既有城市社区能源利用现状调研及评估方法研究

 刘鹏

 山东同圆设计集团有限公司

摘  要：本文通过对寒冷气候区的典型既有社区调研，反映了该社区的实际能耗现状，进而提出了既有城市社区能源利用现状的评估方法，即能源偏差法。根据调研数据得出该社区供暖偏差率为51.8%，电能偏差率为7%，燃气偏差率为20.6%，为社区能源系统的节能改造提供了一定的参考方向。

关键词：严寒气候区既有城市社区能源偏差法节能改造

0  引言

 最近几年我国建筑节能改造的项目越来越多，改造的重点主要放在单体既有建筑上。在对单体建筑进行节能改造之前，需要对建筑物的实际能源利用情况进行调研统计，根据调研的数据制定相应的改造措施。随着城市化进程的加快，单独建筑物作为一个独立的能源系统越来越少，相反以社区形式存在的建筑物越来越多，既有城市社区能源系统的改造也需要进行社区能耗数据调研，但是对调研数据的处理相比于单独建筑物要复杂得多，由于社区包含的建筑物类型较多，以及社区所处的气候分区和社区的主要功能不同，其能源利用情况也会不同，寒冷地区既有城市社区能源利用系统主要有三方面，即集中供热系统、燃气输配系统、供电输配系统，无论是集中供热系统还是燃气及供电输配系统，社区内都有相应的换热站、燃气调压站以及配电变压器进行用户侧二次管理。

1  既有城市社区能源利用现状调研

 调研社区位于山东省济南市，社区类型为工业型社区，社区始建于1958年，以住宅建筑为主，共有8300多户居民约31000人，配套公共设施有幼儿园、中小学、医院、银行、体育场馆、商业服务网点等。总占地面积约120万m2，其中建筑占地面积为90万m2。总建筑面积约74.8万m2，其中住宅建筑面积约57.6万m2，公共设施建筑面积约11.2万m2。社区集中供热系统单独由自己工业生产的余热废热资源提供，燃气及电力系统由市政管网提供。该社区集中供热系统调研数据如表1。

 该社区年总用电量为16823900 kWh，单位建筑面积用电量22.5 kWh/m2，社区各类建筑物用电量情况如图1。

社区年用气量如表2。

2  既有城市社区能源利用现状评估方法

 为了更加客观地反映社区实际能源的利用情况，采用能源偏差法对调研数据进行整理。能源偏差法是指实际调研能耗与社区设计能耗之间的偏差率，计算公式如下：

式中：x为能源利用偏差率；p为社区能源利用实际值；q为社区能源利用标准值。

 由于社区内含有多种功能型的建筑物，不同功能类型建筑物其能源利用标准不同，因此需要将社区能源利用标准值重新计算，其公式如下：

式中：A为社区总建筑面积，m2;A i为社区内第i种功能建筑物面积，m2；p i为社区内第i种功能建筑物能源利用标准值。

2.1集中供热系统能耗评估方法

  社区供暖能耗不仅与建筑物的围护结构有关，还与当地的气候条件及使用功能有关，单独给出一个社区的供暖耗热量指标值不能反映实际存在的能源系统问题，需要与相应气候区、相应功能类型建筑物的能耗规范标准对比，才能反映出目前社区的实际供暖能耗与设计供暖能耗之间的差别，进而发现社区可能存在的能源系统问题，根据该社区建筑物的建造年代查阅相应的规范标准，由式(2)可得出整个社区耗热量标准值（表3）。

  将数据代入式(1)可得出供暖偏差率为34%，即社区采暖系统能耗高于设计采暖能耗34%，因此需要对社区的集中供暖系统进行必要的节能改造。

2.2燃气、电力系统能耗评估方法

  燃气与电力系统的评估方法也是采用能源偏差法，但与集中供暖不同的是燃气耗量与电耗电量在设计之初是没有标准值的，因此燃气、电能的实际消耗量与设计标准之间的偏差率也无法根据式(1)求得，为了更加客观地反映电能与燃气的标准值，采用5个同类建筑的实际能耗最低值作为参考标准，其公式如下：

式中P i为社区内第i种功能建筑物能源利用标准调研值。

 根据五个同类型建筑物调研数据得出燃气实际消耗与标准值之间的偏差如表4。

燃气偏差率为20.6%，说明该社区实际燃气用量比同类型社区最低值高出20.6%。因此燃气系统有必要进行相应的节能改造。

同理，电能实际消耗与标准值之间的偏差如表5。

 电能偏差率为7%，说明该社区实际耗电量比同类型社区仅最低值高出7%，不建议对电力系统进行节能改造。

3  总结

 既有城市社区能源利用的评估方法与单体建筑评估方法不同，需要考虑不同功能类型建筑物在社区内的比例，在对社区能源利用情况评估时需要参考相应的能源利用标准，对于集中供暖系统，可以根据相应气候区相应功能类型建筑物查阅对应的规范标准，但电能与燃气没有相应的规范作为标准，需要对相同类型建筑物进行调研，取调研数据最小值作为标准。

 该社区集中供暖实际耗热量为0.445 GJ/(m2a)，社区耗热量标准值为0.293 GJ/(m2a)，根据能源偏差法计算得出供暖偏差率为51.8%，集中供暖系统存在着很大的节能空间，建议对其进行节能改造。燃气系统偏差率为20.6%，说明该社区实际燃气用量比同类型社区最低值高出20.6%，建议对燃气系统及相应设备进行节能改造。社区耗电量偏差率为7%，说明该社区实际耗电量比同类型社区仅最低值高出7%，节能潜力不大，不建议对电力系统及相应设备进行节能改造。