中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑

25三月2024中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑USA22%Canada3%EC17%Japan5%Korea2%India3%Africa3%Brazil2%Other20%China15%Russia7%Austria1%Energyconsumptionintheworld(2005)Datasource:EnergyInformationAdministration.InternationalEnergyOutlook2008.Percapita03000600090001200015000IndiaAfricaBrazilChinaOtherAverageECJapanRussiaKoreaAustriaUSACanadakgce/(ca.a)中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑各國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀USACanadaUKJPChinaurban中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑USA:kgce/m2.aJapan:kgce/m2.aChinacurrentlevel美日單位建筑面積能耗的發(fā)展變化中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑各類建筑能耗的逐年變化（單位面積）HeatingnorthNon-residentialexcludeheatingResidentialexcludeheatingHeatingsouth05101520253019961997199819992000200120022003200420052006kgce/m2北方城鎮(zhèn)采暖長(zhǎng)江流域城鎮(zhèn)采暖北方農(nóng)村采暖長(zhǎng)江流域農(nóng)村采暖城鎮(zhèn)住宅（不包括采暖）農(nóng)村公共建筑中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑各類建筑能耗總量的逐年變化中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北方城鎮(zhèn)建筑采暖中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北方城鎮(zhèn)建筑采暖總的建筑面積約75億m2

總的采暖能耗約1.42億噸標(biāo)煤/年占我國(guó)城鎮(zhèn)建筑能耗總量約40%采暖方式:26億m2是熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱26億m2是各類燃煤或燃?xì)忮仩t位熱源的集中供熱23億m2是其它分散系統(tǒng)，如小煤爐，熱泵，電熱采暖等中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑各種采暖方式的能量流程建筑采暖需求家庭獨(dú)立采暖過(guò)量供熱損失建筑入口全樓集中采暖熱力站管網(wǎng)損失小區(qū)鍋爐房城市管網(wǎng)CHP區(qū)域鍋爐房管網(wǎng)損失循環(huán)泵循環(huán)泵0.35GJ0.03GJ0.01GJ0.38GJ0.5GJ0.01GJ樓間不平衡損失0.1GJ0.49GJ單位:每平米建筑每采暖季的能耗中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑建筑采暖熱需求影響熱需求的因素建筑形式與保溫保溫體型系數(shù)運(yùn)行方式室內(nèi)外換氣量采暖周期室溫設(shè)定小小

小

短

低10.2~0.4~0.5Closewindow:0.5～1/hrOpenwindow:3～10/hr1~2/hrBeijing:120daysNortheast:170AnytimeIfneeded18~20℃18~22℃2/3~1/2ChinaEurope趨勢(shì)結(jié)論：中國(guó)與西歐、北歐的采暖需熱量水平大致相當(dāng)中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北京和歐洲建筑的采暖需熱量建筑材料和年代采暖需熱量kWh/m2.a備注1950~1960370mm磚墻96~155體型系數(shù):0.3~0.35/m換氣次數(shù):1~1.5/hr1960~1990100mm水泥板,單玻111~167體型系數(shù):0.2~0.3/m換氣次數(shù):1~1.5/hrSince1990保溫外墻，雙玻窗60~100體型系數(shù):0.2~0.3/m換氣次數(shù):0.5/hr歐洲住宅95~154體型系數(shù):0.4~0.5/m換氣次數(shù):0.5~1.0/hr中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北京實(shí)測(cè)不同保溫建筑的采暖熱量各國(guó)采暖熱量比對(duì)050100150200250GermanDenmarkFranceGreeceBeijingkWh/m2.年單體別墅連體別墅連排房公寓樓中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北京集中供熱系統(tǒng)實(shí)際供熱量北京CHP系統(tǒng)各熱力站實(shí)際供熱量北京各鍋爐房方式實(shí)際供熱量1GJ=278kWh100kWh=0.36GJReferencedemandvalueReferencedemandvalueOversupplyisabout20%~30%ofdemand中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北京分戶燃?xì)鉅t采暖實(shí)際能耗

00.050.10.150.20.250.30.3512345Indoortemperaturerange采暖季耗熱量（GJ/m2）<16.5<16.516.5~17.516.5~17.517.5~18.517.5~18.518.5~20.518.5~20.520.5~21.520.5~21.5

00.050.10.150.20.250.30.3512345采暖季耗熱量（GJ/m2）<16.5<16.516.5~17.516.5~17.517.5~18.517.5~18.518.5~20.518.5~20.520.5~21.520.5~21.5中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑CHP系統(tǒng)的效率常規(guī)電廠320g標(biāo)煤1kWh小型CHP1kWh電力614g標(biāo)煤3.25kWh熱量294g標(biāo)煤產(chǎn)生3.25kWh熱量等效效率：136%!85%效率的鍋爐145g標(biāo)煤1kWh大型CHP1kWh電力.410gcoal1.34kWh熱量90g標(biāo)煤產(chǎn)生1.34kWh熱量等效效率：183%!總的熱效率：85%總的熱效率：70%參考系統(tǒng)相對(duì)采暖煤耗:12kg標(biāo)煤/m2.a中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑鍋爐效率大型燃煤鍋爐(>20ton/hr):~85%,145g/kWh,低污染小型燃煤鍋爐(<4ton/hr):~60%,205g/kWh,高污染燃?xì)忮仩t:>85%,容量無(wú)關(guān)，清潔燃燒平均采暖能耗:20kg/m2.a中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑分戶獨(dú)立采暖分戶燃煤爐:~30%,410g/kWh分戶燃?xì)鉅t:>90%,135g/kWh熱泵:85%~110%，折合為標(biāo)煤~120g/kWh直接電熱:35%，折合為標(biāo)煤351g/kWh平均采暖能耗:25kg/m2.a

中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北方城鎮(zhèn)采暖節(jié)能關(guān)鍵

擴(kuò)大CHP和集中供熱的比例城市管網(wǎng)的輸送容量限制城市周邊新建電廠位置的限制發(fā)展垃圾和生物質(zhì)能等多種熱源通過(guò)“熱改”降低過(guò)量供熱率必須實(shí)現(xiàn)分戶的室溫調(diào)節(jié)，在此基礎(chǔ)上按熱量收費(fèi)供熱的補(bǔ)貼和社會(huì)保障體制供熱公司的體制與機(jī)制的改革改善保溫不良建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)依靠熱泵能解決北方采暖嗎？中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北方城鎮(zhèn)采暖的節(jié)能潛力

通過(guò)“熱改”實(shí)現(xiàn)分戶室溫可調(diào)，節(jié)能20%擴(kuò)大CHP從目前的30%到50%,節(jié)能10%CHP熱源效率的進(jìn)一步提高把剩下的小型燃煤鍋爐替換為高效的大型燃煤鍋爐,節(jié)能7%改善保溫不良建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu),節(jié)能10%上述措施全部實(shí)現(xiàn)，可節(jié)能40%~45%中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑長(zhǎng)江流域建筑冬季采暖夏熱冬冷地區(qū)溫和地區(qū)昆明8.9℃貴陽(yáng)5.7℃成都5.8℃上海4.5℃長(zhǎng)沙5.5℃福州11.4℃南昌5.9℃武漢4.7℃合肥3.0℃南京2.2℃中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑長(zhǎng)江中下游流域采暖約70億m2建筑冬季外溫：0℃～10℃按照以前的建筑規(guī)范，不屬于采暖區(qū)域大部分建筑目前是“部分時(shí)間,部分空間”方式目前采暖能耗：6~8kWh/m2.a電力，或不到3kg/m2.a標(biāo)煤中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑蘇州采暖用電城市kWh/m2.a北京24.3區(qū)域供熱，不用電蘇州31.2分戶用電采暖沈陽(yáng)21.7區(qū)域供熱，不用電InSouthChinaurban,energyforheatingisbetween6~8kWh/m2.a三個(gè)城市住宅的年用電量中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑-15-10-5051015202530HarbinUrumqiBeijingXi'anShanghaiChangshaChongqingKunmingHongKongLBOLBOLBOLBOLBOLBOLBOLBOLBO-15-10-5051015202530LBOLBOLBOLBOLBOLBOLBOLBOLBOIndoorTemperature(oC)MinMax-STD+STDAverageMinMax-STD+STDAverage冬季住宅室內(nèi)溫度Morning

(6:00-8:00)Evening

(19:00-21:00)DistrictheatingIndividualheating中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑幾個(gè)城市不同室溫的采暖電耗（模擬）010203040kWh/m2.a上海杭州武漢重慶14℃部分時(shí)間，部分空間16℃部分時(shí)間，部分空間18℃部分時(shí)間，部分空間22℃全時(shí)間，全空間Heatpumps,COP=1.9中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑長(zhǎng)江流域城鎮(zhèn)采暖目前實(shí)際能耗遠(yuǎn)低于北方城鎮(zhèn)(3—20kg/m2)能耗低的主要原因是部分時(shí)間、部分空間和較低的室內(nèi)溫度目前有些地區(qū)開(kāi)始實(shí)施集中供熱，造成實(shí)際能耗增加3~5倍問(wèn)題:是應(yīng)維持現(xiàn)狀還是發(fā)展集中供熱？應(yīng)采用那種方式？中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑長(zhǎng)江流域冬季采暖的節(jié)能潛力很難在目前的水平上使能耗進(jìn)一步降低如果全面推廣集中供熱，將使能耗增加2~4倍，這將使這一地區(qū)的采暖能耗占到我國(guó)城鎮(zhèn)建筑能耗總量的20%任務(wù)：怎樣在維持目前能耗水平的前提下，改善室內(nèi)環(huán)境？要依靠新的技術(shù)方式的創(chuàng)新怎樣在改善舒適性與節(jié)能間實(shí)現(xiàn)平衡？在這一地區(qū)的建筑保溫非常重要嗎？發(fā)展基于熱泵的戶式分室可調(diào)的熱環(huán)境控制系統(tǒng)中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑住宅能耗的各國(guó)比較USA加拿大,83希臘,20中國(guó)農(nóng)村,192德國(guó),112法國(guó),93荷蘭,27美國(guó),760日本,126韓國(guó),4101020304050600100020003000人均住宅建筑能耗:kgce/(ca.a)面積平均建筑能耗:kgce/(m2.a)FrUSAJPChina,167中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北京住宅夏季空調(diào)能耗5floors,1981,74m2/unitSplitunitB.18floors,1996,103m2/unit,SplitunitC.26floors,2003,141m2/unitSplitunitD.26floors,2004,132m2/unit

oneoutdoor&multiindoorunitsE.26floors,2005,280m2/unitCentralACsystem中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北京住宅夏季空調(diào)能耗kWh/m2.year各座建筑夏季空調(diào)平均電耗:kWh/m2.年SplitSplitSplitVRFCentral中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑案例:建筑A的空調(diào)能耗

ThemeasuredenergyconsumptionofACineveryunitsofaresidentialbuildinginBeijing,2006,splitunit中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑案例:建筑B的空調(diào)能耗同一位置，不同樓層各戶的空調(diào)能耗中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑能耗的巨大差別何處來(lái)？主要原因:不同的運(yùn)行時(shí)間為什么不同住戶間的運(yùn)行時(shí)間差別這樣大?建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)差別？不是原因收入水平？弱相關(guān)家庭成員年齡:強(qiáng)相關(guān)不同的生活方式生活習(xí)慣是造成能耗巨大差別的主要原因中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑蘇州住宅能耗調(diào)查結(jié)果中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北京住宅能耗調(diào)查結(jié)果中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑當(dāng)前住宅能耗的特點(diǎn)

差別巨大,20%能耗最高的住戶消耗住宅能耗總量的一半巨大的能耗差別源于不同的生活方式能耗差異與收入呈弱相關(guān)，但是與年齡呈強(qiáng)相關(guān)維持住宅低能耗水平的關(guān)鍵是倡導(dǎo)“綠色生活”模式住宅目標(biāo)：在目前能耗水平上，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，改善室內(nèi)環(huán)境、提高服務(wù)水平中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑非住宅建筑能耗（除采暖外）總量:70億m2建筑面積能耗:30%的城鎮(zhèn)建筑總能耗特點(diǎn):以單位面積分析，相互差別在10倍以上中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑各國(guó)非住宅建筑能耗比較

中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北京校園建筑能耗ElectricityofCampusBuildings(A),kWh/m2.aAverage:30Average:64Average:82無(wú)空調(diào)建筑分體空調(diào)建筑中央空調(diào)建筑中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑美國(guó)費(fèi)城某校園各座建筑電耗ElectricityofCampusBuildings(B),kWh/m2.aExcludingDistrictCoolingPlant該校園有集中供熱（蒸汽）和集中供冷系統(tǒng)中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑中美建筑能耗差別巨大的原因通風(fēng)風(fēng)機(jī)電耗氣密性耗的建筑:70~110kWh/m2.a全空氣系統(tǒng):30~70kWh/m2.a自然通風(fēng)為主的建筑:<10kWh/m2.a設(shè)備和照明運(yùn)行時(shí)間運(yùn)行方式中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑英國(guó)辦公室建筑能耗統(tǒng)計(jì)中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑北京非住宅建筑能耗參考值（不包括采暖）功能類型普通(kWh/m2.a)高檔(kWh/m2.a)辦公室30~5090~160商場(chǎng)~50200~350旅館~70100~180教室15~4565~100普通與高檔非住宅建筑的主要區(qū)別:單體規(guī)模與形狀,自然采光還是人工采光為主能否開(kāi)窗,自然通風(fēng)還是機(jī)械通風(fēng)為主空調(diào)方式,VAV,FCU還是分散方式的空調(diào)

圍護(hù)結(jié)構(gòu):全玻璃幕墻還是一般墻體中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑當(dāng)前非住宅建筑建設(shè)的特點(diǎn)高檔建筑在新建建筑中的比例迅速增加普通辦公建筑通過(guò)大修改造也升級(jí)為高檔建筑同樣功能的建筑,高檔建筑能耗比普通建筑高3～5倍以上技術(shù)進(jìn)步只能是高檔建筑能耗降低30%~50%高檔建筑通常并不能提供更舒適健康的環(huán)境，反之，經(jīng)常得到更多的抱怨關(guān)鍵是營(yíng)造建筑環(huán)境的理念：是營(yíng)造與自然和諧、溝通、適當(dāng)改善的室內(nèi)環(huán)境，還是要全面掌控？從以上背景出發(fā)，什么是非住宅建筑節(jié)能的發(fā)展方向？中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑營(yíng)造室內(nèi)環(huán)境的兩種途徑機(jī)械系統(tǒng)優(yōu)先全面控制恒定參數(shù)建筑和系統(tǒng)風(fēng)格盡可能密閉盡可能保溫帶有排風(fēng)熱回收的機(jī)械通風(fēng)集中式系統(tǒng)運(yùn)行模式“全時(shí)間，全空間”自然優(yōu)先與自然環(huán)境相連通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)改善極端狀況可變化的室內(nèi)環(huán)境建筑和系統(tǒng)風(fēng)格可開(kāi)啟外窗適度保溫自認(rèn)通風(fēng)優(yōu)先分散式系統(tǒng)運(yùn)行模式“部分時(shí)間，部分空間”這是發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家建筑能耗巨大差別的主要原因

所營(yíng)造的室內(nèi)環(huán)境效果，所提供的服務(wù)水平會(huì)有些不同我們應(yīng)維持我們的傳統(tǒng)文化和生活方式，還是應(yīng)“與國(guó)際接軌”？這是發(fā)展中國(guó)家面臨的巨大挑戰(zhàn)，也是能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑?jīng)Q定建筑實(shí)際能耗的因素Building&System建筑能耗ConstructionTech.SystemsClimateOccupantact.Wayofoperation.Setpoint&schedule.中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑什么是生活模式？對(duì)室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)的需求溫度、濕度:恒定/可變與室外空氣換氣:定常/可變系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間:全天24小時(shí)/按時(shí)間表運(yùn)行根據(jù)室外氣候調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)開(kāi)窗通風(fēng)調(diào)整外遮陽(yáng)以改善采光和熱狀態(tài)機(jī)械系統(tǒng)全時(shí)間/部分時(shí)間;全空間/個(gè)體的集中的/分散的中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑可能的解決途徑:綠色生活模式先進(jìn)技術(shù)與綠色生活模式的完美結(jié)合應(yīng)該取什么樣的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)？建筑能耗預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)建筑機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)如果完全按照“標(biāo)準(zhǔn)”需求設(shè)計(jì)建筑和系統(tǒng)，就不能實(shí)現(xiàn)綠色生活模式外窗是否可開(kāi)?建筑服務(wù)系統(tǒng)是否可獨(dú)立調(diào)節(jié)？中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑實(shí)現(xiàn)舒適性的不同途徑（例）香港或廣州的建筑應(yīng)怎樣保溫？如果要求室內(nèi)溫度全年在22℃～24℃,圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要好的保溫和密閉如果要求室內(nèi)溫度全年在16℃～29℃,則要求適度保溫,可調(diào)外遮陽(yáng)&有效的自然通風(fēng)。過(guò)度保溫將會(huì)增加過(guò)度季的制冷需求我們應(yīng)按照什么需求建造？建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)按照哪個(gè)需求去規(guī)范?中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑滿足舒適要求的不同途徑完全關(guān)閉外窗，采用機(jī)械通風(fēng)和排風(fēng)熱回收定常的室內(nèi)外喚換氣量由于熱回收的作用，進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)總是接近室內(nèi)狀態(tài)風(fēng)機(jī)電耗5W/m2，既44kWh/m2a全年耗冷量80kWh/m2.a,或30kWh/m2.a電力全年空調(diào)通風(fēng)耗電44+30=74kWh/m2.a室外狀態(tài)適宜時(shí)，開(kāi)窗通風(fēng)室外太冷太熱時(shí)，關(guān)閉外窗無(wú)風(fēng)機(jī)電耗全年耗冷量40kWh/m2.a,或15kWh/m2.a電力全年需多消耗熱量20~30kWh/m2.a或15kWh/m2.a電力（熱泵）全年空調(diào)通風(fēng)耗電15+15=30kWh/m2.a電力中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀和途徑滿足舒適環(huán)境的不同途徑大型多戶住宅應(yīng)采用中央空調(diào)還是分散式空調(diào)？如果全天24小時(shí)任何位置都要求同樣的室內(nèi)狀態(tài)，中央空調(diào)可以獲得高效率如果只是部分時(shí)間部分空間需要環(huán)境控制,則分散式空調(diào)能耗僅為中央空調(diào)的10%~20%大規(guī)模集中區(qū)域供冷更不適宜！集中冷源的效率可能可提高~10%管網(wǎng)系統(tǒng)要額外消耗很大的