中外建筑能耗比较分析孙宝冬

中外建筑能耗比较分析孙宝冬

孙宝冬

中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司

摘要：本文对中外建筑用能分类和各类能耗数据进行了比较，分析了能耗差别产生的原因，并在此基础上总结了我国建筑用能总体状况和节能潜力。同时指出各国能耗数据统计体系的差别，并提出数据比较应注意这些差别的影响。

关键词：建筑能耗；对比

引言

比较中外建筑能耗统计数据，对能耗差别的原因进行深入研究，可帮助我们更好地分析我国建筑用能现状、预测发展趋势，从而为制定相关政策和经济激励政策，引导建筑节能的发展提供依据。

根据国际上对建筑能耗统计的惯例，本文中的建筑能耗均指民用建筑运行使用过程中消耗的能源，不包括建筑材料生产用能、建筑材料运输用能、房屋建造和维修过程中的用能。即研究民用建筑物内照明、采暖、空调和各类建筑内使用电器的能耗。

1建筑能耗分类

建筑能耗数据统计是建筑节能工作的基础，而根据建筑能耗特点对建筑的分类又是能耗统计工作的基础。欧美发达国家在进行建筑能耗统计时，将民用建筑分类为居住建筑（Reside-ntialBuilding）和商业建筑（CommercialBuilding）。建筑细分中，居住建筑按体量分为单体住宅/别墅（singlehouse）和公寓楼（multi-house）;商业建筑按功能细分为办公(office)、商场（shoppingcenter）、酒店/旅馆（hotel）、医院（hospital）、学校（school），等等。在统计结果中，根据建筑需求，分列采暖、空调、生活热水、炊事、照明、其他电器等项各自的能源消耗。

2建筑总能耗

2004年，我国建筑能耗为1.7亿tce加5900亿kWh电，折合人均能耗937kWh/a，占我国社会总商品能耗的18.8％。目前主要发达国家的建筑能耗均已占社会总能耗的1/3左右。

将我国建筑能耗与其他发达国家相比，可以发现，无论是单位面积能耗还是人均能耗，我国都远低于发达国家水平。此外，我国城乡用能存在很大差异，即使只看我国城镇的建筑能耗，还是大大低于发达国家的平均水平。这主要是与我国建筑用能设备的数量、种类和使用方式与发达国家不同有关。以下就各类建筑能耗分别进行中外对比和分析。

3北方建筑采暖能耗

3.1采暖建筑物耗热量的数据比较

气候与我国北方相似的欧洲国家中，有很大比例的采暖依靠建筑物内的分散锅炉（燃气、燃油）或电采暖，而使用集中采暖方式的建筑物，也多在建筑物入口处安装热量计量装置。在欧洲国家，无论是建筑设计标准还是能耗统计数据，一般都指建筑物内的实际耗热量。

在我国，建筑总能耗的约40％用于北方城镇的冬季采暖，采暖地区约70%的面积采用集中供热系统。按照北方65亿m2采暖建筑的平均能耗计算，单位面积的能耗约为20kgce/m2•a，按低位发热量折合162kWh/m2•a。这里的能耗是指热源处的实际耗热，即建筑物所耗热量与各种损失之和（这里损失包括热源处损失、管网输送损失、建筑间失调损失，在我国约占采暖能耗的40%～50%）。可见我国北方城镇和欧洲国家的采暖能耗指的不是同一对象。因此绝不能简单地将我国20kgce/m2•a与欧洲的采暖标准或统计数据相比较，否则只能得到一些没有意义的结果。

由于缺乏楼内采暖热量计量，我国目前缺乏与欧洲国家对应的大量建筑物内采暖能耗数据。但若按我国现在的采暖设计标准计算，考察1995年以后设计的节能建筑，北京、河北、山西等地的平均采暖季耗热量约为60kWh/m2•a，东北三省约为80～90kWh/m2•a。清华大学曾在2005～2006年采暖季对北京一些居民小区进行了建筑物实际耗热量的测试，建筑年代跨越20世纪70年代～21世纪初，都是公寓楼，包括了外保温、内保温、37砖墙、24砖墙等各种外墙形式。从实际的测试结果发现，北京这些居民楼的采暖季实际耗热量大多为70～90kWh/m2•a，测试的48座楼平均为83kWh/m2•a。

根据一些公开的统计资料，欧洲一些国家的建筑物采暖季耗热量。比较该项能耗，可看出我国北方城镇的建筑耗热量低于欧洲的国家。而目前的美国与日本的采暖能耗数据全国平均值分别为104和42.4kWh/m2•a（均为2004年数值），由于两国都是南北跨度较大的国家，包含多个气候区，故全国平均的采暖能耗不能反映其特点，因此不在这里进行比较。

3.2建筑物采暖耗热量的影响因素

不同国家有不同的气候、建筑和采暖形式，不同的采暖行为。简单地说，建筑采暖能耗与建筑冬季的实际耗热量、采暖管网效率和热源效率有关。当建筑物采暖耗热量一定时，采暖系统效率和热源效率越高，实际的建筑采暖能耗就越小。

建筑耗热量与采暖方式无关，由气候、建筑形式和采暖行为决定。

（1）气候对建筑耗热量的影响

气候对建筑耗热量的影响可反映于采暖期度日数（指室内基准温度与采暖期室外平均温度之间的温差，乘以采暖期天数的数值，单位℃•d）。采暖期度日数越大，即天越冷，在同样建筑保温条件下，要达到同样的室温就要消耗越多的能源。各国的度日数基准温度各国的规定不同，中国北方为18℃，美国为65F（18.3℃），芬兰15℃，见表1。

建筑形式对建筑耗热量的影响主要体现在围护结构保温性能和体形系数（指建筑物与室外大气接触的外表面积和其所包围的体积之比，它实际是指单位建筑体积所分摊到的表面积）方面。保温越好的建筑，体形系数越大，耗热量越低。两者的乘积决定建筑耗热量。我国的建筑围护结构保温水平与北欧国家相比差距大，平均保温水平仅为北欧国家的1/2～1/4。建筑形式上多为体形系数0.2～0.5的公寓楼，而在北欧占很大比例的别墅体形系数大于0.5，甚至有些高达0.8以上。这样，围护结构传热系数与体形系数的乘积，我国与北欧水平相当。

（2）采暖行为对建筑耗热量的影响

用户的采暖行为包括通风换气次数、采暖季和冬季室温。

通风换气次数越小，耗热量越低。北欧的建筑大多有通风设备，一般控制在1～2次/h。我国的建筑绝大多数没有设置通风设备，若不开窗则换气次数0.5～1次/h;若开外窗，可造成3～10次/h的换气，带来额外的热量损失。

从采暖季和室温来看，我国北方城镇集中供热的采暖期为120d（东北为170d），室温一般在18～20℃;北欧的建筑根据气候供热，多长于我国，室温18～22℃，并保证室内舒适性。

综合以上各项分析，我国北方采暖季建筑耗热量低于类似气候的北欧国家。

3.3采暖能耗的其他因素

前面比较了建筑物实际耗热量。但若要考虑总的采暖能耗，还应加上投入供热系统的能源消耗。从系统效率上看，我国北方城镇大多采用集中供热系统，系统的供热效率多在50％～60％。北欧国家一部分采用分散式采暖（电采暖，燃气、燃油小锅炉），效率大于90％;即使是部分采用了集中供热的国家，其系统效率也由于能源种类和调节技术的先进而高于我国的集中供热系统。因此，总的采暖能耗，我国与发达国家水平相当。

实际上，各国采暖的能源种类不同，我国北方采暖能源主要为煤，北欧国家大量使用电力、燃气、燃油，采暖能源种类的区别使得实际能耗方面存在数据计算上的争议。本文对采暖能耗的比较均基于热量法，即把电、煤、气等的实际消耗按低位发热量折合为统一的单位进行比较，不考虑采暖耗电的一次能源问题。若考虑一次能源，或考虑不同种类能源的能源品位，有其他的折算方法，这样得到的我国采暖总能耗低于发达国家水平。

除了我国北方城镇采暖外，传统无采暖的夏热冬冷的长江流域地区近年来也开始提出采暖需求，采暖形式主要以户式空调和分散式电采暖为主。长江流域地区冬季潮湿寒冷，采暖期短。由于气候差别，室内舒适性不高，长江流域目前的采暖能耗远低于发达国家水平。

结束语

（1）在对我国和发达国家建筑能耗进行比较的过程中，需注意不同来源数据的代表意义是否一致。应注意气候差异、能源换算和一些基本概念等差异对建筑能耗数据的影响，避免“盲人摸象”，断章取义地对两个孤立的数据进行比较分析。

（2）目前我国建筑总体能耗低于发达国家水平，主要是由建筑形式和能源使用方式决定的。我国北方城镇采暖单位建筑面积耗热量低于同气候北欧国家，而总的采暖能耗水平与北欧国家相当;住宅和公共建筑能耗远低于发达国家水平，其中大型公共建筑能耗略低于发达国家水平。

（3）通过与其他国家能耗数据的比较及对差别原因的分析，可确定我国的建筑节能潜力和工作重点所在:我国北方城镇采暖有较大节能潜力，大型公共建筑通过节能管理仍有节能潜力。而长江流域采暖能耗、住宅与一般公共建筑用电能耗，虽然现阶段能耗水平远低于发达国家水平，但应避免其盲目在用能方式上与发达国家接轨，造成能耗的大幅增长。

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