農(nóng)村建筑能耗狀況

農(nóng)村建筑能耗狀況我國農(nóng)村目前的民用建筑面積為240億平方米，占全國總的建筑面積的60％以上。在過去相當(dāng)長的時期內(nèi),由于城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)狀況和人民生活水平的巨大差異，農(nóng)村民用建筑商品用能總量和單位面積的商品用能耗都遠(yuǎn)低于城市建筑。改革開放后特別是近年來隨著農(nóng)民生活水平的提高，農(nóng)宅建設(shè)已進(jìn)入了更新?lián)Q代的高峰時期。到2010年，農(nóng)村人均居住面積將達(dá)到30m2，農(nóng)村需新建住宅30多億m2。廣大農(nóng)民在進(jìn)入或奔向“小康”時代的同時，村鎮(zhèn)住宅的能源消耗費也同時發(fā)生著前所未有的變化。這對資源相對不足的中國來說，必須引起高度重視。全面摸清農(nóng)村生活用能現(xiàn)狀，并據(jù)此制定切實可行的農(nóng)村建筑節(jié)能措施和鼓勵機(jī)制，對加快我國整體建筑節(jié)能步伐起著舉足輕重的作用，也是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。1.1農(nóng)村建筑能源消費總量及結(jié)構(gòu)圖1-31是通過對大量典型農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后得到的2006～2007年年我國農(nóng)村地區(qū)單位建筑面積每年生活用能量情況，包括炊事、采暖、空調(diào)降溫和照明的能耗，統(tǒng)計的能源種類包括：煤炭（散裝煤、蜂窩煤）、液化石油氣、電力、生物質(zhì)能（木柴、秸稈），其中電力是按照發(fā)電煤耗計算法折合為標(biāo)煤，其他各類能源都根據(jù)燃料的平均低位發(fā)熱量進(jìn)行折算。

(a)

北方地區(qū)

(b)南方地區(qū)圖1-31我國農(nóng)村地區(qū)單位面積生活用能情況從圖中可以看出，北方地區(qū)和四川省由于冬季采暖需要，單位面積耗能量普遍較高（由于河南很多地方冬季不采暖，所以能耗較低）。其中內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、新疆四省由于地處嚴(yán)寒地區(qū)，采暖負(fù)荷較大，單位面積消耗量超過30kg標(biāo)準(zhǔn)煤/年。

(a)北方地區(qū)

(b)南方地區(qū)

圖1-32我國農(nóng)村地區(qū)生活用能消費結(jié)構(gòu)情況圖1-32給出了調(diào)研的24個省（市、自治區(qū)）農(nóng)村生活用能的消費結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出，北方地區(qū)各省商品能占生活用能的比例普遍較高。其中北京、天津、山西、新疆商品能的比例均已超過了90％，遼寧、吉林和黑龍江由于薪柴和秸稈資源相對豐富，商品能所占比例要低于其他省份。整個北方地區(qū)商品能（包括散煤、蜂窩煤、液化石油氣、電能）和生物質(zhì)能（包括：木柴、秸稈）的比例分別為71.2％和28.8％。

南方地區(qū)只有上海農(nóng)村使用商品能的比例超過了90％，其他各省相對較低，而安徽、四川、云南和西藏只有20％左右，是全國比例最低的幾個省份。整個南方地區(qū)商品能和生物質(zhì)能的比例分別為47.8％和52.2％。

采用《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒2006》中所提供的各省農(nóng)村人口數(shù)量和人均居住面積進(jìn)行推算，目前我國30個省（市、自治區(qū)）每年農(nóng)村生活用能已經(jīng)達(dá)到3.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中商品能煤炭為1.9億噸，液化石油氣597萬噸，電1324.2億kWh，生物質(zhì)（包括薪柴和秸稈）總量為2.2億噸。

從所調(diào)研的?。ㄊ?、自治區(qū)）綜合來看，目前商品能在整個農(nóng)村地區(qū)生活用能中已經(jīng)占到60％的份額，生物質(zhì)能只占到40％。20世紀(jì)80年代時，我國農(nóng)村使用薪柴和秸稈等生物質(zhì)能的比例還能占到80%以上，而現(xiàn)在由于農(nóng)村居民居住面積和收入水平的逐年增加，有能力購買一定數(shù)量的商品能源，因此使薪柴和秸稈等非商品能源逐漸被取代。長此下去，將會對我國經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)性發(fā)展帶來沉重的壓力，應(yīng)該引起相關(guān)部門和廣大能源領(lǐng)域工作者的足夠重視。1.2各項生活用能情況農(nóng)村民用建筑用能主要包括：照明和家電、炊事、建筑室內(nèi)采暖、夏季室內(nèi)降溫用能。農(nóng)村生活熱水目前用量還比較低，且大多通過太陽能熱水方式獲得，因此不在討論范圍。

（1）照明和家電用電

建筑照明和各類家電是農(nóng)村建筑用電的主要形式。除個別邊遠(yuǎn)地區(qū)采用太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電或自辦小水電外，農(nóng)村建筑用電主要依靠我國電網(wǎng)系統(tǒng)，但在大多數(shù)地區(qū)單位面積的照明和家電用電量遠(yuǎn)低于城鎮(zhèn)平均水平，隨著農(nóng)民生活水平的逐步提高，這部分用電量也將逐步提高。然而，由于各種原因，目前農(nóng)村建筑照明設(shè)施中白熾燈的使用率遠(yuǎn)高于城市，造成照明效率低，增加了農(nóng)民的用電負(fù)擔(dān)。因此應(yīng)該把綠色照明工程適當(dāng)向農(nóng)村傾斜，通過多種補(bǔ)貼政策，以接近白熾燈的價格限量向農(nóng)民供應(yīng)節(jié)能燈，對節(jié)約用電、減輕農(nóng)民用電負(fù)擔(dān)，都非常有效。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，目前我國農(nóng)村家庭白熾燈與熒光燈的使用量之比為9：1以上，假定每個農(nóng)戶照明全年平均用電量為150kWh，則全年總用電量為360億kWh，若將其中一半的白熾燈改成節(jié)能燈，則每年可以節(jié)約照明用電150億kWh左右，按照每度電0.6元計算，每年可以節(jié)省電費90億元。

另外，繼續(xù)鼓勵因地制宜的小水電、風(fēng)電發(fā)電，用這些分布式電源替代部分電網(wǎng)用電，對改善農(nóng)村用電結(jié)構(gòu)也有重要意義。

（2）炊事用能

在一些地區(qū)炊事用能和采暖用能是結(jié)合在一起的。對大多數(shù)省份的農(nóng)村家庭而言，炊事用能呈現(xiàn)多樣化的趨勢。目前農(nóng)民廚房中的普遍現(xiàn)象是“三管齊下”，有燒柴的大灶，有燒煤的爐子，還有液化石油氣爐具。液化石油氣費用太高，而燒柴灶和燃煤爐的用能效率都很低，并且造成嚴(yán)重的室內(nèi)外空氣污染，部分地區(qū)已經(jīng)嚴(yán)重危害農(nóng)民健康。不同地區(qū)農(nóng)戶的炊事柴灶一年消耗的秸稈和薪柴量有很大差別，少的只有1～2噸，多的則達(dá)到5～6噸，按照低位發(fā)熱量計算其炊事用能為城市居民戶均水平的2倍以上。除城鄉(xiāng)居民生活方式的差異外，這也反映出目前柴灶的能源利用效率非常低，低效的同時也造成對室內(nèi)外環(huán)境的嚴(yán)重污染。但是由于生物質(zhì)在農(nóng)村是免費能源，盡管能源利用效率低下，仍然是農(nóng)村尤其是北方地區(qū)的主要炊事用能方式。

由調(diào)研統(tǒng)計數(shù)據(jù)看出，商品能在農(nóng)村炊事用能中的比例與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)水平密切相關(guān)。在上海、浙江、江蘇等經(jīng)濟(jì)較好的地區(qū)，液化氣已經(jīng)成為當(dāng)?shù)刂饕拇妒氯剂希▓D1-33）。在南方其他省市，如湖南、湖北、四川、江西等生物質(zhì)資源豐富的省份，生物質(zhì)能作為農(nóng)戶炊事主要燃料的比例過半；另外從利用方式來看，隨著近些年沼氣技術(shù)在農(nóng)村的大力推廣，以直接秸稈燃燒為主要炊事用能的農(nóng)戶比例下降，而以沼氣為主要用能的農(nóng)戶比例明顯增大。

（3）冬季采暖用能

目前，北方農(nóng)村建筑用能最突出的問題是冬季采暖用能。除了處于嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的北方各省都會采取相應(yīng)的采暖措施以外，處于夏熱冬冷地區(qū)的長江流域各省農(nóng)村也大多會采用不同程度的采暖措施（如圖1-34所示）。

圖1-34長江流域各省冬季采用采暖措施的家庭數(shù)量比例北方寒冷地區(qū)各省大多以煤為主要燃料，取暖方式也大多以火炕和自制鍋爐為主?？偟内厔萆?，北方因為氣候寒冷，采暖需求大，燃料使用量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于南方。其中新疆、北京和山西等地區(qū)煤的戶均消耗量每戶每年超過3噸標(biāo)準(zhǔn)煤。一些經(jīng)濟(jì)較好的地區(qū)也有一些采用空調(diào)、電暖氣等電器來進(jìn)行取暖的農(nóng)村家庭，不過總數(shù)較低，最多的省份使用比例也沒有超過10%。而南方各省則比較有地方特色，取暖形式上也是多種多樣。長江流域地區(qū)相對使用最廣泛的采暖方式就是炭火爐（主要燃料為木炭）。例如湖南，湖北，安徽，江西等地炭火爐使用比例達(dá)60%左右。而經(jīng)濟(jì)條件比較好的地區(qū)如上海市和江浙地區(qū)則經(jīng)常采用空調(diào)和電熱毯進(jìn)行采暖，但由于采暖時間短，總電耗量不大。

（4）夏季室內(nèi)降溫能耗

目前農(nóng)村夏季降溫方式以開窗通風(fēng)為主，并輔以電扇，農(nóng)村空調(diào)安裝數(shù)量普遍較少。即使在經(jīng)濟(jì)水平較好地區(qū)如上海、浙江、江蘇等地方的農(nóng)村，夏季降溫估算電耗也在1kWh/m2.年或更低（表1-14）。因此，無論南方還是北方農(nóng)村，夏季降溫能耗占生活用能的比例很小。

南方各省市夏季降溫估算能耗表

1-14

省份重慶安徽上海浙江江蘇江西湖南湖北四川kWh/m2·年0.610.380.681.280.900.940.860.520.471.3農(nóng)村室內(nèi)環(huán)境問題我國北方地區(qū)農(nóng)村室內(nèi)環(huán)境的突出問題是冬季室內(nèi)空氣溫度過低。農(nóng)村住宅以獨立式單體建筑為主，體形系數(shù)大，再加上保溫普遍不良以及采暖方式落后，造成大量農(nóng)宅能耗大并且室溫低。例如，圖1-35(左)所示的北京市房山區(qū)某農(nóng)村住宅平均單位建筑面積每年的采暖消耗折合為22.6公斤標(biāo)煤。這個值雖然和北京市采暖狀況不佳的燃煤集中供熱系統(tǒng)差不多，但考慮城市供熱的能耗是在保證室內(nèi)溫度達(dá)到舒適度的前提下消耗的，但農(nóng)村的室內(nèi)溫度根據(jù)調(diào)研遠(yuǎn)沒有達(dá)到熱舒適水平。圖1-35(右)為該戶實測的溫度曲線。一周內(nèi)室外溫度最低為-2.5℃，該農(nóng)戶的室內(nèi)溫度最低在8℃，最高不超過16℃1.4農(nóng)村節(jié)能的主要任務(wù)目前，我國農(nóng)村建筑用能最突出的問題是冬季采暖用能。據(jù)調(diào)查，目前北方農(nóng)村采暖普遍的問題為：

C左右。1)

室內(nèi)溫度過低。在北方寒冷地區(qū)冬季，相當(dāng)多的農(nóng)戶全家集中到一兩間臥室中生活以減少采暖用能，但即使如此房間溫度也只能維持在10

2)

較重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。當(dāng)采用燃煤作為采暖的主要燃料時，由于建筑保溫性能的惡劣和采暖系統(tǒng)的低效，盡管室溫遠(yuǎn)低于城市建筑，但耗煤量卻高達(dá)30～40公斤標(biāo)煤/m2，為城市采暖能耗的1.5～2倍。

3)

污染嚴(yán)重。由于爐具和采暖系統(tǒng)的不合理，秸稈和燃煤長期低效率使用，造成室內(nèi)外空氣環(huán)境的嚴(yán)重污染。

因此，如何根據(jù)北方農(nóng)村的特點，提高傳統(tǒng)采暖方式的采暖效率，降低能耗，同時提高各種可再生資源的使用效率，推廣新能源，新技術(shù)找到采暖問題的解決方案是當(dāng)前農(nóng)村建筑節(jié)能領(lǐng)域重要的課題。這主要通過以下幾個方面解決：

(1)改善農(nóng)村住宅，降低采暖負(fù)荷

這需要改造建筑物形式，改進(jìn)建筑的外墻材料，改善建筑門窗和通風(fēng)形式。農(nóng)村建筑采暖能耗高的主要原因之一就是建筑的體形系數(shù)過大，外墻、屋頂所占面積過大，導(dǎo)致熱損失過高。屋面系統(tǒng)“撒氣漏風(fēng)”。傳統(tǒng)的外墻采用很厚的土坯、干打壘或石材，具有較好的保溫性能。但近年來雖經(jīng)濟(jì)發(fā)展，逐漸變?yōu)?40mm或370mm磚墻，熱阻是原來土坯建筑的1/2～1/3，是城市建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定熱阻的1/3。在外墻與地面交接處很少采用保溫措施，通過地面形成很大的熱損失。改為磚房后外窗面積普遍增加，有些住宅南向幾乎成為全外窗結(jié)構(gòu)。而外窗又多為普通單層玻璃，保溫效果極差，這也造成巨大的熱損失。此外，門窗密閉不嚴(yán)，建筑平面布局不合理，這都造成室外空氣過量滲透，也增加了采暖負(fù)荷。利用科學(xué)方法，發(fā)展適宜技術(shù)，使農(nóng)居的建造方式從目前的手工業(yè)方式發(fā)展為工程化方式，大幅度提高設(shè)計水平和工藝水平，是當(dāng)前亟待解決的問題。改善建筑的熱工性能是解決北方農(nóng)村采暖問題的基礎(chǔ)和先決條件。

(2)采暖系統(tǒng)的問題

盡管北方原有的火炕采暖方式在近千年來承擔(dān)著北方人民冬季采暖的重任，但由于其依賴秸稈薪柴、使用麻煩、易造成室內(nèi)外污染、炕上溫度不勻、熱舒適不好等問題，目前有逐漸被各種土暖氣和火爐所取代之勢。然而，燃煤式火爐也同時帶來過高的燃料負(fù)擔(dān)和室內(nèi)外空氣的污染等問題。較低的燃燒效率也導(dǎo)致采暖煤耗量大大高于城鎮(zhèn)建筑。

農(nóng)村居住建筑的采暖方式如何解決？按照城鎮(zhèn)方式發(fā)展全村的集中供熱顯然是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)狀況所不能支撐的，也是我國能源供應(yīng)所不可承受的。怎樣在傳統(tǒng)方式上，推陳出新，既改善采暖效果并解決空氣污染問題，又能充分從農(nóng)村的實際情況出發(fā)，滿足農(nóng)村燃料構(gòu)成、經(jīng)濟(jì)水平和建筑特點，發(fā)展新的住宅采暖方式，這是解決北方農(nóng)村住宅采暖的又一關(guān)鍵。多年來在傳統(tǒng)火炕的基礎(chǔ)上發(fā)展出新型的“吊炕”技術(shù)，利用秸稈薪柴或秸稈壓縮顆粒為燃料，改善了燃燒條件，改變了火炕表面冷熱不勻的狀況，提高了火炕向室內(nèi)散熱的能力，與好的灶具及良好保溫的建筑結(jié)合，使冬季室內(nèi)達(dá)到熱舒適要求，并不造成室內(nèi)外環(huán)境的污染。這是值得大力推廣的采暖解決方案（見3.7.4）。這種研究和推廣思路，以及由此產(chǎn)生的對傳統(tǒng)文化的思考，都值得我們在目前解決農(nóng)村建筑能源問題和建設(shè)新農(nóng)村工作中借鑒。

(3)優(yōu)化農(nóng)村用能結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

目前農(nóng)村生活用能以煤和生物質(zhì)直接燃燒為主，能源利用效率低污染嚴(yán)重，用能結(jié)構(gòu)不合理。優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)應(yīng)該以生物質(zhì)能的高效清潔利用為主，結(jié)合太陽能、水電等可再生能源，逐步減少對煤炭的依賴，是實現(xiàn)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展，保障我國能源供應(yīng)安全的重要步驟。

生物質(zhì)能的高效清潔利用可以采用如下方法：農(nóng)林固體剩余物致密成型燃料及其燃燒技術(shù)（見3.7.5）、高效低排放戶用生物質(zhì)半氣化爐具（見3.7.6）、沼氣技術(shù)（見3.7.7）、生物質(zhì)氣化技術(shù)（見3.7.8）等。對于這些技術(shù)的應(yīng)用和推廣，應(yīng)