作者:徐振红,刘俊红,王好召,李岳恩,李申奥,张钦渝,张浩
第一作者单位:山东建筑大学热能工程学院
摘自《煤气与热力》2024年2月刊
徐振红,刘俊红,王好召,等. 山东农村居住建筑现状以及节能改造意愿调研[J]. 煤气与热力,2024,44(2):A21-A25,A42.建筑能耗是主要的社会能耗之一,约占全国总能耗的20%,其中热水、空调和供暖能耗占建筑能耗的65%,因此减少建筑能耗是实现碳达峰碳中和目标的重要途径[1]。降低建筑能耗的主要途径之一是对既有建筑进行节能改造,并加以清洁能源与节能设备的应用[2]。通过对我国农村既有居住建筑节能改造,配合可再生能源利用,实现农村建筑零能耗甚至负能耗,是实现碳达峰碳中和目标的一种有效途径[3-4]。为充分了解山东农村既有居住建筑现状以及农村居民对建筑节能改造的意愿,笔者采用调查问卷形式对相关内容进行调研。本文对调研情况进行总结和分析。本次的调研分3次进行,调研时间为2019年夏季、冬季各1次和2021年冬季1次。调研对象为山东省农村居民,3次调研的受访人群有部分重叠。调研地区涉及山东16座地级市,采取实地调研与线上调研相结合的方法,了解农村既有居住建筑现状以及农村居民对建筑节能改造的意愿。在剔除与事实不符的调查问卷后,实地调研共计收回有效问卷1 751 份。调研内容包括居民收入水平、建筑概况、室内热环境、围护结构、能源类型、用能情况、节能改造意愿、希望改造项目等。3 调研结果分析
山东农村家庭年收入比例见表1。由表1可知,家庭年收入低于8×104 元/a的占比最大。这说明山东农村地区大部分家庭收入偏低,因此在策划节能改造时必须考虑农村居民的收入水平。与2019年相比,2021年山东农村低收入家庭(指家庭年收入低于8×104 元/a)比例明显减少,而家庭年收入在8×104 元/a以上的各个收入区间的比例都有明显提高。表1 山东农村家庭年收入比例
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山东农村既有居住建筑建造时间比例见表2。由表2可知,山东农村的既有居住建筑建造时间主要集中在20世纪80年代到2010年之间,2010年后建成的居住建筑比例很小,建于20世纪70年代及以前的居住建筑更少。对比2019年、2021年调研数据可知,随着时间推移,老旧建筑比例减小,但年代较早的居住建筑在农村地区仍有一定存量,是建筑能耗的薄弱点。表2 山东农村既有居住建筑建造时间比例
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山东农村既有居住建筑朝向比例见表3。由表3可知,山东农村既有居住建筑绝大多数为坐北朝南,这使得房间采光充足、利于通风。表3 山东农村既有居住建筑朝向比例
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山东农村既有居住建筑类型比例见表4。GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(2018年版)规定:对于住宅建筑,本规范以27 m作为区分多层和高层住宅建筑的标准;对于高层住宅建筑,以54 m划分为一类和二类。调研中的高层建筑指54 m以上高度的居住建筑,小高层建筑指27~54 m高度的居住建筑,多层建筑指27 m以下高度的建筑。由表4可知,山东农村的既有居住建筑类型以平房为主,多为瓦顶,整体比较简陋。除平房外,单户双层居住建筑比例也很大。单户双层居住建筑大多独门独院,建筑物四面临空,与其他居民建筑相隔较远,占地面积比平房大,但基本设施与平房差别不大。高层、小高层、多层居住建筑比例增大受益于农村城镇化的推进。表4 山东农村既有居住建筑类型比例
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测量对象主要为卧室、客厅。2019年、2021年山东农村既有居住建筑供暖期、供冷期室内温度比例分别见图1、2。由图1可知,2019年供暖期室内温度集中在12~18 ℃,室内温度为15 ℃的既有居住建筑占比最大。2021年供暖期室内温度集中在15~20 ℃,室内温度为20 ℃的既有居住建筑占比最大。由此可知,随着新建居住建筑增加以及收入水平提高,供暖期室内温度得到了提升。由图2可知,2019年、2021年山东农村既有居住建筑供冷期室内温度均集中在32~36 ℃。由此可知,山东农村既有居住建筑供冷期室内温度普遍偏高。图1 2019年、2021年山东农村既有居住建筑供暖期室内温度比例图2 2019年、2021年山东农村既有居住建筑供冷期室内温度比例山东农村既有居住建筑屋顶类型比例见表5。由表5可知,平屋顶与坡屋顶的比例相差不大。与2019年相比,2021年绿植屋顶的比例有所增加。表5 山东农村既有居住建筑屋顶类型比例
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山东农村既有建筑结构类型比例以及保温层类型比例分别见表6、7。由表6、7可知,山东农村既有居住建筑以砖混结构为主,其次是钢筋混凝土结构,绝大多数既有居住建筑墙体没有保温层。表6 山东农村既有建筑结构类型比例
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表7 山东农村既有建筑墙体保温层比例
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山东农村既有居住建筑外门类型比例见表8。由表8可知,木框单层实体门占比最大,其次是采用金属框、木框的单层玻璃实体门,而保温效果更好的金属框双层玻璃门占比最小。与2019年相比,2021年金属框双层玻璃门的应用呈增长趋势。表8 山东农村既有居住建筑外门类型比例
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由调研结果可知,山东农村既有居住建筑广泛采用铝合金窗框、木质窗框,塑钢窗框、钢质窗框使用比例较小。与2019年相比,2021年木质窗框比例明显减小,钢质窗框比例有所增加。单层玻璃窗比例最大,然后是双层普通玻璃窗、双层中空玻璃窗,Low-E玻璃窗比例最低。与2019年相比,2021年单层玻璃窗比例大幅下降,双层中空玻璃窗比例明显增大,Low-E玻璃窗的比例也有所提高。山东农村既有居住建筑能源类型比例见表9。由于一户农村居民使用多种能源,因此表9中各年能源类型比例之和出现了大于100%的情况。由表9可知,山东农村既有居住建筑的能源类型多样,电力是农村居民的主要能源。与2019年相比,2021年天然气成为山东农村居民重要的能源之一,而煤炭比例出现大幅下降。表9 山东农村既有居住建筑能源类型比例
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山东农村既有居住建筑供暖方式比例见表10。地面辐射供暖、散热器供暖属于集中供暖,其他属于分散供暖。调研中发现,一户农村居民拥有多种供暖方式,因此表10中各年供暖方式比例之和出现了大于100%的情况。土地暖是在屋子前边挖一个烧火用的坑,然后向屋内挖1趟或几趟烟道通向炕,烧火时,地面和炕均受热升温。燃煤炉热水系统和燃气供暖热水炉热水系统的散热装置均为散热器。由表10可知,与2019年相比,2021年集中供暖方式比例明显增大。随着集中供暖方式以及燃气供暖热水炉热水系统的推广使用,燃煤炉热水系统在2021年的比例明显下降。红外线辐射供暖器以其价格低廉、使用方便的优势,在分散供暖方式中始终占有极高比例。燃气管道在农村地区的敷设入户,使燃气供暖热水炉热水系统的比例有所增大。此外,电散热器、普通热泵空调在分散供暖方式中占有一席之地。![]()
山东农村既有居住建筑降温方式比例见表11。由于一户农村居民拥有多种降温方式,因此表11的各年降温方式比例之和出现了大于100%的情况。由表11可知,与2019年相比,2021年农村居民使用电风扇和扇扇子的降温方式比例明显下降,而采用空调作为降温方式的比例有所提高,甚至超过电风扇和扇扇子。表11 山东农村既有居住建筑降温方式比例
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山东农村居住建筑热水来源比例见表12。由于农村采用燃气灶、燃煤炉、大锅烧水不仅用于饮用,还用于洗浴、炊事等用途,因此本文不严格区分饮用热水和其他用途热水。由于一户农村居民拥有多种热水加热方式,因此表12中各年热水加热方式比例之和出现了大于100%的情况。由表12可知,与2019年相比,2021年大锅烧水(大锅烧水的燃料主要是树枝、秸秆等)的比例降幅最大。此外,电热饮水机的热水加热方式比例也有大幅下降,而使用电热水器的比例大幅增加。2021年,除采用大锅烧水、电热饮水机的热水加热方式外,其他热水加热方式农村居民均在广泛采用。表12 山东农村居住建筑热水加热方式比例
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山东农村既有居住建筑照明装置类型比例见表13。由表13可知,在山东农村节能灯是主要照明装置,LED灯的使用率也有所提高,但白炽灯的使用比例仍比较高。表13 山东农村既有居住建筑照明装置类型比例
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山东农村居民对建筑节能了解程度比例见表14。由表14可知,山东农村居民对建筑节能的了解程度大多数限于一般了解、不太了解,而且2019年与2021年的比例并未出现大的变化。这表明既有建筑节能改造的宣传力度不高。表14 山东农村居民对建筑节能了解程度比例
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山东农村居民了解建筑节能相关信息的途径比例见表15。由于农村居民可通过多种途径了解建筑节能相关信息,因此表15中各年农村居民了解建筑节能相关信息的途径比例之和出现了大于100%的情况。由表15可知,居民通过电视了解建筑节能相关信息的比例最大,其次是通过政府部门的宣传和浏览网站。与2019年相比,2021年农村居民由政府部门宣传获取建筑节能相关信息的比例增加明显,这说明政府部门加强了建筑节能相关信息的宣传力度。表15 山东农村居民了解建筑节能相关信息的途径比例
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山东农村居民对可再生能源利用难易程度的主观评价比例见表16。由表16可知,在使用可再生能源时,认为成本太高和政府扶持力度不够的农村居民比例比较高。这说明人们最关注的问题是可再生能源的利用成本,同时希望政府给予大力扶持。表16 山东农村居民对可再生能源利用难易程度的主观评价比例
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山东农村居民对自家房屋进行节能改造意愿比例见表17。愿意、非常愿意进行节能改造的农村居民占比在25%以上,而不太愿意、很不愿意进行节能改造的农村居民占比不到7%,绝大多数农村居民的意愿以视政策而定、视建筑情况而定为主。此外,调研结果显示,有40%左右的农村居民希望节能改造由政府主导并承担大部分的费用。表17 山东农村居民对自家房屋进行节能改造意愿比例
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山东农村居民希望改造项目比例见表18。由于一户农村居民有一项至多项希望改造的项目,因此表18各年农村居民希望改造项目的比例之和出现了大于100%的情况。由表18可知,农村居民对围护结构节能改造的希望比较集中。与2019年相比,随着农村居民对建筑节能相关信息了解以及出自对提高生活质量的要求,2021年希望对屋顶进行光伏发电改造以及增加新风系统的比例大幅增加。表18 山东农村居民希望改造项目比例
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结论:由调研结果可知,山东农村经济条件一般,房屋严重老龄化,围护结构保温性能不佳,能源利用缺乏科学合理性,节能改造程度低。农村居民对节能改造认识不足,但有比较强烈的改造意愿。建议:政府应从宣传、补贴与建设示范区方面着手推广农村既有居住建筑节能改造。建议外墙加外保温,对外窗进行节能改造。加快普及分布式光伏发电和空气源热泵,并提出一种满足家庭照明、电器用电、夏季降温、冬季供暖、热水供应等需求的农村户用分布式太阳能光伏智能用电系统。在改造过程中需考虑经济状况、政府政策、建筑改造现状、改造费用、改造周期以及改造后的维护与效果等多种因素。[1]陈向国. 建筑行业碳达峰碳中和时间紧任务重[J]. 节能与环保,2021(2):10-12.[2]龚翔. 建筑业“碳达峰、碳中和”有效路径研究[J]. 北京规划建设,2021(1):67-71.[3]杜晓林,冯相昭,王敏,等. 京津冀地区散煤综合治理成本效益分析[J]. 环境与可持续发展,2018(6):135-141.[4]张希良,黄晓丹,张达,等. 碳中和目标下的能源经济转型路径与政策研究[J]. 管理世界,2022(1):35-51.维普免费下载《煤气与热力》论文(现刊和过刊均可)
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