4.3生活習慣的影響
為了保證數(shù)據(jù)能如實反映住宅能源利用情況，在調查測試中要求住戶保持正常的生活習慣，如人的活動、著裝等。圖6統(tǒng)計了所有居民在18點至22點間的著衣情況。由于衣著的變化、厚薄的調整可降低采暖能耗，但考慮到冬季方便著裝，其服裝熱阻約為1.5clo[4]。結合圖6的服裝熱阻分布可以分析得到，55%左右的居民著裝情況適當，對能源使用的影響較�。欢�38%左右的居民可通過適當增加衣物來降低能源的使用。為分析人員的活動，統(tǒng)計了取暖設備的日常開啟和居室人員有無情況。由于住戶為了節(jié)能而通常根據(jù)房間人員的有無等采取間歇式采暖方式，因此圖7、8的分析結果表明，19:00～22:00是人員在室和采暖的高峰期，該時段能源使用量。對于冬季開窗的情況，由于室外氣溫太低，95.7%的住戶選擇在只有室內空氣品質不佳時才開窗。結合圖1的室外溫度曲線及調查結果，測試期間用戶的開窗頻率不高，從而對室內采暖能耗的影響不大。
4.4家庭收入水平的影響
文獻[2]對各調查住戶的年收入情況進行了統(tǒng)計。根據(jù)《長沙統(tǒng)計年鑒2002》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，長沙市城鎮(zhèn)居民2001年人平可支配收入8704.00元。據(jù)此推算，家庭年收入在2萬元以上為較高收入者，反之為較低收入者。表1以2萬元為分界線給出了兩種收入者的總體能源開銷情況以及對能源消費的不滿意程度。表1中所反映的結論與夏季調查情況[2]一致。
家庭收入水平與能源利用情況比較
家庭收入12月份用電量(度/人)能源消費占月收入比率能源消費不滿意比率
低收入57.712.3%39%
高收入72.78.5%36%
4.5地區(qū)能源政策的影響
目前，長沙市的電力供應的結構性供需矛盾依然存在，具體反映為“峰電不足而谷電有余”。然而，對于城鎮(zhèn)居民住宅而言，電價不分時段均為0.503元/千瓦時。因此，居民住宅用電對城市電網(wǎng)“移峰填谷”的作用并不明顯。相反，電力部門的鼓勵用電政策以及生活水平的提高使得住宅用電明顯增加。在城鎮(zhèn)住宅的用氣方面，隨著“川氣入湘”將至，政府及相關部門已經制定并正在實施一系列政策對居民使用燃氣進行合理規(guī)劃[2]。當前，長沙市城鎮(zhèn)居民用氣以罐裝液化石油氣為主。依托城市原建及新建的燃氣管網(wǎng)，部分住戶使用了管道液化石油氣和管道煤制氣。文獻[2]統(tǒng)計了長沙市用氣的居民數(shù)量。然而，盡管目前采用政府定價，管道燃氣的價格不高，但考慮到現(xiàn)有燃氣管網(wǎng)的覆蓋率不高，以及需要收取較高的開戶費，因此制約了管道燃氣的使用量。相比較而言，罐裝液化石油氣因購置、使用較為方便，用戶數(shù)量較大。但罐裝氣隨市場定價，波動較大，且使用費較高，住戶僅限于烹飪和提供部分生活熱水，因此平均每戶的用氣量不大。天然氣入湘后，政府規(guī)劃將在全市范圍內新建或改建現(xiàn)有管網(wǎng)，統(tǒng)一使用天然氣燃料。由于預期天然氣價格適中且使用方便，必將使得燃氣用戶數(shù)及用氣量大增，居民用電和用燃氣的比例也將相應發(fā)生變化。
4.6當?shù)貧夂蚝蜌庀筇攸c
長沙市屬亞熱帶季風性濕潤氣候，屬于典型的夏熱冬冷地區(qū)。最熱月平均溫度有29.3℃，夏季極端溫度高達42.7℃。最冷月平均溫度為4.6℃，冬季極端溫度達-11.3℃。全年相對濕度維持在70～80%之間[5]。本次測試選擇在元月上旬，連續(xù)的雨雪天氣使得測試期間內室外氣溫絕大部分時間均低于4.0℃，相對濕度則常在80%以上。該天氣狀況真實地反映了長沙冬季的氣候特點。在此濕冷的室外環(huán)境的影響下，住宅建筑的采暖負荷相應維持在較高水平，最終增加了建筑的能源使用量。圖9反映了各月份使用采暖設備的住戶百分比。12月下旬至次年元月下旬這一冬季最冷期間，各住戶采暖設備的使用最為普遍，此期間的采暖用能在冬季。
5．現(xiàn)存問題及對策
通過上述分析發(fā)現(xiàn)，在圍護結構、居民采暖方式及日常生活習慣、政府的能源管理工作等方面存在著一些問題和缺陷。這些問題的綜合作用最終造成了住宅熱環(huán)境質量的下降、能耗的增加和能源結構的不合理等。為達到舒適、節(jié)能的目的，采取相應措施加以改進已成為當務之急。
5.1 圍護結構的改進
圍護結構的熱工性能及氣密性較差是使住宅能耗增加的重要原因之一。為量化反映該區(qū)域現(xiàn)有圍護結構狀況下的建筑能耗水平，進而通過合理設計以降低住宅能耗，現(xiàn)以一實測調查住戶為例，計算了其在現(xiàn)有普通圍護結構和假想節(jié)能圍護結構兩種情況下的夏季冷負荷、冬季熱負荷。圖10為該調查對象的建筑平面圖，表2為負荷計算條件。表3分析了計算結果。由于該住戶在南北兩向外墻上安裝了大面積的鋁合金窗，幾乎占據(jù)了2/3的墻面積，但只采用了簡單的單層窗簾內遮陽，所以導致了每平米窗的冷熱負荷非常大。而且在長沙地區(qū)，為追求建筑美觀而增大窗墻比已成為住宅的普遍現(xiàn)象，這使采暖空調能耗大大增加。因此，合理設定窗墻比成了一項重要的節(jié)能措施。另外通過負荷比較發(fā)現(xiàn)，采用節(jié)能材料來提高圍護結構的熱工性能和氣密性這一節(jié)能方式，存在較大的潛力，并且通過此方式完全可以達到圍護結構節(jié)能25%的目標[4]。而建筑熱環(huán)境也能因此得到改善。
住宅能耗的計算條件
項目現(xiàn)有圍護結構節(jié)能圍護結構
外墻厚度240mm紅磚墻；內外表面抹白灰。K=2.03 W/（㎡·K），總面積67.15㎡保溫外墻，24磚墻，90加氣混凝土，水泥砂漿外抹灰，內粉刷。K=1.22 W/（㎡·K）, D=5.07
窗單層鋁合金窗，內掛淺色窗簾。K=6.4 W/（㎡·K）�？偯娣e20.41㎡采用中空斷熱單框雙玻窗，K＝3.1 W/（㎡·K）
設計溫度夏季：室內設計溫度為26℃；冬季：室內設計溫度為16℃
計算方法用鴻業(yè)軟件進行計算
注：D為墻體的熱惰性指標。所有圍護結構熱工參數(shù)均摘自《實用供熱空調設計手冊》（陸耀慶編）
普通及節(jié)能圍護結構冷熱負荷的比較
現(xiàn)有圍護結構節(jié)能圍護結構降低率
冬季熱負荷
w/㎡墻體36.5421.9639.90%
w/㎡窗109.0352.8151.56%
夏季平均冷負荷w/㎡墻體23.2313.9739.86%
w/㎡窗51.6838.3825.74%
5.2 采暖方式的改進
居住建筑采用何種采暖方式合理，要根據(jù)當?shù)啬茉础⒓彝ナ杖胨�、生活習慣等多種因素共同確定。對于分散式采暖，盡管局部電采暖器的熱利用率近似100%，且調節(jié)靈活，但由于我國目前平均發(fā)電效率只有30%，其供暖的一次能源利用率也只能達到30%[7]。從節(jié)能的角度，應限制電暖器采暖。熱泵式空調的能耗比可達2.3以上，安裝使用方便，為目前首選的采暖降溫方式。對于住宅小區(qū)集中式供冷和供熱，由于其能源利用率高，如果技術經濟條件允許，應優(yōu)先考慮。此外，還應鼓勵綜合使用多種能源及太陽能等可再生能源來采暖。
在采暖設備的使用上，100戶問卷調查分析表明，不論住宅房間大小，住戶均選用一臺1200～1300瓦的空調�？照{安裝位置的確定也多以美觀、方便為依據(jù)。由此可見，住戶缺乏根據(jù)房間負荷、特點來合理選配和安裝空調等相關知識，其節(jié)能意識和空調的科學使用方法都有待于加強。同時，考慮到現(xiàn)有熱泵技術在夏熱冬冷地區(qū)應用所存在的諸如制熱效率不高、冬季結霜等缺陷，國家相關部門應按有關標準嚴格控制居住建筑采暖空調設備的能效比、熱效率，并對節(jié)能產品予以認證，從而對居民購買采暖空調設備起到正確引導的作用。
5.3 政府公共管理職能的加強
通過對燃氣、電力等有關部門的調查，政府在住宅建筑的能耗管理、住宅節(jié)能等方面的工作還處于起步階段，很多問題有待解決。首先，政府對居民能源消耗情況掌握得不夠具體，需要展開大規(guī)模的市場調研等基礎工作。其次，在充分了解能耗現(xiàn)狀的基礎上，找出合理的供能、用能方式，制定整個城市住宅能源的供需總體規(guī)劃。第三，需通過能源政策的調整和新能源的加速普及，對能源使用結構進行合理規(guī)劃：加大燃氣使用的普及力度；制定新的居民用電政策，如分時段電價、正常用電和采暖用電分開計量等，以緩解用電高峰期電網(wǎng)的壓力，引導電能的合理利用。最后，綜合行政、法律、市場、財政等各種手段，加速現(xiàn)有建筑的節(jié)能改造和節(jié)能建筑的新建工作。
6．結論
通過以上分析，可以得到如下結論：
6.1與夏季住宅建筑的能源使用狀況相比，冬季的情況呈現(xiàn)出一定的季節(jié)性特點�？傮w而言，住戶在冬季期間的用能高峰出現(xiàn)在12月下旬至次年元月下旬，而日用能高峰則在19： 00～22：00期間。
6.2影響冬季住宅建筑能源使用的因素與夏季基本一致。歸納為6個方面，即住宅建筑基本狀況、熱舒適性要求、生活習慣、家庭收入水平、地區(qū)能源政策、當?shù)貧夂蚝蜌庀筇攸c。
6.3冬季的能源使用存在著一定的不合理性。（1）耗能設備使用的不科學。如電取暖器等的大量使用不僅無法滿足舒適性要求，而且導致了能耗量的劇增。（2）合理的能源結構尚未形成。
6.4 在住宅建筑節(jié)能措施方面，圍護結構、采暖方式急需改進，政府對住宅能源的公共管理職能急需加強。
為了保證數(shù)據(jù)能如實反映住宅能源利用情況，在調查測試中要求住戶保持正常的生活習慣，如人的活動、著裝等。圖6統(tǒng)計了所有居民在18點至22點間的著衣情況。由于衣著的變化、厚薄的調整可降低采暖能耗，但考慮到冬季方便著裝，其服裝熱阻約為1.5clo[4]。結合圖6的服裝熱阻分布可以分析得到，55%左右的居民著裝情況適當，對能源使用的影響較�。欢�38%左右的居民可通過適當增加衣物來降低能源的使用。為分析人員的活動，統(tǒng)計了取暖設備的日常開啟和居室人員有無情況。由于住戶為了節(jié)能而通常根據(jù)房間人員的有無等采取間歇式采暖方式，因此圖7、8的分析結果表明，19:00～22:00是人員在室和采暖的高峰期，該時段能源使用量。對于冬季開窗的情況，由于室外氣溫太低，95.7%的住戶選擇在只有室內空氣品質不佳時才開窗。結合圖1的室外溫度曲線及調查結果，測試期間用戶的開窗頻率不高，從而對室內采暖能耗的影響不大。
4.4家庭收入水平的影響
文獻[2]對各調查住戶的年收入情況進行了統(tǒng)計。根據(jù)《長沙統(tǒng)計年鑒2002》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，長沙市城鎮(zhèn)居民2001年人平可支配收入8704.00元。據(jù)此推算，家庭年收入在2萬元以上為較高收入者，反之為較低收入者。表1以2萬元為分界線給出了兩種收入者的總體能源開銷情況以及對能源消費的不滿意程度。表1中所反映的結論與夏季調查情況[2]一致。
家庭收入水平與能源利用情況比較
家庭收入12月份用電量(度/人)能源消費占月收入比率能源消費不滿意比率
低收入57.712.3%39%
高收入72.78.5%36%
4.5地區(qū)能源政策的影響
目前，長沙市的電力供應的結構性供需矛盾依然存在，具體反映為“峰電不足而谷電有余”。然而，對于城鎮(zhèn)居民住宅而言，電價不分時段均為0.503元/千瓦時。因此，居民住宅用電對城市電網(wǎng)“移峰填谷”的作用并不明顯。相反，電力部門的鼓勵用電政策以及生活水平的提高使得住宅用電明顯增加。在城鎮(zhèn)住宅的用氣方面，隨著“川氣入湘”將至，政府及相關部門已經制定并正在實施一系列政策對居民使用燃氣進行合理規(guī)劃[2]。當前，長沙市城鎮(zhèn)居民用氣以罐裝液化石油氣為主。依托城市原建及新建的燃氣管網(wǎng)，部分住戶使用了管道液化石油氣和管道煤制氣。文獻[2]統(tǒng)計了長沙市用氣的居民數(shù)量。然而，盡管目前采用政府定價，管道燃氣的價格不高，但考慮到現(xiàn)有燃氣管網(wǎng)的覆蓋率不高，以及需要收取較高的開戶費，因此制約了管道燃氣的使用量。相比較而言，罐裝液化石油氣因購置、使用較為方便，用戶數(shù)量較大。但罐裝氣隨市場定價，波動較大，且使用費較高，住戶僅限于烹飪和提供部分生活熱水，因此平均每戶的用氣量不大。天然氣入湘后，政府規(guī)劃將在全市范圍內新建或改建現(xiàn)有管網(wǎng)，統(tǒng)一使用天然氣燃料。由于預期天然氣價格適中且使用方便，必將使得燃氣用戶數(shù)及用氣量大增，居民用電和用燃氣的比例也將相應發(fā)生變化。
4.6當?shù)貧夂蚝蜌庀筇攸c
長沙市屬亞熱帶季風性濕潤氣候，屬于典型的夏熱冬冷地區(qū)。最熱月平均溫度有29.3℃，夏季極端溫度高達42.7℃。最冷月平均溫度為4.6℃，冬季極端溫度達-11.3℃。全年相對濕度維持在70～80%之間[5]。本次測試選擇在元月上旬，連續(xù)的雨雪天氣使得測試期間內室外氣溫絕大部分時間均低于4.0℃，相對濕度則常在80%以上。該天氣狀況真實地反映了長沙冬季的氣候特點。在此濕冷的室外環(huán)境的影響下，住宅建筑的采暖負荷相應維持在較高水平，最終增加了建筑的能源使用量。圖9反映了各月份使用采暖設備的住戶百分比。12月下旬至次年元月下旬這一冬季最冷期間，各住戶采暖設備的使用最為普遍，此期間的采暖用能在冬季。
5．現(xiàn)存問題及對策
通過上述分析發(fā)現(xiàn)，在圍護結構、居民采暖方式及日常生活習慣、政府的能源管理工作等方面存在著一些問題和缺陷。這些問題的綜合作用最終造成了住宅熱環(huán)境質量的下降、能耗的增加和能源結構的不合理等。為達到舒適、節(jié)能的目的，采取相應措施加以改進已成為當務之急。
5.1 圍護結構的改進
圍護結構的熱工性能及氣密性較差是使住宅能耗增加的重要原因之一。為量化反映該區(qū)域現(xiàn)有圍護結構狀況下的建筑能耗水平，進而通過合理設計以降低住宅能耗，現(xiàn)以一實測調查住戶為例，計算了其在現(xiàn)有普通圍護結構和假想節(jié)能圍護結構兩種情況下的夏季冷負荷、冬季熱負荷。圖10為該調查對象的建筑平面圖，表2為負荷計算條件。表3分析了計算結果。由于該住戶在南北兩向外墻上安裝了大面積的鋁合金窗，幾乎占據(jù)了2/3的墻面積，但只采用了簡單的單層窗簾內遮陽，所以導致了每平米窗的冷熱負荷非常大。而且在長沙地區(qū)，為追求建筑美觀而增大窗墻比已成為住宅的普遍現(xiàn)象，這使采暖空調能耗大大增加。因此，合理設定窗墻比成了一項重要的節(jié)能措施。另外通過負荷比較發(fā)現(xiàn)，采用節(jié)能材料來提高圍護結構的熱工性能和氣密性這一節(jié)能方式，存在較大的潛力，并且通過此方式完全可以達到圍護結構節(jié)能25%的目標[4]。而建筑熱環(huán)境也能因此得到改善。
住宅能耗的計算條件
項目現(xiàn)有圍護結構節(jié)能圍護結構
外墻厚度240mm紅磚墻；內外表面抹白灰。K=2.03 W/（㎡·K），總面積67.15㎡保溫外墻，24磚墻，90加氣混凝土，水泥砂漿外抹灰，內粉刷。K=1.22 W/（㎡·K）, D=5.07
窗單層鋁合金窗，內掛淺色窗簾。K=6.4 W/（㎡·K）�？偯娣e20.41㎡采用中空斷熱單框雙玻窗，K＝3.1 W/（㎡·K）
設計溫度夏季：室內設計溫度為26℃；冬季：室內設計溫度為16℃
計算方法用鴻業(yè)軟件進行計算
注：D為墻體的熱惰性指標。所有圍護結構熱工參數(shù)均摘自《實用供熱空調設計手冊》（陸耀慶編）
普通及節(jié)能圍護結構冷熱負荷的比較
現(xiàn)有圍護結構節(jié)能圍護結構降低率
冬季熱負荷
w/㎡墻體36.5421.9639.90%
w/㎡窗109.0352.8151.56%
夏季平均冷負荷w/㎡墻體23.2313.9739.86%
w/㎡窗51.6838.3825.74%
5.2 采暖方式的改進
居住建筑采用何種采暖方式合理，要根據(jù)當?shù)啬茉础⒓彝ナ杖胨�、生活習慣等多種因素共同確定。對于分散式采暖，盡管局部電采暖器的熱利用率近似100%，且調節(jié)靈活，但由于我國目前平均發(fā)電效率只有30%，其供暖的一次能源利用率也只能達到30%[7]。從節(jié)能的角度，應限制電暖器采暖。熱泵式空調的能耗比可達2.3以上，安裝使用方便，為目前首選的采暖降溫方式。對于住宅小區(qū)集中式供冷和供熱，由于其能源利用率高，如果技術經濟條件允許，應優(yōu)先考慮。此外，還應鼓勵綜合使用多種能源及太陽能等可再生能源來采暖。
在采暖設備的使用上，100戶問卷調查分析表明，不論住宅房間大小，住戶均選用一臺1200～1300瓦的空調�？照{安裝位置的確定也多以美觀、方便為依據(jù)。由此可見，住戶缺乏根據(jù)房間負荷、特點來合理選配和安裝空調等相關知識，其節(jié)能意識和空調的科學使用方法都有待于加強。同時，考慮到現(xiàn)有熱泵技術在夏熱冬冷地區(qū)應用所存在的諸如制熱效率不高、冬季結霜等缺陷，國家相關部門應按有關標準嚴格控制居住建筑采暖空調設備的能效比、熱效率，并對節(jié)能產品予以認證，從而對居民購買采暖空調設備起到正確引導的作用。
5.3 政府公共管理職能的加強
通過對燃氣、電力等有關部門的調查，政府在住宅建筑的能耗管理、住宅節(jié)能等方面的工作還處于起步階段，很多問題有待解決。首先，政府對居民能源消耗情況掌握得不夠具體，需要展開大規(guī)模的市場調研等基礎工作。其次，在充分了解能耗現(xiàn)狀的基礎上，找出合理的供能、用能方式，制定整個城市住宅能源的供需總體規(guī)劃。第三，需通過能源政策的調整和新能源的加速普及，對能源使用結構進行合理規(guī)劃：加大燃氣使用的普及力度；制定新的居民用電政策，如分時段電價、正常用電和采暖用電分開計量等，以緩解用電高峰期電網(wǎng)的壓力，引導電能的合理利用。最后，綜合行政、法律、市場、財政等各種手段，加速現(xiàn)有建筑的節(jié)能改造和節(jié)能建筑的新建工作。
6．結論
通過以上分析，可以得到如下結論：
6.1與夏季住宅建筑的能源使用狀況相比，冬季的情況呈現(xiàn)出一定的季節(jié)性特點�？傮w而言，住戶在冬季期間的用能高峰出現(xiàn)在12月下旬至次年元月下旬，而日用能高峰則在19： 00～22：00期間。
6.2影響冬季住宅建筑能源使用的因素與夏季基本一致。歸納為6個方面，即住宅建筑基本狀況、熱舒適性要求、生活習慣、家庭收入水平、地區(qū)能源政策、當?shù)貧夂蚝蜌庀筇攸c。
6.3冬季的能源使用存在著一定的不合理性。（1）耗能設備使用的不科學。如電取暖器等的大量使用不僅無法滿足舒適性要求，而且導致了能耗量的劇增。（2）合理的能源結構尚未形成。
6.4 在住宅建筑節(jié)能措施方面，圍護結構、采暖方式急需改進，政府對住宅能源的公共管理職能急需加強。
