中外建筑能耗比较分析secretWord文档格式.docx

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而与建筑物结合的太阳能风能利用，和农村初级生物质能就地燃烧等可再生能源未计入商品能耗中。

d）当二次能源为热时，直接按其热源效率折算为标煤。

3.各国统计数据对建筑与用能项目分类各有不同，在本文中：

a）按照国际惯例，将建筑分为住宅建筑与公共建筑。

由于我国城乡建筑的能耗水平与用能方式存在较大差异，而农村住宅能耗远低于城镇住宅，本文仅用我国城镇住宅能耗数据与发达国家进行比较。

b）建筑用能项目，通常包括采暖、空调、热水、炊事、照明以及用电设备等等。

在本文中，将其分为用热项目与用电项目：

i.用热项目，指的是以热的形式直接为人类提供服务的用能项目，包括采暖、生活热水与炊事，可以是直接利用化石燃料，也可以是用电能驱动相关产热设备获得；

ii.用电项目，则指通过电网直接输入建筑内部，供各种用电设备使用，如空调、电视机、电脑、洗衣机等，以声、光、功等形式为人类提供服务的用能项目。

在分析数据时要特别注意以上问题，如果错误理解数据的本来含义，可能会导致几倍的差异。

图1建筑能源转换及利用过程[2]

3建筑总体能耗比较

图2：

2004年度各主要国家和地区

终端能耗按产业部门百分比[1][3][4]

图3：

日本各产业部门的

终端能耗比例逐年变化[5][6]

图2是各国2004年建筑（包括住宅建筑与公共建筑）、工业与交通运输三大产业部门终端能耗占各国社会终端总能耗的比例；

图3是日本从1965-2004年，三个产业部门终端能耗占日本社会终端总能耗的比例的逐年变化图。

由图可见：

1）发展中国家的工业能耗比例普遍高于发达国家，而建筑能耗比例低于发达国家。

2）日本从1965年到2004年，经历了工业能耗比例不断降低，住宅与公建能耗比例不断提高的过程，到近几年，建筑能耗比例稳定在30%以上。

3）中国建筑能耗占社会总能耗的比例为24.3%，能耗构成情况与日本1981年类似。

图4是2004年几个主要国家建筑能耗比例与各国人均GDP的关系图，印证了发展中国家建筑能耗比例普遍低于发达国家的现象。

可以预测，随着技术进步与产业结构的进一步调整，我国工业生产的能耗比例会有所降低；

随着经济发展、生产进步与人民生活方式的持续变化，人们对建筑提供服务的需要也会不断增长，带来建筑能耗比例持续增长。

图5是2004年各国的人均住宅建筑与公共建筑面积图。

由图易见，中国的人均住宅建筑面积与人均公共建筑面积均小于各发达国家；

而随着中国城市化进程的进行，城市规模不断扩大，对建筑量的需求也将持续增长。

目前中国建筑面积保持每年10亿平方米的速度急剧增长，这势必带来建筑能耗的增长。

图42004年人均GDP和

建筑能耗比例的关系[1][7]

图52004年各国家地区

人均建筑面积[1][3][5][7][8][9]

4建筑分项能耗比较

4.1住宅建筑能耗

图6各国住宅建筑能耗总量、人均值与面积平均值[1][3][5][7][8][9][10]

注：

图中国名后面的数字，表示的是该国的能耗总量，单位：

Mtce。

如图6所示，中国城镇住宅能耗的总量已经与发达国家接近；

但是，无论是人均能耗还是单位面积平均能耗，中国城镇住宅都远低于发达国家；

下面试从住宅用热和用电分别比较，分析原因。

4.1.1住宅用热

住宅用热包括了采暖、生活用水与炊事三项；

这里比较建筑实际获得的热，即不管通过何种能源，通过何种能源转换方式，建筑内部实际消耗的热量。

它是由建筑物性能、气候条件和居住者能源消费方式决定的。

由于美国、日本与中国是南北跨度较大的国家，包含多个气候区，全国平均的采暖能耗不能反映其特点，本文采用单个气候区的采暖能耗数据与欧洲国家进行横向比较（美国暂无分气候区数据，故不纳入比较），如图7所示。

图7各国住宅建筑热量消耗比较[1][3][5][8][9][11][12]

1）欧洲国家的采暖耗热量数据，可能其中一小部分是热泵采暖消耗的电能。

2）德国、荷兰与希腊的采暖能耗包括了热水与炊事能耗；

法国的炊事能耗分别统计入采暖与热水能耗中，无法单独拆分出来；

香港的炊事能耗包括了采暖能耗；

北京的炊事能耗包括了热水能耗，特别的：

“北京”表示建筑物入口处统计获得的热量消耗数据（统计边界与发达国家的一致），而“北京*”的能耗为集中供热系统入口处的一次能耗。

3）各国的采暖度日数基准温度，各国的规定不同：

中国北京为18℃[11]（当基于14℃时，北京的采暖度日数计算值为1978degree.day），日本（札幌和仙台）为14℃[5]，德国（柏林）、法国（巴黎）、荷兰（阿姆斯特丹）和希腊（罗马）65F（18.3℃）[12]。

由图易见，北京的单位面积城镇住宅的建筑耗热量低于发达国家；

而考察一次能耗，北京则与欧洲国家水平接近、甚至超过了气候类似的日本地区的能耗。

1）住宅采暖能耗

西欧国家和日本的住宅有很多是小型住宅楼，采暖大多数采用分散方式，包括燃气和燃油壁挂炉、热泵、直接电热采暖等。

因此，这些国家的采暖能耗统计数据即可表示建筑物实际获得的热量。

而我国北方城镇70%以上的面积采用集中供热系统，供热系统热源输入处的一次能耗包括了集中供热热源损失、管网输送损失和公寓楼内的供热失调损失，这些损失约占采暖能耗的20％～40％[13]。

因此不能简单地将“北京*”20kgce/（m2.a）的采暖一次能耗与欧洲的统计数据进行比较。

而在建筑物入口处统计得到的采暖耗热量，直接与气候条件、建筑物性能以及居住者用能模式相关。

如图7，“北京”的单位面积住宅建筑采暖耗热量低于西欧发达国家，分析其影响因素如表1所示。

表1影响采暖能耗的因素分析

影响因素

气候条件

建筑物性能

用能模式

采暖度日数[5][11][12]

围护结构传热系数[14][15]

建筑体形系数[16]

通风模式

通风换气次数

采暖季长度

室内设定温度

影响趋势

度日数大，能耗高

系数大，能耗高

次数多，能耗高

时间长，能耗高

温度高，能耗高

单位

国家

Degree.day

W/（m2.K）

-

次/时

℃

德国

3126

0.45

0.5～0.8

机械通风

1～2

有需要就采暖

18～22

法国

2747

0.5

荷兰

2784

仙台

1696

0.42

0.2～0.5

-

希腊

1565

北京

2450

0.6

自然通风

不开窗，0.5～1；

开窗，3～10

固定为120天

18～20

综合所述，我国北京的气候与上述几个西欧发达国家相近，虽然建筑整体保温水平较差，但由于建筑体形系数相对较小，采暖季相对较短，冬季室内设定温度相对较低，城镇住宅建筑采暖耗热量低于类似气候的西欧国家。

2）住宅炊事与生活热水能耗

炊事与生活热水能耗直接为人提供报务，其能耗量与各国的生活方式（炊事模式，生活热水使用模式等）以及技术水平（设备产热效率，新能源利用等）密切相关。

几个国家的人均炊事与生活热水耗热量如图8所示。

图8各主要国家的人均炊事与生活热水能耗[3][5][8][9]

图中法国、丹麦与中国的炊事能耗与热水能耗无法单独拆分出来。

由图8易见，我国生活热水能耗远低于发达国家水平，人均值仅为美国的1/5、日本的1/4、欧洲国家的近1/2，分析原因在于：

1）西方国家通常住宅保证二十四小时生活热水；

此外多采用浴缸洗浴，耗热水量通常在300L/次以上。

中国生活用水大量使用冷水；

并且大多数居民采用淋浴式洗浴，一次耗热水量为60L左右。

2）中国的就餐方式和中餐的复杂性决定了中国的炊事能耗会高于西餐，使中国与美国、日本的炊事能耗相近。

总的说来，中西方生活方式的差异决定了目前中国与发达国家的能耗水平差别；

随着社会进步，中国居民的生活方式也在不断发生变化，选择何种生活方式以全面实现舒适、健康与节能的多重目标，值得研究。

4.1.2住宅用电

图92004年各国住宅建筑用电与人均GDP关系[3][5]][8][9]

由图9可见，中国住宅建筑单位面积用电量低于发达国家，为发达国家的1/4~1/2左右。

住宅电耗与建筑的使用模式直接相关，具体说来与家庭收入、生活方式（人口数、着衣量、通风换气状况等）、住宅设备使用状况、热舒适度（室内温湿度舒适感、对环境满意程度）等各种因素有关；

分析导致发达国家住宅用电量高于中国的因素，如表2所示。

表2各国住宅用电影响因素分析

耗电项目

设备占有量

建筑使用模式

2004年能耗比较[16]（kWh/（m2.a））

发达国家

中国

日本

美国

通风

优先自然通风

57.3

28.0

家电设备

以烘干机为例

25.9%（日本2004[5]）

≈0

烘干机烘干衣物

利用阳光、风力等晾干衣物

6.3

以电脑为例

95.8台/百户（日本2004[5]）

33.1台/百户（中国2004[17]）

照明

300~500lx（美国[18]）

100~300lx[19]

电力照明

优先自然采光

6.8

11.2

空调

248.6台/百户（日本2004[5]）

69.8台/百户（中国城镇2004[17]）

全空间全时段空调

局部空间局部时段空调

2.7

3.8

10.4

中美住宅家电能耗差别近4倍，这与各国的家电的占有量与使用量密切相关；

仅电烘干机烘干衣物这一项，“一家一年就差出1000度电”[20]。

中美住宅空调能耗差别也近4倍；

考虑到空调能耗还受气候条件影响，由于美国幅员辽阔，涵盖了多个气候区，表2中的数据是全国平均数据，包括了大量人口聚集的东、西海岸等属于温带海洋性气候、冬暖夏凉，全年不用开空调的地区。

实际上，在和北京（空调度日数[11]为794degree.day，基于18.3℃）气候相近的美国城市纽约、费城（空调度日数[21]为594degree.day，基于18.3℃），调查得到住宅空调能耗均大于80kWh/（m2.a）；

分析其原因如下：

1）局部空间部分时段空调：

中国全年空调时段200~500小时，并且只在有人居住的房间开启空调；

美国全年空调时段2000~3000小时，全空间空调。

2）室内设定温度：

中国随室外温度变化，多在26~28℃；

美国夏季恒定为22~24℃。

3）利用天然冷源：

中国外窗可开启，在外温条件合适时能通过开窗通风维持室内合适的热湿环境，根据统计，北京全年有近3000小时适合自然通风，全年有超过4000小时的时间适合自然通风；

美国大量住宅全年全天依靠机械通风，能耗较高。

4.2公共建筑电耗

图10各国公共建筑人均能耗与单位面积能耗[1][3][5][7][8][9][10]

如图10所示，无论以人均能耗指标或是单位面积能耗指标，中国的建筑能耗均低于发达国家。

但实质上，2004年我国公共建筑面积为53亿平米，能耗约2600亿度电以及2330万吨标煤；

其中5亿平米为单栋建筑面积大于两万平米的大型公共建筑，电耗约500亿度电。

中国一般公共建筑的电耗仅为48kWh/（m2.a）；

而大型公共建筑的平均电耗则高达112kWh/（m2.a）；

虽然中国人均GDP水平仍远低于发达国家，然而大型公共建筑电耗水平已与欧洲国家的公共建筑电耗水平接近，如图11所示。

图11各国公共建筑用电（除采暖外）与人均GDP[3][5]][8][9]

同前所述，人均GDP一定程度上可以反映人们使用建筑物的要求高低，影响其能耗水平的其它因素分析如下表3所示：

1）自然通风，不仅可以利用室外空气这个天然冷源，节省空调能源消耗；

而且可以利用室内外气压差代替风机，满足室内新风要求，节省动力消耗；

2）分体空调便于个体灵活调节，避免过冷、过热与无人房间空调的浪费；

而且，制备的冷量可以就地使用，节省冷量输配能耗；

3）根据清华大学建筑节能研究中心实时监测结果，在北京大型写字楼中电梯电耗占总电耗的3%~5%；

而在人流量大的商场等公共建筑中，该比例更高；

4）在体量小、进深小、内区小的一般公共建筑中较容易实现优先自然采光和自然通风，而大部分大型公共建筑由于内区大，很难实现自然采光和自然通风，必须依靠人工照明和空调系统来实现。

表3公共建筑用电差别的分析

比较项目

单位面积能耗

电梯

kWh（m2.a）

中国一般公共建筑

分体空调，局部空间局部时段空调

未广泛使用

48

中国大型公共建筑

外区优先自然通风，内区机械通风

中央空调，全空间局部时段空调；

建筑体量大，内区需全年供冷

使用

外区优先自然采光，内区电力照明

112

外窗不可开启，全年机械通风

中央空调，全空间全时段空调

大部分电力照明

250

综上所述，我国的公共建筑总体平均单位面积能耗低于发达国家水平，这是由不同的建筑室内环境营造模式造成的。

一方面，能耗低的我国一般公建占总公建的比例高达90%。

这类建筑优先依靠自然条件营造室内光、热环境；

而发达国家主要依靠机械手段满足公共建筑内部采光、空调与交通等要求。

另一方面，我国大型公共建筑的用能模式与发达国家类似，2004年其建筑面积占公共建筑总面积比例仅为9%，而其电耗占公共建筑总电耗比例已达19%，且呈持续增长趋势。

5结论

1）目前我国的建筑能耗占社会总能耗的比例低于发达国家，各产业部门的终端能耗占社会总能耗比例与日本1981年水平类似。

2）无论从单位建筑面积能耗，还是人均建筑能耗，中国城镇住宅能耗都远低于发达国家水平。

3）在相同气候条件下，中国的建筑实际采暖耗热量低于欧美发达国家，造成这种差别的因素包括围护结构、建筑体形系数以及采暖方式等等。

4）中国的住宅生活热水能耗量也远低于发达国家水平，甚至不到美国的1/5，这主要由各国不同的用能方式决定。

5）中国建筑用电，无论是住宅建筑还是公共建筑，都低于发达国家，这主要与中国建筑室内环境营造模式、建筑用电模式与发达国家有所差别所决定。

6）然而中国大型公共建筑的用能模式与发达国家类似，主要依靠机械手段来满足人类对建筑居住和使用的要求，能耗水平较高。

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