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產(chǎn)品分類(lèi)摘要:居住建筑節能降碳是減少建設領(lǐng)域碳排放量的關(guān)鍵環(huán)節。了解我國居住建筑能耗現狀,研究其節能降碳途徑對于降低居住建筑能耗水平、減少其碳排放具有重要意義。本文首先分析了我國居住建筑能耗統計情況,然后綜述了不同氣候地區居住建筑能耗現狀,*后從新建居住建筑節能設計、既有居住建筑節能改造和提升民眾節能降碳意識三個(gè)方面提出了居住建筑節能降碳途徑。
關(guān)鍵詞:居住建筑:能耗:節能降碳:改造
0引言
全球正處于城市化快速發(fā)展階段,經(jīng)濟社會(huì )的快速發(fā)展和生活水平的不斷提高使得能源需求及能耗相關(guān)的碳排放日益增加,能源和環(huán)境之間的矛盾日益突出。能源作為社會(huì )的主要發(fā)展動(dòng)力,是維系日常生活的物質(zhì)基礎,關(guān)聯(lián)著(zhù)各行各業(yè)的可持續發(fā)展。全球建筑能耗約占全球能耗總量的30%,建筑用能排放的CO2,占到了全球排放總量的1/3叫。而根據《中國建筑能耗研究報告(2020)》,2018年我國建筑全過(guò)程能耗總量為21.47億噸標煤,占全國能源消費總量比重為46.5%。2018年我國建筑全過(guò)程碳排放總量為49.3億噸CO2,占全國能源碳排放比重為51.2%,由此可見(jiàn),建筑全生命周期的節能降碳對于“雙碳"戰略目標的達成有著(zhù)不可忽視的重要性。
據統計,世界各國的能源消耗有10%~35%來(lái)自居住建筑問(wèn)。根據《中國建筑能耗研究報告(2020)》我國2018年居住建筑運行階段能源消耗占全國建筑運行階段能源消耗61.7%,居住建筑運行階段碳排放占全國建筑運行階段碳排放62.9%P。隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )的不斷發(fā)展,居民收人水平日漸提高,空調、電視機、投影儀、電熱水器、地暖及名式名樣的智能家電等電器越來(lái)越普及,導致居住建筑能源消耗亦快速增長(cháng),尤其是電力消耗叫。根據《中國統計年鑒(2021年)》,2019年,全社會(huì )用電消費量為74866億kWh,其中,居民生活用電消費量為10637億kWh,同比增長(cháng)5.76%。由此可見(jiàn),居住建筑相關(guān)領(lǐng)域的節能降碳是減少建設領(lǐng)域碳排放量的關(guān)鍵環(huán)節。
1我國居住建筑能耗統計情況
我國民用建筑能耗統計工作起步較晚。為了解和掌握民用建筑能源消耗情況,2007年住房和城鄉建設部發(fā)布了《民用建筑能耗統計報表制度》(試行)[建科函(2007)271號],自此我國民用建筑能耗統計工作正式展開(kāi),而城鎮居住建筑也作為能耗統計對象包含其中。能耗統計工作首先在23個(gè)城市試行,其中包括北京、石家莊、哈爾濱、上海、深圳、西安等。
累計至2021年住房和城鄉建設部一共對該統計報表制度進(jìn)行了六次修訂,同時(shí)統計工作不斷擴充細化,逐漸擴展至全國范圍。在多次修訂中,不斷總結經(jīng)驗統計對象、統計范圍、統計內容、統計方法等逐漸完善例如居住建筑的統計對象*初只有城鎮居住建筑,修訂后將鄉村居住建筑也包括在內;居住建筑的統計范圍由*初的23個(gè)城市擴展至106個(gè)城市;居住建筑的統計內容除能源消耗之外增加了水資源消耗,可再生能源利用方面增加了地熱能利用系統內容和生物質(zhì)能的調查等;居住建筑的統計方法由抽樣調查調整為重點(diǎn)調查。在修訂過(guò)程中,為了加強對統計工作的管理,提高統計數據的質(zhì)量,住房和城鄉建設部于2012年9月發(fā)布了《民用建筑能耗和節能信息統計暫行辦法》,重點(diǎn)對統計機構和人員職責、統計工作的管理、統計資料的管理和發(fā)布、統計工作的考核和獎懲等方面做出了明確的規定,以解決統計工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題。
雖然民用建筑能耗統計工作已實(shí)施十多年,但統計數據的質(zhì)量尚無(wú)法滿(mǎn)足各種節能降碳工作開(kāi)展的需求需要進(jìn)一步提升及完善。
2我國不同氣候地區居住建筑能耗現狀
我國許多學(xué)者針對不同氣候地區的居住建筑開(kāi)展了能耗現狀的研究。張洪恩、鄭武幸對石家莊市(寒冷地區)既有居住建筑進(jìn)行了抽樣調查,通過(guò)統計397棟各時(shí)期既有住宅樓的能耗,計算得出單位面積耗標煤約28.0kgce/㎡
統計結果表明:建造時(shí)期越早的居住建筑單位面積能耗越大:潘斗松等人針對昆明市(溫和地區)主城五區的居住建筑開(kāi)展了調研工作,通過(guò)問(wèn)卷調查形式共調研了298戶(hù)居民,調研結果表明:該地區居住建筑單位面積耗標煤為4.67kgce/㎡,該值為2015年全國居住建筑能耗指標的61%:黃戰等人在馬山市(夏熱冬冷地區)選取了410棟城鎮居住建筑作為研究對象通過(guò)計算得出樣本建筑的單位面積綜合能耗為10.02kgce/㎡;彭娜等人將西安市(寒冷地區)為7個(gè)區域,采取均勻分布原則,在每個(gè)區域內選取6%的典型樓盤(pán)作為研究對象,*終確定了10座具有代表性的樣本小區。統計結果顯示,西安市居住建筑單位面積綜合能耗約為19.01kgce/㎡,略高于全國城鎮住宅能耗17kgce/㎡的平均水平:泓霞以等人調查了上海(夏熱冬冷地區)4個(gè)典型的住宅小區(共包括81棟建筑,3727戶(hù)居民),抽取其中858戶(hù)發(fā)放了問(wèn)卷,共回收有效問(wèn)卷446份,統計結果顯示:2009-2010年間,被調研小區單位建筑面積用電31.4kWh/㎡,單位建筑面積能耗為12.9kgce/㎡:田國華[等人調查了徐州市(寒冷地區)區范圍內18個(gè)具有代表性的既有居住建筑,調查表明,徐州市既有居住建筑戶(hù)均單位面積電耗243kWh/㎡。李曉瑞川對深圳市(夏熱冬暖地區)居民家庭進(jìn)行了抽樣調查,發(fā)放800份問(wèn)卷,收回580份有效問(wèn)卷,通過(guò)對調研數據進(jìn)行計算,樣本單位面積電耗為32.18kWh/㎡:雷浩等人調研了云南昭通市(溫和地區)的15個(gè)居住小區,涉及不同的建設年代和多種建筑類(lèi)型,收集到有效問(wèn)卷527份,獲取了10個(gè)居住區的用能數據,調研結果表明:建筑年代為1990-2000年、2000-2010年及2010年以后的居住建筑單位面積用電能耗分別為34.14kWh/㎡、30.65kWh/㎡31.90kWh/㎡何敏嫦等人以廣州市(夏熱冬暖地區為調查對象,統計了某城區478棟居住建筑(近戶(hù)居民)2011年的用電情況,調查結果顯示,建筑平均電耗為45.85kWh/㎡。能耗數據是開(kāi)展建筑節能工作的基礎,分析節能潛力需要以能耗數據為依據。然而目前我國居住建筑能耗統計工作還有待完善,且不同氣候地區居住建筑能耗現狀差異較大,有針對性的相關(guān)研究數據較少,而只有詳細的了解居住建筑的基本信息、居民的用能習慣以及實(shí)際能耗數據,才能做出較為科學(xué)的判斷,從而提出具體可行的節能措施。
3居住建筑節能降碳途徑
居住建筑節能降碳可以從以下幾個(gè)途徑考慮
(1)新建居住建筑節能設計。一方面在建筑設計之初按照《建筑節能與可再生能源利用通用規范》GB55015-2021,全面執行新建居住建筑節能設計標準合理優(yōu)化居住建筑體形系數、窗墻面積比和圍護結構熱工性能,并充分利用自然通風(fēng)、天然采光、建筑遮陽(yáng)與保溫隔熱措施;另一方面在建筑建造之時(shí)擴大綠色建材應用類(lèi)別和比例,同時(shí)盡可能采用高效用能設備,提高能源和資源利用效率,并充分利用多種類(lèi)型的可再生能源,從而減少化石能源消耗。
(2)既有居住建筑節能改造。既有居住建筑節能改造主要包括圍護結構改造和用能系統改造。
既有居住建筑圍護結構改造主要包括外窗、外墻和屋面改造。外窗具有采光、通風(fēng)的作用,是室內外熱交換的主要通道。外窗節能改造有以下幾種方式:一是提高外窗的氣密性;二是外窗貼隔熱膜或將原有外窗更換為節能窗;三是合理加設外遮陽(yáng)設施。目前外墻的節能改造主要方式為增設保溫層。屋面的改造可以選擇增加保溫隔熱層、布設太陽(yáng)能吸收板、噴涂反射隔熱涂料.平屋頂改坡屋頂、增設屋頂綠化等措施。
既有居住建筑用能系統改造主要包括照明系統、采暖系統和熱水系統改造。照明系統改造主要考慮節能光源以及采用智能控制系統。采暖系統改造需根據采暖方式具體分析,針對集中式供暖的住宅,考慮采用分戶(hù)熱計量裝置,適量、按需供熱,針對分散式設備供暖的住宅,考慮采用燃氣壁掛爐替代空調供暖。熱水系統改造優(yōu)先考慮太陽(yáng)能熱水或空氣源熱泵系統,并設置自動(dòng)溫控裝置。
(3)提升民眾節能降碳意識。充分利用“節能官傳周"“全國低碳日"等主題活動(dòng),通過(guò)“線(xiàn)上+線(xiàn)下相結合的模式,開(kāi)展節能宣傳工作?!熬€(xiàn)上"通過(guò)電視臺播放新聞和廣告的形式宣傳日常生活中的節能措施和途徑?!熬€(xiàn)下"可以通過(guò)在住宅小區內的醒目位置如公告欄、電梯間等張貼節能宣傳海報,在公共區域顯示屏上循環(huán)播放節能降碳知識宣傳片,倡導綠色低碳的消費理念和生活方式,提升民眾的節能降碳意識。
4安科瑞建筑能耗分析系統
4.1概述
Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶(hù)端能源管理分析系統,在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析,通過(guò)對用戶(hù)端所有能耗進(jìn)行細分和統計,以直觀(guān)的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類(lèi)能源的使用消耗情況,便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習慣,有效節約能源,為用戶(hù)進(jìn)一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶(hù)可按照國家有關(guān)規定實(shí)施能源計算,分析現狀,查找問(wèn)題,挖掘節能潛力,提出切實(shí)可行的節能措施,并向縣級以上管理節能工作的部門(mén)報送能源計算報告。
4.2應用場(chǎng)所
適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區、大型物業(yè)、學(xué)校、醫院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。
4.3系統功能
4.3.1系統概況
平臺運行狀態(tài),當月能耗折算、地圖導航,各能耗逐時(shí)、逐月曲線(xiàn),當日,當月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。
4.3.2用能概況
對建筑、部門(mén)、區域、支路、分類(lèi)分項等用能進(jìn)行對比,支持當日逐時(shí)趨勢、當月逐日趨勢曲線(xiàn)、分時(shí)段能耗統計對比、總能耗同環(huán)比對比。
4.3.3用能統計
對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類(lèi)能源用能進(jìn)行統計,支持報表數據導出EXCEL,支持選擇建筑數據進(jìn)行生成柱狀圖。
4.3.4復費率統計
復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進(jìn)行統計分析。支持數據導出到EXCEL。
4.3.5同比分析
對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進(jìn)行用能數據同比分析。
4.3.6能源流向圖
能源流向圖展示單棟建筑時(shí)段內各類(lèi)能源從源頭到末端的的能源流向,支持按原始值和折標值查看。
4.3.7夜間能耗分析
夜間能耗以表格、曲線(xiàn)、餅圖等形式對選擇支路分類(lèi)能源在時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統計對比,支持導出報表。
4.3.8設備管理
設備管理包括,設備類(lèi)型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶(hù)合理管理設備,確保設備的運行。
4.3.9用戶(hù)報告
用戶(hù)報告針對選定的建筑自動(dòng)統計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢,并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結果,針對用電提供單獨的復費率用能分析,報告可編輯。
5.系統硬件配置
應用場(chǎng)景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
建筑能耗管理系統 | Acrel-5000web | 采用泛在物聯(lián)、云計算、大數據、移動(dòng)通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶(hù)提供能源數據采集、統計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務(wù),平臺可以廣泛應用于多種領(lǐng)域。 | |
智能網(wǎng)關(guān) | ANet-1E2S1 | 采用嵌入式硬件計算機平臺,具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò )接口,作為信息采集系統中采集終端與平臺系統間的橋梁,能夠根據不同的采集規約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總,并使用相應的規約轉發(fā)現場(chǎng)設備的數據給平臺系統。 | |
高壓重要回路或低壓進(jìn)線(xiàn)柜 | APM810 | 具有全電量測量,電能統計,電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò )通訊等功能,主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計,當客戶(hù)需要增加開(kāi)關(guān)量輸入輸出,模擬量輸入輸出,SD卡記錄,以太網(wǎng)通訊時(shí),只需在背部插入對應模塊即可。 | |
APM520 | 三相全電量測量,2-63次諧波,不平衡度,支持付費率,越限告警,SOE,4-20mA輸出。 | ||
低壓聯(lián)絡(luò )柜、出線(xiàn)柜 | AEM96 | 三相多功能電能表,均集成三相電力參數測量及電能計量及考核管理,提供上24時(shí)、上31日以及上12月的電能數據統計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測,帶有開(kāi)關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現“遙信"和“遙控"功能,并具備告警輸出,可廣泛應用于多種控制系統,SCADA系統和能源管理系統中。 | |
動(dòng)力柜 | ACR120EL | 測量所有的常用電力參數,如三相電流、電壓,有功、無(wú)功功率,電度,諧波等,并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能,非常適合于實(shí)時(shí)電力監控系統。 | |
DTSD1352 | DIN35mm導軌式安裝結構,體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進(jìn)行時(shí)鐘、費率時(shí)段等參數設置,精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求,并且具有電能脈沖輸出功能;可用RS485通訊接口與上位機實(shí)現數據交換。 | ||
AEW100 | 三相全電量測量,剩余電流、2-63次諧波,支持付費率,量值、電纜溫度,可選2G/4G通訊。 |
照明箱 | DTSD1352 | DIN35mm導軌式安裝結構,體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進(jìn)行時(shí)鐘、費率時(shí)段等參數設置,精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求,并且具有電能脈沖輸出功能;可用RS485通訊接口與上位機實(shí)現數據交換。 | |
DDSD1352 | DDSD1352單相電子式電能表主要用于計量低壓網(wǎng)絡(luò )的單相有功電能,同時(shí)可測量電壓、電流、功率等電量,具有紅外通訊功能,并可選配RS485通訊功能,方便用戶(hù)進(jìn)行用電監測、集抄和管理??伸`活安裝于配電箱內,實(shí)現對不同區域和不同負荷的分項電能計量,統計和分析。 | ||
DDS1352 | 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,正反向電能計量,紅外及RS485通訊,電流規格10(60)A,有功電能精度1級。無(wú)功精度2級,尺寸:1P | ||
ADW300/4G | 計量低壓網(wǎng)絡(luò )的三相有功電能,具有RS485通訊和470MHz無(wú)線(xiàn)通訊功能,方便用戶(hù)進(jìn)行用電監測、集抄和管理??伸`活安裝于配電箱內,實(shí)現對不同區域和不同負荷的分項電能計量,統計和分析。 | ||
ARCM300T-Z-4G | 三相全電量測量,剩余電流、2-63次諧波,支持付費率,量值、電纜溫度,可選2G/4G通訊。 | ||
給水管道 | 水表 | 計量流經(jīng)給水管道用水的體積總量,適用于單向水流,采用電子直讀技術(shù),通過(guò)RS485總線(xiàn)直接輸出表盤(pán)數據。 |
6結語(yǔ)
居住建筑節能降碳要因地制宜,統籌兼顧。居住建筑能耗受地理情況、氣候條件、建筑形式與居民生活習慣等多方面因素影響,不管是新建居住建筑節能設計還是既有居住建筑節能改造,都要充分考慮地區特色,具體情況具體分析,同時(shí)既有居住建筑節能改造還需要在了解其能耗現狀的基礎上,考慮改造措施的技術(shù)可行性、經(jīng)濟可行性以及居民的意愿,探索適宜的居住建筑節能降碳措施。
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