
研究制定住宅节能发展目标、推广重点和政策措施,指导住宅节能的推广应用,协调解决住宅节能工作中存在的问题。
领导小组组长由主管建设工作的领导
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