北京市城镇生活方式的环境与能源调查分析3

凌浩恕 谢静超 杨 威 王皆腾 朱尔玉

(1.北京工业大学建筑工程学院,北京100124;2.北京市房地产科学技术研究所,北京100021;3.北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044)

北京市城镇生活方式的环境与能源调查分析3

凌浩恕1谢静超1杨 威2王皆腾2朱尔玉3

(1.北京工业大学建筑工程学院,北京100124;2.北京市房地产科学技术研究所,北京100021;3.北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044)

我国现在正处在城市建设的高峰期,建筑能耗已经占到我国总的商品能耗的20%-30%,其中住宅能耗甚至约占到总建筑能耗的60%。尽管如此,但是北京市在住宅建筑能耗这方面的数据还比较缺乏。为了全面了解北京市住宅建筑的室内环境和能耗现状,于2009年1月至2009年5月分别对北京市7个区中的23个住宅小区和2个农贸市场进行了问卷调查,共发放问卷3000份,其中有效问卷为1692份。问卷内容主要包括:建筑情况、围护结构、空调情况、生活习性等。在本次调查对象中非节能建筑占14%,铁窗使用率占到9%,住宅建筑围护结构节能有待提高;64%的用户多余1台空调,99%的住户空调器的制冷温度低于北京市提倡的29℃空调温度;调查结果表明,北京市住宅建筑单位面积能耗为64kW·h/(m2·年),高于中国城镇水平,为美国的2/3,此外,一些有效的节能行为并没有引起大家足够的重视,应加强对节能行为的宣传。

住宅建筑;建筑能耗;室内环境;生活方式

众所周知,我国现在正处在城市建设的高峰期。随着城市建设的飞速发展,我国建筑能耗已经占到我国总的商品能耗的20%-30%[1],其中住宅能耗甚至约占到总建筑能耗的60%[2],而作为首都的北京,建筑能耗远远超过了国家平均水平。此外,随着北京市经济的繁荣发展,人们生活水平上升、家用电器的种类增加并更加普及以及人们对热舒适度要求的提高,北京市住宅建筑能耗将继续急剧上升。尽管如此,但是北京市在住宅建筑能耗这方面的数据还比较缺乏[3]。因此尽快进行北京市住宅建筑能耗调查统计,全面了解北京市住宅建筑能耗对住宅建筑节能工作的全面深入地推进有积极现实意义。基于此,本文对北京市室内环境与能耗进行了问卷调查。

1 调查对象

1.1 调查对象的地理位置

本次调查从2009年1月开始,到2009年5月结束,根据北京市住宅建筑的节能方式和人口分布的情况而选择了具有代表性的北京市7个区中的23个小区和2个农贸市场。本次调查范围广,分布在北京市的二环到六环之间;调查小区数目多,涉及到了北京市城区的7个区的23个小区和2个农贸市场。其中:朝阳区有8个小区和1个市场,海淀区有8个,丰台区有2个小区,崇文区有2个小区,宣武区有1个小区,石景山区有1个小区,西城区有1个小区和1个市场。

1.2 调查对象的基本信息

从表1可以看到,本调查选择小区全面,涵盖面广。调查所涉及小区的住宅建筑结构形式多样,有板楼、塔楼以及混合的形式;建筑年代长远,从20世纪80年代到2004年以后;节能形式复杂,有一步节能、二步节能、三步节能以及非节能形式。

2 调查问卷

2.1 调查问卷内容

本次调查问卷的内容,主要依据尽可能全面的调查北京市住宅建筑能耗的原则设计的,主要包括:建筑情况、围护结构、空调情况、生活习性等。

2.2 调查问卷的数量

本次调查共发放问卷3 000份,有效问卷1 692份。其中丰台区251份,朝阳区725份,宣武区110份,崇文区186份,西城区225份,石景山区45份,海淀区482份。

3 北京市住宅建筑能耗的现状

3.1 住宅建筑的基本信息

3.1.1 建筑年代

北京市1980年前的建筑占1%,1980-1989年的建筑占13%,1990-1999年的建筑占38%,2000-2004年的建筑占40%,2004年以后的建筑占8%。被调查建筑大多集中在实施第一步节能标准以后,甚至还有8%的建筑符合北京市第三步节能标准的要求。因此,从整体看来,被调查的建筑节能性比较好,仅有14%是非节能性建筑,需要进一步的改善。

3.1.2 建筑面积

北京市小于50 m2的建筑占23%,50-70 m2的建筑占26%,70-90 m2的建筑占21%,90-110 m2的建筑占14%,大于等于110 m2的建筑占16%。整体上来说,北京市建筑面积在各个面积阶段分布比较均匀。2002年,日本、瑞典和德国这三个发达国家新建住宅平均建筑面积分别是:85 m2、90 m2、99 m2。并且在发达国家,经过长期居住实践后,已筛选出一个舒适、合理、可持续发展的户型区间:单套住宅面积在85 m2-100 m2[4-5]。而北京市住宅面积在70-110 m2的建筑占到了35%。在住宅面积方面,北京市未符合发达国家所提倡户型的建筑约占到了2/3。

3.2 外围护结构的统计结果

3.2.1 外窗

通过门窗损失的能耗占到全部建筑能耗的40%-50%,其中通过玻璃的能量损失约占门窗的75%[6]。

北京市塑钢窗框使用率(65%)最高,铝合金窗框(23%)次之,然后是铁窗(9%),木窗(2%),其他(1%)。塑钢窗的隔热性能远优于铝合金窗,因此在条件允许的前提下,尽量选用塑钢窗框以达到需要的节能效果,因此北京市在窗框材料的改善上仍有很大的节能空间。

北京市建筑双层玻璃(52%)逐渐代替单层玻璃,但是仍有25%的单层普通玻璃需要改善。此外,双层中空玻璃占15%,单层吸热玻璃占到8%,但是吸热玻璃不适于北京这种寒冷地区[7],双层中空高透射Low2E玻璃是较好的选择,考虑经济条件的限制至少也要选用双层中空普通透明玻璃。因此,对于北京住宅建筑,在改变玻璃层数和类型进而节约住宅建筑能耗方面,仍具有很大的发展空间。

3.2.2 遮阳方式

北京市住宅除普通布窗帘外,采用遮阳比例不高,用百叶窗占4%,竹窗帘占2%,遮阳蓬占3%,贴纸1%,无遮阳物6%,其他1%。一般来说,在室内悬挂浅色窗帘可隔离40%左右的太阳辐射热[8],但其效果不如在室外安装遮阳篷、竹窗帘等,但是安装遮阳篷可能会建筑整体美观。因此如何设计合理、美观的外遮阳是未来研究方向。

3.3 空调情况的统计结果

3.3.1 空调拥有量

图1为每个小区空调拥有量的统计(横坐标为小区号码,其中括号内数字为问卷调查住户数,下同)。随着生活水平的提高,人们对于居住环境舒适度的关注越来越高,北京市夏季温度高,空调已经成为人们必不可少的家用电器,许多家庭都安装了空调,并且数量不止一台,逐渐走向一室一台的趋势。在北京,没有空调的用户仅占5%,而大多数家庭户均拥有空调两台及以上。此外,空调户均拥有数与收入成正比,因此随着生活水平的提高,尤其对于中低收入群体,空调数还有较大增长空间[9],建筑能耗也将随之呈增长趋势。

图1 空调拥有量统计图Fig.1 Statistics on air conditioning number

3.3.2 空调使用频率

未使用空调的住户仅占5%,极少使用的用户占15%,偶尔使用的用户占45%,经常使用的用户占35%。这与家庭未拥有空调的住户相等。因此,有空调的住户大多都会经常使用或者偶尔使用。进而,北京市住宅建筑能耗会在夏季因空调的大量使用而迅猛增加,夏季用电量过重必成为北京市一个严重的问题。

3.3.3 空调制冷温度

调查可知,北京市住户在制冷空调节能意识不强,只有1%的住户制冷温度在28℃以上,99%的住户(其中制冷温度小于等于20℃的占21%,21-24℃的占23%,25-28℃的占55%)温度设置在最高舒适温度29℃以下,这必将为夏季用电量的紧张雪上加霜,增加了住宅建筑能耗。

3.4 生活习性的统计结果

3.4.1 乘凉方式

图2是夏季乘凉方式统计图。大多数用户都采用了开窗(26%)或者开窗户加电风扇(42%)的乘凉方式。小区21运用开窗方式乘凉的住户超过了60%。在自然通风状态下,只要室内温度不超过29℃,相对湿度不超过80%,都会感觉比较舒适,即使有些微热感,也不会影响人的正常工作和学习[10]。因此建筑设计应尽可能利用自然通风,尽量采用这种节能方式。

图2 夏季乘凉方式统计图Fig.2 Statistics on cool method

3.4.2 夏季室内温度舒适度61%的住户对于夏季空调房间内的温度比较满意,而15%的住户仍然会觉得热或者比较热其中。对于这15%的住户进行进一步分析,不难发现,这15%的住户多分布在夏季乘凉方式时住户普遍为开窗和电风扇或者住户没有安装空调以及住户没有任何的遮阳方式的小区中。

3.4.3 节能行为

图3为日常节能行为的统计图。在对住户日常节能行为调查中发现,大多数有效节能习惯已引起大家足够的重视,执行率在60%以上。但是“为别人推荐节能设备”和“定期对空调等家电进行维护”的执行率很低,分别为18%和27%。为此北京市以后应该加强节能的宣传。

3.5 建筑能耗的统计与比较

3.5.1 用电费

图4为每户月电费统计图。北京市居民的月平均用电费最高达到600元,其中约有3/4的用户每月电费在50-200元。进一步分析,居民的平均每月电费为93元,折合标煤为68.1 kg,而北京市在岗职工平均月工资为4 694元[11]。进而电费支出约占到2.0%,略低于中国城镇居民的比重(2.89%)。

3.5.2 燃气费

图3 节能行为统计图Fig.3 Statistics on energy saving habits

图5为每户燃气费统计图。北京市居民平均燃气费用主要集中在30-70元/月,为908户,占到被调查住户的60%。进一步分析,北京市居民平均燃气费为51元,折合标煤为33.9 kg(1 m3燃气的转换系数为1.33kgce;1kWh电的转换系数为0.366kgce)。由此可见,北京市居民平均燃气能耗是平均电能耗的1.48倍,燃气能耗大于电能耗。

3.5.3 北京市各区能耗

图6是北京市各个区能耗调查分析图。在图中海淀区人均能耗、单位面积能耗和户均能耗(圆的面积大小和圆上的数字)都多于其它各区,而宣武区、朝阳区、崇文区、西城区和丰台区3种平均能耗量相近,此外石景山区能耗量最低,接近于海淀区的1/2,说明北京各区能耗不均衡,经济发展相对落后的地区,耗能量也相对比较小。

图4 每户月电费统计图Fig.4 Electricity cost per family

图5 每户燃气费统计图Fig.5 Fuel cost per family

图6 北京、中国城镇、美国能耗比较图Fig.6 Energy consumption comparison in Beijing,China and USA

3.5.4 北京与中国城镇、美国用能比较

图7是北京市与中国城镇住宅建筑以及美国住宅建筑能耗的比较图。我们在此次北京市住宅建筑能耗调查中发现,北京市住宅建筑人均面积在28 m2,大于中国城镇住宅面积的25 m2,不仅如此,北京市的住宅建筑单位面积能耗也为64kW·h/(m2·年),也大于中国城镇住宅建筑能耗水平27 kW·h/(m2·年),进而说明北京市住宅建筑能耗总量远超过了中国城镇住宅建筑能耗总量,达到了中国城镇平均能耗的2倍。此外,美国单位面积能耗为97 kW·h/(m2·年),而北京市的单位面积能耗是美国的2/3。

图7 北京市各区能耗统计图Fig.7 Energy consumption in seven districts in Beijing

4 结 论

于2009年1月至2009年5月对北京市七个区的住宅小区进行了约1700份的问卷调查,了解了北京市住宅建筑能耗现状,通过本次调查可知:

(1)本次调查的北京市住宅建筑人均面积为28 m2,大于中国城镇住宅面积的25 m2,住宅建筑单位面积能耗为64 kW·h/(m2·年),也大于中国城镇住宅建筑能耗水平27 kW·h/(m2·年)。北京市住宅建筑能耗高于中国城镇水平,为美国的2/3。

(2)本次调查住宅中,非节能建筑为14%、铁窗使用率占到9%、无遮阳的住户为6%,住宅建筑围护结构节能有待提高。

(3)从空调的调查统计上,有64%的用户多余1台空调,99%的住户空调器的制冷温度低于北京市提倡的29℃空调温度。

(4)一些有效的节能行为并没有引起大家足够的重视。其中,“为别人推荐节能设备”和“定期对空调等家电进行维护”的执行率,分别为18%和27%,应加强对节能行为的宣传。

References)

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[10]付祥钊,侯余波.中国夏热冬暖地区建筑节能技术(上)[J].建设科技,2002,(4):45.[Fu Xiangzhao,Hou Yubo.Building energy saving technology in Hot Summer and Cold Winter Region in China.Construction Science and Technology,2002,(4):45.]

[11]北京市统计局.北京市统计年鉴2009[M].北京:2009.[Beijing statistics bureau.Beijing statistical yearbook 2009[M].Beijing:2009.]

Investigation and Analysis into the Indoor Environment and Energy Concerning Beijing Urban Lifestyle

LING Hao2shu1XIE Jing2chao1YANG Wei2WANG Jie2teng2ZHU Er2yu3
(1.The Colloge of Architecture and Civil Engineering,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China;2.Beijing Real2Estate Institute of Science and Technology,Beijing 100021,China;3.School of Civil Engineering,BeijingJiaotong University,Beijing 100044,China)

Chinese urban construction is in its rush hour now.Building energy consumption has accounted for 20%to 30%of the general commodity consumption in China,and residential energy consumption has accounted for about 60%of the building energy consumption.Nonetheless,the energy consumption data about residential buildings in Beijing is lacking.In order to understand the situation of residential energy consumption generally,a questionnaire survey on the condition of energy consumption was made in twenty2three residence communities and two markets in seven districts in BeijingfromJanuary to May,2009.The total number of questionnaires is 3000,and the number of valid questionnaires is 1692.The questionnaire mainly includes construction condition,building envelope,air2conditioning,life habits,etc.14%of the investigated buildings aren’t energy2saving buildings,and 9%of the investigated buildings’windows are made of iron.Therefore,the residential building envelope should be made more energy2saving.Furthermore,64%of the residents own one redundant air2conditioner and 99%of the residents set the cooling temperature of air2conditioning colder than at 29℃,which is advocated by the Beijing government.Besides,it shows that the energy consumption per unit residential area in Beijing is 38kWh/(m2·y),which is higher than the level of Chinese towns and cities,and is two2thirds of USA.In addition,some effective energy conservation behaviors have not aroused enough attention,and we should strengthen the publicity of energy2saving behaviors.

residential buildings;energy consumption;indoor environment;lifestyle

X24

A

1002-2014(2010)12-0035-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.12.008

2010-11-13

凌浩恕,主要研究方向为建筑节能。

3北京市科技计划课题(No.D08040902890802);北京工业大学青年教师基金(No.X1004016200801);教育部留学基金(No.32004016200801)。

(编辑:刘文政)