湘东地区村镇住宅能耗调查与分析

刘建龙，谢洁南，张海平，夏小倩

（湖南工业大学 土木工程学院，湖南 株洲 412007）

近年来，建筑能耗在全国总能耗中的比例逐年增加，建筑节能引起了社会各界的广泛重视。与此同时，我国农村住宅能耗在总建筑能耗中占据了较大的比例，2004年已达37%[1]。目前，农村建筑还存在较多问题，其能耗较大，如任其发展，必然会导致农村住宅能耗的比例急剧上升，因此农村住宅节能研究具有重要意义。全面了解农村的能源消耗现状，并制定可行的农村建筑节能战略，对加快我国整体建筑节能和实施可持续发展战略具有重要意义[2]。

1 研究方法与对象

目前，能耗统计的主要核算方法有电热当量法、发电煤耗法以及等效电统计法[3]。电热当量法和发电煤耗法除对电的转换之外，其他形式的能源只是从“量”的方面来考虑，将不同能源按低品位热折算成标准煤，从而忽略了“质”的差别。等效电统计法是以高品位的电为标准，将其他能源按照一定的系数折算成电，这种方法既考虑了各能源间“量”的差异，也考虑了“质”的区别。因此，本研究对湘东地区4个村镇的能耗调查统计采用等效电统计法。将各种形式的能源按照下面的方程进行转化：

式中：W为能源的等效电值，单位是kW·h；为该能源转换为电的最大效率；Q为该能源的总能量，单位是kW·h。

本研究调查统计的主要能源有电、煤、薪柴、木炭和液化气，各种能源对电的转换效率以及其计算热值如表1所示。

表1 各能源转换成电的最大转换效率和计算热值Table1 The conversion efficiency of various energy converted to electricity and the calculation of calorific value

本研究组分别于冬季最冷时间段和夏季最热时间段对湘东地区4个村镇（即道田村、白关村、胜塘村和关里村）进行问卷调查，具体调查时间为冬季2010-01-03—2010-01-18，夏季2010-08-01—2010-08-15。

对调研得到的数据进行全年能耗分析，重点分析当地的用能结构、单位面积能源消耗情况对比、全年人均能源消耗情况以及村镇住宅能源结构与住宅类型的关系。

2 能耗调查与分析

2.1 能耗构成

调研组在4个村镇中各选择了30户住宅作为全年能耗的样本，共120份住宅样本。其中，道田村隶属株洲市芦淞区，平均每户人口为4人，人均住宅面积为55.6m2；白关村位于湖南省株洲县东北部，毗邻株洲市区和大京风景区，土地面积为50km2，平均每户人口为3.6人，人均住宅面积为51.6m2；胜塘村隶属株洲县雷打石镇，平均每户人口为3.5人，人均住宅面积为53.2m2；关里村隶属老关镇，平均每户人口为3.8人，人均住宅面积为56.2m2。

依据所调查的120份住宅样本数据，将4个村镇各能源按等效电统计法转换为相应的等效电值，得到4个村镇住宅的能耗结构，如图1所示。

图14 个村镇住宅能耗结构Fig.1 The energy consumption structure of 4 rural area residential

由图1可知，液化气是道田村最主要的生活用能来源，其能耗占了总能耗的一半以上，而木炭和电的用量加起来不到总能耗的20%。呈现此能耗结构的主要原因是：随着农民生活水平的提高，液化气因其简便、快捷的特点，越来越受到人们的青睐，成为经济发展较好的农村地区的主要生活用能来源。

在白关村，薪柴、蜂窝煤是当地人们最主要的生活用能来源，二者总和占总能耗的75%，而电能及液化气等洁净能源的使用量却较少，两者加起来才20%。呈现此能源结构的原因主要有：白关村地处丘陵，周边有丰富的木柴资源，再加上当地居民有上山砍柴的习惯；其次，由于白关村经济较落后，电、液化气等清洁能源因价格较高而未被大范围使用。

胜塘村主要的能耗为液化气，占总能耗的45.79% ；其次是电，占总能耗的25.04%；再次为薪柴、蜂窝煤和木炭，占总能耗的比例分别为11.69%, 11.59%和5.89%。由于该村有一定的工业基础，加之发展旅游业，较之其他村，该村的农民生活水平较高，能源消耗结构也较为合理。其中，电和液化气的耗量总和占能源总消耗量的70.83%，其主要原因是村民使用液化气烧水，冬季采用空调取代木炭供暖。

关里村的主要能源是蜂窝煤，占调查总能耗的46.90%；其次是液化气，占总能耗的40.64% ；再次是木炭和电，占总能耗的比例分别为6.71%和5.75%。关里村蜂窝煤和液化气的耗量比例较大，电的耗量比例较小。这是因为该村周边的煤矿较多，故人们多就地取材，选用蜂窝煤作为生活的主要能源。

2.2 单位面积能耗与年人均能耗

单位面积能耗是一项重要的能耗指标，根据公式（1），将蜂窝煤、薪柴、液化气和木炭的单位面积能耗分别转化为等效电值，转化后，4个村镇住宅单位面积能耗如图2所示，年人均能耗如图3所示。

图24 个村镇住宅单位面积能耗Fig.2 The energy consumption per unit area for 4 rural residential

图34 个村镇住宅年人均能耗Fig.3 The annual per capita energy consumption for 4 rural residential

从图2, 3中可以看出，4个村镇住宅能耗总体来说，液化气为最主要的能源，其次是蜂窝煤，再次分别为薪柴、电和木炭。4个村镇住宅不同能源的单位面积能耗和年人均能耗有所不同，分析发现，这与各村镇的地理位置、居民年收入及居民生活习惯一致。

道田村经济欠发达，工业基础薄弱，人们的经济收入主要依靠外出打工，故道田村住宅单位面积能耗和年人均能耗相对偏低，且以液化气为主要能源。白关村因为地理位置较偏且经济比较落后，居民主要依靠上山砍柴获得生活能源，因此，道田村住宅单位面积能耗和年人均能耗在所调查的4个村镇是最高的，以蜂窝煤和薪柴为主要能源。胜塘村隶属雷打石镇，雷打石镇的乡镇企业经济发展较好，形成了煤炭、建安、建材、陶瓷等支柱产业，同时还开发了旅游资源，农民年人均可支配收入达4600元。该村单位面积能耗和年人均能耗相对偏高，这是由于村民普遍使用液化气或电烧水、采暖所致。关里村经济较为发达，已用其他能源代替柴薪作为主要生活能源，同时由于家中常住人口为老人和小孩，导致该村单位面积能耗和年人均能耗偏低。

3 能源结构与住宅类型相关性分析

在调查的120个村镇住宅样本数据中，分析发现，村镇住宅的能源结构与住宅类型相关性较大，其相关性如表2所示，相关性对比如图4所示。

表2 能源结构与住宅类型相关性Table2 Correlation of energy structure and the types of residential

图4 能源结构与住宅类型相关性对比Fig.4 Correlation comparison of the energy structure and the types of residential

由表2和图4分析可知，村镇能源结构与住宅类型的相关性较大：土坯住宅消耗的主要能源为薪柴，占能源消耗总量的72.3% ；砖混住宅消耗的主要能源为蜂窝煤和液化气，分别占能源消耗总量的57.0%和20.7% ；钢筋混凝土住宅消耗的主要能源为液化气和蜂窝煤，分别占能源消耗总量的48.3%和31.5%。分析其原因，主要与3种住宅类型居住者的经济状况相关，钢筋混凝土住宅的居民经济条件较好，砖混住宅的居民经济条件次之，土坯住宅的居民经济条件较差。同时，从另外一个方面可以看出，随着居民生活水平的不断提高，村镇住宅的能源结构逐渐由低品位的薪柴向较高品位的液化气转变。

4 问题及对策

由村镇能源结构与住宅类型相关性分析可知，当前村镇住宅能耗结构不合理。村镇能源结构受制于经济因素，随着居民生活水平的提高，其能源结构逐渐由低品位的薪柴向较高品位的液化气转变。但是，这些村镇对薪柴使用较多，尤其是土坯住宅的居民，薪柴燃烧不仅会排放大量CO2，且破坏了生态平衡。同时，这些村镇很少利用农村可再生能源，而建设社会主义新农村须多样化利用新能源，加大可再生能源的利用。农村可再生能源是指在农村地区就地开发、就地利用的可再生能源，主要包括太阳能、风能、地热、小水电和生物质能等[4]。

在经济发展、能源与环境之间的矛盾日益突出的背景下，中国必须优化农村能耗结构，提高能源使用效率[5]。农村能源问题日益严峻，合理利用农村能源，改变农村能源使用现状，发展能源农业，成为当前新农村能源建设的主要内容，沼气、太阳能、风能等清洁能源的开发利用，也将成为当前和今后农村能源建设的主要方向[6]。

根据4个村镇住宅能耗的实际情况，可在村镇中更多地合理开发利用太阳能和生物质能，减少薪柴的能耗比例。如新型农村住宅将屋顶太阳能集热器和住宅屋顶结合为一体，可解决四季热水供应和冬季采暖问题[7]；推广沼气节能技术，充分利用沼气能源，不仅可节约能源，还能起到改善环境的作用[8]。

5 结论

由4个村镇能耗调查结果可知，当前村镇使用的能源种类为：液化气、薪柴、电、木炭和蜂窝煤。不同的村镇，其能耗所占比例不一样，主要与当地的经济条件及地理位置相关。道田村的主要能源是液化气和薪柴，二者总和占总能耗的71.56%；白关村的主要能源是薪柴、蜂窝煤，二者总和占总能耗的75%；胜塘村的主要能源是液化气和电，二者总和占总能耗的70.83% ；关里村的主要能源是蜂窝煤和液化气，二者总和占总能耗的87.54%。

通过对村镇能耗结构与住宅类型相关性的分析，得出以下结论：1） 土坯住宅消耗的主要能源为薪柴，占能耗总量的72.3% ；砖混住宅消耗的主要能源为蜂窝煤和液化气，分别占能耗总量的57.0%和20.7%；钢筋混凝土住宅消耗的主要能源是液化气和蜂窝煤，分别占能耗总量的48.3%和31.5%。2）村镇住宅能源结构由低品位能源向高品位能源转变。

建议在政府的引导下，制定可行的农村建筑节能战略，推广可再生能源在农村中的应用，减少薪柴的使用。

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