居民社区节能减排公众参与平台的建设实践

同济大学 谭洪卫 宋亚超 杨浦区发展改革委员会 唐晓军

杨浦区四平街道市政科 李锡雄 珠海兴业绿色建筑科技有限公司 李 进

0 前言

2008年，由杨浦区节能减排办公室牵头，联合同济大学、上海电力学院、上海理工大学，在四平街道管委会的积极配合和支持下，选取上海某居民社区，共同实施了上海市科委节能减排重点建设项目“‘环境友好型’社区节能减排适用技术集成与示范”。项目根据住宅小区的实际情况，围绕建筑节能、可再生能源利用、水资源循环利用、环境改善技术进行了论证，遴选了外围护结构保温隔热、外窗遮阳、雨水收集利用、室外喷雾降温、太阳能发电、太阳能集热利用及社区节能监管等多项技术实施集成应用和示范。

本文介绍该以社区能耗、能效及环境监测系统为中核、涵盖其他节能减排示范技术应用的展示、融合社区科普宣传功能需求、实现社区居民共同参与和互动的“居民社区节能减排公众参与平台”的建设实践。

1 背景和目的

在推进节能减排、建设可持续发展社会成为我国基本国策的时代背景下，各行各业都在落实行动，而居民社区是一个薄弱点，缺乏系统规划和技术指导。而节能减排除了技术层面的努力外、公众的节能环保意识、低碳生活理念的树立具有重要意义。居民社区是组成社会的重要部分，为此，如何在居民社区有效的开展节能环保宣传、普及节能科技、推进公众参与成为一个重要环节。本课题旨在以社区节能监管系统建设为基础、以社区及居民家庭的能耗、水耗监测、节能环保措施效益的量化评价为抓手，构筑集社区节能科普宣传及公众参与互动的平台，踏实推进环境友好、资源节约型社会的建设。

2 社区节能减排公众参与平台

社区节能减排公众参与平台主要分为三大模块：社区能源环境监测系统、节能减排技术应用展示系统与低碳社区科普宣传系统。三部分内容有机融合，图文并茂，科普原理展示与真实数据交互，实现节能科技通俗化、能源资源利用状况可视化、节能措施效益评价定量化。图1展示了该平台的架构，图2为平台的首页。平台可以为居民展示家庭能耗的现状、规律和趋势，可提供标杆对比、节能措施效果评价和环境参数监测等功能，为社区管理者和居民提供能管理、科普和低碳实践的平台。平台将以网页形式设计，可通过互联网浏览器方式查询、浏览，极大程度的方便了公众的参与。

社区能源环境监测系统由计量表具、环境参数传感器、数据采集及转换装置、数据传输网络、数据接收站、数据服务器、管理软件等组成。如图3示。

针对居民社区建筑设施线路陈旧、布线困难等特点，数据采集及传输采用了小型智能化电量采集模块、无线数据传输的方式。前端数据采集主要由带远传功能的计量表具、传感器（含智能电表和数字水表、小型气象站）组成，数据采集后通过无线数据传输模块发送到数据中心的数据接收端并进入智能数据网关进行数据转换，按后进入数据服务器存储到数据库。

管理平台软件承担着能耗数据实时监测、图表显示、自动统计、节能分析、数据存贮、报表管理、指标对比、数据上传等管理功能。管理软件系统基于Web的方式，提供便捷的浏览查询功能、实现动态、友好的界面展示，展示内容主要包括：居民家庭的逐时能耗、逐日能耗、逐月能耗，帮助居民掌握家庭的能耗状况、能源消费规律和动态趋势，为居民自身实践低碳生活，验证其效果提供数据平台；既能贴近百姓生活，满足对能源消费状况的关注，又能有效地影响和引领百姓的低碳生活实践。

同时，平台对社区实施的节能改造项目进行数据跟踪监测及效益分析、并配合图文解说生动直观的进行展示，让社区居民切身感受节能科技的成果和效益，也为节能示范项目提供了科学的量化评价工具，有利于更有效的推动节能环保科技的普及。

平台还为政府、社区管理者提供了节能减排激励政策制定和实施的支撑，基于能耗监测及统计分析，为社区居民能耗基线、能效指标的制定提供基础数据支持。图4描述了该系统的数据分析流程。

3 社区节能技术应用示范

上海某居民社区为80年代建设的老社区，居民楼建筑基本上属于“非节能建筑”，没有墙体保温、遮阳，家用空调机组大都为低能效机组，住户经济条件一般，居住者年龄结构呈老龄化。

根据社区现状条件，经过课题组研究后遴选出1）围护结构保温隔热改造、2）旧型空调机组节能改造、3）外窗遮阳改造、4）太阳能光伏发电、5）太阳能热水系统利用、6）风光互补路灯、7）室外喷雾降温、8）雨水回收利用、9）住户家庭电耗远程实时监测、10）社区水资源利用监测、11）社区环境质量监测共11项节能减排技术，可在社区选择部分设施及住户进行示范实施。参见图5。

社区节能减排公众参与平台的一个重要功能是节能减排技术的展示和评价，系统对各项实施的节能减排技术示范应用进行监测和展示，社区居民可通过上网使用WEB浏览器看到各项示范技术的应用展示，技术原理的解说图文并茂，通俗易懂，运行数据实时直观。图6为太阳能光伏利用的示范案例。

社区平台采用先进的数据采集、网络传输、数据服务技术监测太阳能发电量、热水温度、喷雾降温效果和雨水累计回收利用量等各系统主要运行参数，汇总各项技术的示范成果。利用平台监测的系统运行参数，可以评价各项示范技术的节能效果，并对其进行分析研究，探讨其在既有社区的适用性，并对其系统运行进行优化。

以太阳能光伏发电技术示范为例，系统对其发电量和影响其发电效率的环境参数—室外温度、风速、太阳辐射强度等环境参数进行监测，实现对系统减排效益的客观评价，且可根据这些数据进行分析研究，优化系统运行（图6）。

4 基于居民家庭能耗监测的节能行动促进

社区节能减排公众参与平台的一项主要功能是建立居民能耗数据监测系统，积累居民能耗基础数据，为将来制定居民生活能耗基线和相关节能激励政策提供支撑，同时，让百姓能更直观理解能源消费和日常生活的关系，促进社区居民的低碳行动。

平台建立了基于远传计量表具、无线数据传输、网络化管理技术的数据中心平台，选取的社区中80户住户作为示范实施对象，并可对实施围护结构改造、空调器节能改造的住户有无分组统计和对比分析，有效地评价节能措施的效益。

可实现监测对象住户的逐时、数日、逐月的电耗的监测、统计管理，可实现用户电耗的同期对比、与其他住户的横向对比，还可实行社区中示范对象的耗电量高低的匿名排序，以督促居民自查能源消费中的问题和分析节能潜力，促进社区居民自发的节能减排行动。

居民可足不出户在网上查询自家的能耗数据。居民直观地把握自家能耗状况，强化节能意识，形成社区节能减排风尚。

此外，平台强大的数据服务系统为相关研究提供了有力支撑。以居民家庭电耗数据为例，目前我国的居民能耗数据统计几乎是空白，研究者都很难获得第一手数据，通常大都采用问卷调研方式获取数据，费时费力又不可靠，尤其是细化的逐日、逐时的居民家庭电耗数据。这给建筑节能研究及相关政策制定带来了很大困扰。前不久国家拟出台对居民的阶梯电价政策由于缺乏深入调研和科学分析，没有考虑居民用电的时间特性和户间差异，招致了普遍质疑。由此可见，科学的对家庭能耗状况进行调研，对相关政策制定具有重要意义。

本课题建立的社区节能减排公众参与平台是一个创新尝试。目前监测的住户为80户，扣除住房空置、贮物等因素，有效样本容量为69户，系统已经持续运行接近半年，积累了一个完整季度的家庭电耗数据。图7给出了这69个家庭在2011年一季度的电耗。一季度69户平均电耗为621kWh。在监测住户中，用电最少的为67kWh,最多的为2152kWh,相差约32倍，这表明在同一个小区，居民用电也有很大差异。在时间上，示范监测住户电耗均值一月份为272kWh,二月份为186kWh，三月份为163kWh。数据反映了季节差异特征。

将来该系统向不同类型的住户、社区进行扩展，增加样本容量，并计划持续获得若干年份的完整能耗数据，构建一个连续在线的、开放研究的居民用电量数据库。研究者综合运用调查分析、数理统计、数值模拟和实时监测等技术手段，分析居民用电的时间特性（季节、平休和峰谷差异）、户间差异等有关特征，科学、系统、动态地把握居民用电的现状、对比国内外状况、分析用电特征、预测未来趋势，可为科学制定电价政策、科学制定节能目标提供科学支撑，为合理制定居民能耗基线提供依据。

5 构筑全方位的环境友好型社区示范建设体系

平台另外一个重要板块是低碳社区科普宣传系统。由于该平台展示设施设置于社区活动中心，是社区居民和干部学习、活动的地方，可成为一个重要的节能减排教育基地。

课题组编制了《环境友好型社区建设导则（试行）》、《节能减排日常生活小贴士》、《国内外低碳社区案例》等宣传资料，通过平台中具备的互联网浏览形式供社区居民下载学习；节约纸张，细处体现低碳理念。

另外，社区干部可以把社区的新闻动态、相关通知等上传、更新到平台上，方便居民获悉，平台还将居民对于整个“环境友好型”社区示范工程的反馈意见及时反馈给社区管委会，搭建起一个易于社区居民沟通、学习、体验和参与的平台。

6 结语

通过实时数据采集、网络传输、数据库技术和管理软件开发，节能减排公众参与平台将社区环境信息、能耗和能效信息可视化，实现了社区节能减排科普和能效管理数字化、可视化和互动化，并可对示范技术的节能效果进行跟踪评价，这为社区的节能减排工作提供了一个技术与管理相结合的新路径。将该平台向更多的、不同类型的社区推广，将为政策制定、科学管理、大众参与提供有力支撑。

[1]谭洪卫，徐钰琳,胡承益，陈小龙.全球气候变化应对与我国高校校园建筑节能监管 [J].建筑热能通风空调,2010,(01)：36-40

[2]国家住房和城乡建设部，国家教育部.《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》（建科 2009，163号）[S].2009