廣州市區居住建筑能耗現狀與節能措施分析

何敏嫦丁云飛徐曉寧

1廣州市供電局2廣州大學建筑節能研究院

1 引言

我國幅域遼闊，氣候條件差異明顯，建筑用能有明顯的地域特征。廣州是我國南方的特大型城市，地處夏熱冬暖地區，夏季炎熱潮濕，持續時間長，隨著社會經濟的高速發展和人民生活水平的不斷提高，房間空調器已逐漸進入普通城市家庭成為改善室內熱環境的主要設備，而冬季氣候相對溫和，無需專門設置采暖設施，僅在極少部分低溫時段采用直接式電加熱器或熱泵式空調來滿足室內熱舒適要求。在居住建筑能耗結構中除烹調、洗浴部分使用燃氣外，其余均使用電能，因此，本文主要針對廣州地區居住建筑用電情況進行統計分析，研究居住建筑電能消耗狀況及規律，探討該地區居住建筑節能的途徑和方法。

2 居住建筑電能消耗狀況及分析

2.1 統計對象及電能消耗水平

以廣州市某城區居住建筑2011年電能消耗情況為對象，統計了478棟近萬戶居民家庭的電能消耗數據。電能消耗數據按居民電費收繳時間以每2個月為一個單元進行統計，具體用電數據的統計時段為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日共一個完整的用電年周期。通過調查獲取每個家庭的建筑面積，建筑面積含公攤部分。以上述獲取的用電量值及相應的建筑面積計算年單位面積用電量指標。統計結果表明，統計區域居住建筑2011年平均電能消耗量為45.85kWh/(m2a)。

2.2 居住建筑分時段耗電量

圖1是2011年統計區域居住建筑各用電時段耗電量指標圖，從中可以看出，最高耗電量指標出現在8月5日～10月4日時段，為11.696kWh/m2，最低耗電量指標出現在2月5日～4月4日時段，為5.494kWh/m2，高峰時段耗電量是低谷時段耗電量的2.13倍。

圖1 各用電時段耗電量指標

從圖1中可以看出，統計區域居住建筑耗電量有明顯的季節性，2月5日至4月4日時段該地區氣溫相對溫和，居住建筑電能消耗主要是炊事、照明、家用電器的用電負荷，該時段用電量也可看成是本地區居住建筑的基礎用電負荷；12月5日至2月4日時段比2月5日至4月4日時段用電量值略高，這是因為此時段屬冬季，每年約有4～5天氣溫相對較低，居民一般使用電暖器或熱泵式空調器進行短時間取暖；在4月5日至6月4日時段用電量值較前期增加了16.9%，此時段屬春季之交的梅雨季節，氣候潮濕，居住建筑有除濕的需求，許多建筑開啟空調進行除濕或使用家用除濕機進行除濕，導致耗電量的增加，同時，在5月下旬至6月上旬會出現部分相對高溫時段，居民會在部分時段開啟空調，也導致了用電量的上升；在6月5日至8月4日時段、8月5日至10月4日時段用電量值顯著增加，其中8月5日至10月4日時段用電量比2月5日至4月4日時段用電量增加了1.13倍，由于在此時段，廣州處于夏季，氣候炎熱潮濕，城市居住建筑大部分要開啟空調來保持室內相對的熱舒適，導致用電量急劇增加。

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

2.3 居住建筑耗電量與氣候的相關性

圖2是各用電時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月當月平均氣溫超過27℃時，為滿足舒適性要求開始大量使用空調器，7～9月溫度都維持在較高水平，用電量明顯增加，可見，該區域居住建筑耗電量對室外氣象條件依賴性較大。

圖2 耗電量與氣溫關聯圖

3 居住建筑節能措施分析

廣州處于夏熱冬暖地區南區，夏季依賴空調設備維持室內相對舒適的環境，冬季一般無須專門設置供暖設備。該區域居住建筑節能的關鍵在于降低空調設備的耗電量，主要從三個方面采取措施，一是嚴格執行居住建筑節能標準，建造節能型建筑，二是依靠科技進步，引導居民使用高效空調設備，三是加強建筑節能專業知識普及，引導居民合理用能。

3.1 弘揚傳統建筑文化，建造節能型建筑

由于地處亞熱帶地區，長期以來，嶺南地區勞動人民總結出了一套行之有效的改善室內熱舒適的方法，傳統的嶺南建筑十分注重建筑的自然通風、遮陽和外墻隔熱，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。由于城市的快速發展，現代居住建筑受到空間的限制，紛紛向高層發展，逐漸喪失了許多傳統建筑特色，而一些建筑師在建筑設計時又盲目追求視覺效應，導致出現許多大開窗面積卻小開啟率、沒有有效的遮陽隔熱措施的建筑，這些建筑在夏季炎熱季節室內熱環境必須依靠空調來保證，這就導致了建筑的高能耗，而且這種情況將會長久持續下去。目前我國執行的《夏熱冬暖地區居住建筑節能標準》[1]雖然對建筑熱工設計提出了具體要求，但與傳統嶺南民居的自然風格相比還有一定差距。因此，因地制宜，弘揚傳統建筑文化，建造節能型建筑是降低建筑能耗的重要途徑。

3.2 發揮政府主導作用，推廣高效節能型空調器

隨著人民生活水平的不斷提高，房間空調器已從奢侈品成為普通電器進入了平常百姓家庭，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。據統計，廣州城市居民家庭空調器擁有量逐年增加，每百戶家庭房間空調器的擁有量從1998年的107.4臺增加到2010年261臺[2]，如圖3所示，這一數值還會隨著社會經濟的發展不斷增加。因此，要降低居住建筑的電能消耗，必須采用高效節能型空調器。

圖3 廣州市城市居民家庭空調擁有量

隨著科技的不斷進步，我國房間空調器的能效提高較快，對于制冷量（CC）≤4500kW的房間空調器能源效率限定值從2000年的COP=2.3（5級能效）、2005年的COP=2.6（5級能效）逐漸提高到2010年COP=3.2（3級能效）[3]，10年間房間空調器的COP提高了近40%，可見，由于科技的進步所帶來的節能效果非常顯著。但另一方面，由于房間空調器使用壽命長，一般可達8～10年，部分維護保養好的可達12年，由于價格相對便宜，過去所安裝的房間空調器絕大部分是COP為2.3、2.5的空調器，這部分空調器目前仍在運行，這也是導致建筑耗電量居高不下的原因之一。

顯而易見，如采用高效節能空調器，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，不僅具有較大的經濟效益，而且還會產生一定的社會效益。因此，政府應發揮主導作用，制訂鼓勵政策，對使用達一定年限的老舊空調器予以淘汰并給予一定的補貼用于購置高效節能型空調器，同時，加大科研力度，進一步研發新型節能產品。

3.3 加大節能宣傳力度，提倡建筑合理高效用能

近年來，隨著節能減排、低碳經濟等政策宣傳力度不斷加大，已逐漸在全社會形成了節約能源的共識，特別是在建筑節能領域，通過各級政府與社會輿論的不斷宣傳，加之政府強力推行的階梯電價政策，節能意識已逐漸深入人心。但另一方面，節能技術專業知識的普及還相對較弱，如對建筑能效標識、家用電器特別是房間空調器能效標識等專業性知識的了解不多，對空調器的維護、保養及清洗等未引起足夠的重視，高效節能燈的普及面不大，電直接加熱的熱水器仍在大量使用等。總之，目前城市居民的節能行為仍停留在“省著用”的階段，政府及相關部門應加大節能專業知識的普及力度，提倡建筑合理高效的使用能源。

4 結論

對廣州市某城區居住建筑2011年電能消耗進行的統計結果表明，居住建筑平均電能消耗量為45.85kWh/(m2a)，夏季高峰時段耗電量春季低谷時段耗電量的2.13倍，該區域居住建筑用電有明顯的季節性，在夏季高峰時段，空調器耗電量約占建筑總耗電量的53%。該地區居住建筑可通過弘揚傳統嶺南建筑特色，嚴格執行居住建筑節能標準，建造節能型建筑，依靠科技進步，引導居民使用高效空調設備，加強建筑節能專業知識普及，引導居民合理用能等途徑降低居住建筑能耗特別是空調器的耗電量。

[1] 中華人民共和國建設部.夏熱冬暖地區居住建筑節能標準(JG J75-2003)[S].北京:中國建筑工業出版社,2003

[2] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局,中國國家標準化管理委員會.房間空氣調節器能效限定值及能效等級(GB1202 1.3-2010)[S].北京:中國標準出版社,2010

[3] 廣州市統計局.廣州統計年鑒2010[M].北京:中國統計出版社,2010