安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：居住建筑節(jié)能降碳是減少建設(shè)領(lǐng)域碳排放量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。了解我國居住建筑能耗現(xiàn)狀，研究其節(jié)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(tǒng)計情況，然后綜述了不同氣候地區(qū)居住建筑能耗現(xiàn)狀，*后從新建居住建筑節(jié)能設(shè)計、既有居住建筑節(jié)能改造和提升民眾節(jié)能降碳意識三個方面提出了居住建筑節(jié)能降碳途徑。
關(guān)鍵詞：居住建筑:能耗:節(jié)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。能源作為社會的主要發(fā)展動力，是維系日常生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，關(guān)聯(lián)著各行各業(yè)的可持續(xù)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(jù)《中國建筑能耗研究報告(2020)》，2018年我國建筑全過程能耗總量為21.47億噸標(biāo)煤，占全國能源消費總量比重為46.5%。2018年我國建筑全過程碳排放總量為49.3億噸CO2，占全國能源碳排放比重為51.2%，由此可見，建筑全生命周期的節(jié)能降碳對于“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的達成有著不可忽視的重要性。
據(jù)統(tǒng)計，世界各國的能源消耗有10%~35%來自居住建筑問。根據(jù)《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。隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，居民收人水平日漸提高，空調(diào)、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越普及，導(dǎo)致居住建筑能源消耗亦快速增長，尤其是電力消耗叫。根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒(2021年)》，2019年，全社會用電消費量為74866億kWh，其中，居民生活用電消費量為10637億kWh，同比增長5.76%。由此可見，居住建筑相關(guān)領(lǐng)域的節(jié)能降碳是減少建設(shè)領(lǐng)域碳排放量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
1我國居住建筑能耗統(tǒng)計情況
我國民用建筑能耗統(tǒng)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(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《民用建筑能耗統(tǒng)計報表制度》(試行)[建科函(2007)271號]，自此我國民用建筑能耗統(tǒng)計工作正式展開，而城鎮(zhèn)居住建筑也作為能耗統(tǒng)計對象包含其中。能耗統(tǒng)計工作首先在23個城市試行，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(xiāng)建設(shè)部一共對該統(tǒng)計報表制度進行了六次修訂，同時統(tǒng)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(jié)經(jīng)驗統(tǒng)計對象、統(tǒng)計范圍、統(tǒng)計內(nèi)容、統(tǒng)計方法等逐漸完善例如居住建筑的統(tǒng)計對象*初只有城鎮(zhèn)居住建筑，修訂后將鄉(xiāng)村居住建筑也包括在內(nèi);居住建筑的統(tǒng)計范圍由*初的23個城市擴展至106個城市;居住建筑的統(tǒng)計內(nèi)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?zé)崮芾孟到y(tǒng)內(nèi)容和生物質(zhì)能的調(diào)查等;居住建筑的統(tǒng)計方法由抽樣調(diào)查調(diào)整為重點調(diào)查。在修訂過程中，為了加強對統(tǒng)計工作的管理，提高統(tǒng)計數(shù)據(jù)的質(zhì)量，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2012年9月發(fā)布了《民用建筑能耗和節(jié)能信息統(tǒng)計暫行辦法》，重點對統(tǒng)計機構(gòu)和人員職責(zé)、統(tǒng)計工作的管理、統(tǒng)計資料的管理和發(fā)布、統(tǒng)計工作的考核和獎懲等方面做出了明確的規(guī)定，以解決統(tǒng)計工作中遇到的實際問題。
雖然民用建筑能耗統(tǒng)計工作已實施十多年，但統(tǒng)計數(shù)據(jù)的質(zhì)量尚無法滿足各種節(jié)能降碳工作開展的需求需要進一步提升及完善。
2我國不同氣候地區(qū)居住建筑能耗現(xiàn)狀
我國許多學(xué)者針對不同氣候地區(qū)的居住建筑開展了能耗現(xiàn)狀的研究。張洪恩、鄭武幸對石家莊市(寒冷地區(qū))既有居住建筑進行了抽樣調(diào)查，通過統(tǒng)計397棟各時期既有住宅樓的能耗，計算得出單位面積耗標(biāo)煤約28.0kgce/㎡
統(tǒng)計結(jié)果表明:建造時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(qū))主城五區(qū)的居住建筑開展了調(diào)研工作，通過問卷調(diào)查形式共調(diào)研了298戶居民，調(diào)研結(jié)果表明:該地區(qū)居住建筑單位面積耗標(biāo)煤為4.67kgce/㎡，該值為2015年全國居住建筑能耗指標(biāo)的61%:黃戰(zhàn)等人在馬山市(夏熱冬冷地區(qū))選取了410棟城鎮(zhèn)居住建筑作為研究對象通過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(qū))為7個區(qū)域，采取均勻分布原則，在每個區(qū)域內(nèi)選取6%的典型樓盤作為研究對象，*終確定了10座具有代表性的樣本小區(qū)。統(tǒng)計結(jié)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(zhèn)住宅能耗17kgce/㎡的平均水平：泓霞以等人調(diào)查了上海(夏熱冬冷地區(qū))4個典型的住宅小區(qū)(共包括81棟建筑，3727戶居民)，抽取其中858戶發(fā)放了問卷，共回收有效問卷446份，統(tǒng)計結(jié)果顯示:2009-2010年間，被調(diào)研小區(qū)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(diào)查了徐州市(寒冷地區(qū))區(qū)范圍內(nèi)18個具有代表性的既有居住建筑，調(diào)查表明，徐州市既有居住建筑戶均單位面積電耗243kWh/㎡。李曉瑞川對深圳市(夏熱冬暖地區(qū))居民家庭進行了抽樣調(diào)查，發(fā)放800份問卷，收回580份有效問卷，通過對調(diào)研數(shù)據(jù)進行計算，樣本單位面積電耗為32.18kWh/㎡:雷浩等人調(diào)研了云南昭通市(溫和地區(qū))的15個居住小區(qū)，涉及不同的建設(shè)年代和多種建筑類型，收集到有效問卷527份，獲取了10個居住區(qū)的用能數(shù)據(jù)，調(diào)研結(jié)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(qū)為調(diào)查對象，統(tǒng)計了某城區(qū)478棟居住建筑(近戶居民)2011年的用電情況，調(diào)查結(jié)果顯示，建筑平均電耗為45.85kWh/㎡。能耗數(shù)據(jù)是開展建筑節(jié)能工作的基礎(chǔ)，分析節(jié)能潛力需要以能耗數(shù)據(jù)為依據(jù)。然而目前我國居住建筑能耗統(tǒng)計工作還有待完善，且不同氣候地區(qū)居住建筑能耗現(xiàn)狀差異較大，有針對性的相關(guān)研究數(shù)據(jù)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(xí)慣以及實際能耗數(shù)據(jù)，才能做出較為科學(xué)的判斷，從而提出具體可行的節(jié)能措施。
3居住建筑節(jié)能降碳途徑
居住建筑節(jié)能降碳可以從以下幾個途徑考慮
(1)新建居住建筑節(jié)能設(shè)計。一方面在建筑設(shè)計之初按照《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB55015-2021，全面執(zhí)行新建居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準合理優(yōu)化居住建筑體形系數(shù)、窗墻面積比和圍護結(jié)構(gòu)熱工性能，并充分利用自然通風(fēng)、天然采光、建筑遮陽與保溫隔熱措施;另一方面在建筑建造之時擴大綠色建材應(yīng)用類別和比例，同時盡可能采用高效用能設(shè)備，提高能源和資源利用效率，并充分利用多種類型的可再生能源，從而減少化石能源消耗。
(2)既有居住建筑節(jié)能改造。既有居住建筑節(jié)能改造主要包括圍護結(jié)構(gòu)改造和用能系統(tǒng)改造。
既有居住建筑圍護結(jié)構(gòu)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(nèi)外熱交換的主要通道。外窗節(jié)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?qū)⒃型獯案鼡Q為節(jié)能窗;三是合理加設(shè)外遮陽設(shè)施。目前外墻的節(jié)能改造主要方式為增設(shè)保溫層。屋面的改造可以選擇增加保溫隔熱層、布設(shè)太陽能吸收板、噴涂反射隔熱涂料.平屋頂改坡屋頂、增設(shè)屋頂綠化等措施。
既有居住建筑用能系統(tǒng)改造主要包括照明系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)改造。照明系統(tǒng)改造主要考慮節(jié)能光源以及采用智能控制系統(tǒng)。采暖系統(tǒng)改造需根據(jù)采暖方式具體分析，針對集中式供暖的住宅，考慮采用分戶熱計量裝置，適量、按需供熱，針對分散式設(shè)備供暖的住宅，考慮采用燃氣壁掛爐替代空調(diào)供暖。熱水系統(tǒng)改造優(yōu)先考慮太陽能熱水或空氣源熱泵系統(tǒng)，并設(shè)置自動溫控裝置。
(3)提升民眾節(jié)能降碳意識。充分利用“節(jié)能官傳周”“全國低碳日”等主題活動，通過“線上+線下相結(jié)合的模式，開展節(jié)能宣傳工作。“線上”通過電視臺播放新聞和廣告的形式宣傳日常生活中的節(jié)能措施和途徑。“線下”可以通過在住宅小區(qū)內(nèi)的醒目位置如公告欄、電梯間等張貼節(jié)能宣傳海報，在公共區(qū)域顯示屏上循環(huán)播放節(jié)能降碳知識宣傳片，倡導(dǎo)綠色低碳的消費理念和生活方式，提升民眾的節(jié)能降碳意識。
4安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)
4.1概述
Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實施能源計算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能措施，并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報送能源計算報告。
4.2應(yīng)用場所
適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計、施工和運行維護。
4.3系統(tǒng)功能
4.3.1系統(tǒng)概況
平臺運行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動顯示。
4.3.2用能概況
對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當(dāng)日逐時趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、分時段能耗統(tǒng)計對比、總能耗同環(huán)比對比。
3.3.3用能統(tǒng)計
對建筑、區(qū)域、分項、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進行統(tǒng)計，支持報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進行生成柱狀圖。
3.3.4復(fù)費率統(tǒng)計
復(fù)費率報表按日、月、年統(tǒng)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行統(tǒng)計分析。支持數(shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。
3.3.5同比分析
對建筑、分項、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結(jié)合的方式進行用能數(shù)據(jù)同比分析。
3.3.6能源流向圖
能源流向圖展示單棟建筑相應(yīng)時段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標(biāo)值查看。
3.3.7夜間能耗分析
夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在相應(yīng)時段工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計對比，支持導(dǎo)出報表。
3.3.8設(shè)備管理
設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運行。
3.3.9用戶報告
用戶報告針對選定的建筑自動統(tǒng)計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨的復(fù)費率用能分析，報告可編輯。
4系統(tǒng)硬件配置
| 應(yīng)用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
| 建筑能耗管理系統(tǒng) | Acrel-5000web | 
| 采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)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，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。 |
| 高壓重要回路或低壓進線柜 | APM810 | 
| 具有全電量測量，電能統(tǒng)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(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計，當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時，只需在背部插入對應(yīng)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、出線柜 | AEM96 | 
| 三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信”和“遙控”功能，并具備告警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。 |
| 動力柜 | ACR120EL | 
| 測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。 |
| DTSD1352 | 
| DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)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現(xiàn)數(shù)據(jù)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(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)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現(xiàn)數(shù)據(jù)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，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)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(guī)格10（60）A，有功電能精度1級。無功精度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無線通訊功能，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內(nèi)，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)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RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。 |
5結(jié)語
現(xiàn)階段電力資源的使用需求日益增加，部分地區(qū)存在電力資源供不應(yīng)求的問題，為了使電力資源的應(yīng)用效率逐步提高，使電力資源更好的服務(wù)于社會的發(fā)展，相關(guān)人員需要對電力計量技術(shù)的節(jié)能降耗應(yīng)用提起重視，對電力計量技術(shù)的節(jié)能降耗進行大量分析，探尋電力計量技術(shù)節(jié)能降耗的策略，從而使電力計量技術(shù)的作用充分發(fā)揮，使電力資源的應(yīng)用效率逐步提升。
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