简析居民家庭的能耗和节能

张广凯 王俊鸿 李博文 吕雪平 马林冲 王宜健

摘    要：随着经济的增长和人们生活水平的提高，建筑能耗亦随之日益增长，在众多能源消耗之中，家庭能耗处于不可忽视的地位，如何节约家庭能耗对节能来说也尤为重要，研究发现家庭能耗主要与建筑面积，大功率电器的使用时间，用能人数等因素有关，其中，影响大功率电器使用时长的主要因素是室外气温变化，在夏季，空调、风扇等大功率电器使用增加导致家庭用户电耗增加，与此同时，洗浴次数和时间上升，水量消耗同样增大;对于燃能消耗、供热消耗、汽车能源消耗来看，在用能人数一定的情况下，一年之内消耗量不大，变化和波动幅度也很小。通过调研结果，我们认为减少家庭能耗的落脚点就在于如何减少电能和水能消耗，对此提出了相关措施，促进节能减排。

关键词：家庭能耗;耗电量;节能;能耗指标

1  研究背景

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，是经济增长、人民生活水平提升和社会发展进步的必要支撑。长期以来，世界各国对能源问题的研究集中于工业生产领域，但随着居民收入水平的上升，家庭用能在所有能源消费中占据的比例越来越大，引起了广泛的关注[1]。随着国民经济的快速发展，以及工业化和城镇化的深入推进，我国的能源需求依然处于持续上涨趋势，仅靠用户的节约意识来维持电能利用率的方式已不能缓解能源环境的压力[ 2][ 3]。通过对家庭居住住宅情况、家庭用能设备进行调研，概括家庭的能耗特点。针对各类能源的消耗特点提出有建设性的节能建议具有非常重要意义。

以某一典型居民建筑的家庭用户为例，建筑于2008年建造完毕属于節能建筑，地上六层，地下一层，窗墙比例较高，具有很好的采光效果，家庭建筑面积为74.92m2，家庭用能种类为：电能、水能、燃能以及汽车油耗，用能人数3人。用能设备有：空调、电视、电脑、饮水机、冰箱、油烟机、电压力锅、电饼铛、双眼灶、汽车等。

2  全年电耗分析

电在家庭中具有重要用途，具体表现在吃、穿、住、行。在7、8、9月份家庭的电量使用相比较其他月来说出现了显著的用电高峰，6月有小幅度增加的趋势，而其他月份则保持相对稳定，波动幅度很小。根据月耗电量的变化图可知，7月的耗电量比6月的耗电量增加321kW/h，8月则高达491kW/h的幅度，其变化主要原因由三个部分组成：夏天的来临，使得空调以供冷方式运行，家庭用户在7月开始使用空调，空调耗电量显著增加;可能白天时间变长，室内冷负荷增加，从而家庭用户使用空调的时间变长。5、6月份的耗电量的增加，主要是风扇的运转，从7月开始，夏季室外温度不断增大，室内冷负荷变大;空调冷凝温度变低，耗功量增大，电量消耗大。据调查，家庭用户为了更快的获得冷风，通常将空调温度设置很低，这就导致空调的冷凝温度变低，在增大了制冷量、快速获得热舒适的同时也付出了“代价”，这个代价就是耗功量增大了，电量的消耗就随之变多了。

3  全年水耗分析

水在生活中的用途可以说是重中之重，从人体需要讲水是不可少的。对2019年各月的水量消耗，通过统计与计算，发现以下规律：和耗电量情况相似，在7、8、9月份家庭的水量消耗相比较其他月来说出现了显著的高峰，从5月份开始，耗水量以一定速率不断增加到8月份达到峰值，随后降低，而其他月耗水量有小幅度波动，但影响不大。

气温是影响家庭用水能消耗的主要环境因素，气温越高，室内温度和出水温度越高，家庭用水能耗越大。具体影响例如夏季气温高，人体出汗率增大，需水量变大，另一个不可忽视的原因就是，随着气温的升高，大部分家庭用户洗浴次数和洗浴时间变长，从而消耗的水量增大。

4  全年天然气耗量分析

城市燃气，特别是居民生活用燃料，包括常规天然气，以及煤层气和页岩气这两种非常规天然气。日常使用天然气随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。对2019年各月的燃气量消耗，通过统计与计算，分析变化趋势反应了家庭用户在燃气使用上的特点：平稳。家庭用户在使用燃气上除了必要的日常做饭以外，很少使用，即使使用也消耗量不大，在家庭能源消耗中比重极小。

5  全年供暖消耗分析

供暖是指向建筑物供给热量，保持室内一定温度，它是解决我国北方居民冬季采暖的基本生活需求的社会服务。家庭供暖是指，以户为单位有别于集中供暖的同时开始同时结束的。

在2019年的采暖期中，冬季家庭供暖所用燃料热量为6350kW/h（22860MJ）、总费用为1519.6元，供暖期间，不采用其他供热设备，室内温度可达24度左右，符合供暖标准，相对来说，比较节能。

6  结束语

通过数据分析可以看出，如图1所示，在家庭总能耗之中，电能消耗是家庭能源消耗的主要来源，水能消耗次之，而在电能消耗中，大功率电器的使用次数和时长对电量的消耗有显著的影响，尤其是在夏季，空调的持续使用是导致电能消耗最关键的电器。从交通能源消耗来看，汽车的广泛使用也在能源消耗中占据重要地位，相比较来说，对于经常出差的家庭用户来说，汽车能源消耗（汽油的消耗）可能比电能消耗还要大，就比如本文中的家庭用户，用能人员经常出差和旅游，所以一年下来，在汽车能耗上的花费要比在电能和水能多得多。燃气能耗、水能消耗与前几项相比就比较平稳单调，这可能与电饭锅，高压锅等厨房器具的普及有关，家庭做饭大部分都从燃气转换成了用电。供暖能耗虽然在一年中只有供暖期中有，但花费的钱丝毫不比电量要少，在家庭能耗中有着重要作用。

参考文献：

[1] 谢伦裕，陈飞，相晨曦.城乡家庭能源消费对比与影响因素——以浙江省为例[J].中南大学学报（社会科学版），2019（6）：106～117.

[2] 李晓倩，陈新楚，郑松，等.家庭能耗管理系统的研究进展[J].机械设计与制造工程，2017（11）：107～111.

[3] 李晓倩，陈新楚，郑松，张琦.家庭能耗管理系统的研究进展[J].机械设计与制造工程，2017.