公共建筑能耗标准研究
摘要
能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,也是困扰人类生存与发展的重要问题。近年来,随着中国经济的快速发展,能源需求快速增长。2008年,中国首次超过美国,成为世界上温室气体最大排放国,温室气体排放已达60亿吨。至2010年,中国的一次能源消费量为32.5亿吨标准煤,已成为全球第一大能源消费国。化石能源的大规模消耗导致能源紧张、环境污染和气候变暖问题日益突出,已成为我国经济社会发展的瓶颈性制约。
在全球气候变暖的危机影响下,中国对降低温室气体排放空前重视,从战略和全局高度认识到节能减排的重大意义。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确要求“合理控制能源消费总量,严格用能管理,控制建筑领域温室气体排放”。《中国共产党第十八次全国代表大会报告》明确提出要全面促进资源节约。要节约集约利用资源,推动资源利用方式的根本转变,加强全过程节约管理,大幅降低能源、水、土地消耗强度,提高利用效率和效益。推动能源生产和消费革命,控制能源消费总量。
目前,建筑能耗已成为与工业、交通能耗并列的三大能耗之一。从建筑能耗总量来看,欧美发达国家建筑能耗占全社会能源消费总量的比例可达三分之一左右,目前我国的建筑能耗占比低于这个比例,已达到19.74%,但未来趋势显著。另一方面,我国民用建筑能耗分为建筑供暖能耗(即严寒寒冷地区建筑供暖能耗)、公共建筑能耗(不含严寒寒冷地区建筑供暖能耗)、居住建筑能耗(不含严寒寒冷地区建筑供暖能耗)和农村建筑能耗等四大部分。根据2011年全国建筑能耗统计结果,公共建筑(不含严寒寒冷地区供暖能耗)为1.71亿tce,占建筑总能耗的24.8%。由此可见,公共建筑能耗是我国建筑能耗的重要组成部分。2001~2011年公共建筑面积增加了0.8倍,平均的单位面积能耗从2001年的17.9kgce/m²增加到2011年的21.4kgce/m²,在所有建筑中增长最为迅速。其中,大型公共建筑单位建筑面积折合电耗指标为70~300kWh/(m²·a),中小型公共建筑单位建筑面积折合电耗指标为50~70kWh/(m²·a),前者规模相对较大、采用中央空调系统,单位建筑面积能耗指标是后者的2~5倍。最近十几年来,新建公共建筑中大型公共建筑比例不断提高,档次也越来越高,导致能耗也越来越高。同时,既有公共建筑相继大修改造,由普通公共建筑升级为大型公共建筑。这些变化导致大型公共建筑比例逐年增加,是公共建筑单位面积能耗增长的主要驱动原因。
因此,针对公共建筑开展能耗标准研究十分必要且紧迫,本课题开展了以下五个方面的研究并取得相应成果:
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公共建筑能耗标准基础研究:根据公共建筑能耗标准制定的目的与意义,结合国内已有建筑能耗统计、能源审计等工作基础,明确公共建筑能耗标准适用范围。在调研国内外已有研究成果的先进经验的基础上,确定公共建筑能耗指标的分类、定义与作用,为后续的研究提供目标依据。
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确定公共建筑分类模型:在已有按功能对建筑进行分类的基础上,通过对分类方法的梳理,选择聚类分析的方法,对不同类型公共建筑用能进行统计分析,发现规律,确定建筑进一步细分的方法,最终确定公共建筑分类模型。
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确定公共建筑能耗指标形式:针对公共建筑中可能采用的指标形式,进行系统的分析,对不同能耗指标形式进行对比研究,建立在对各项原则权衡的基础上,研究不同类型公共建筑采用不同能耗指标形式的优缺点与适用性,继而确定各类公共建筑能耗指标形式。
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确定公共建筑能耗指标值的编制方法:研究适用于公共建筑能耗指标值的统计分析法和技术测算法,提出基于统计分析法和技术测算法确定公共建筑能耗指标值的技术路线。①根据各类公共建筑用能的实际特性,结合大量的能耗统计、能源审计以及大型公建能耗监测样本建筑的能耗数据,研究用于公共建筑能耗指标值确定的统计分析法。②根据各类公共建筑的实际使用边界,充分考虑技术先进性和使用的合理性,在建立各类公共建筑的标准建筑的基础上,通过对标准建筑实现使用功能的合理能源消耗的研究,确定适用于各类公共建筑能耗指标值确定的技术测算法。③对统计分析法和技术测算法实施的优点以及不利因素进行研究,提出公共建筑能耗指标值的三种技术路线:基于统计分析法的公共建筑能耗指标值确定方法、基于技术测算法的