农村建筑能耗状况

农村建筑能耗状况我国农村目前的民用建筑面积为240亿平方米，占全国总的建筑面积的60％以上。在过去相当长的时期内,由于城乡经济状况和人民生活水平的巨大差异，农村民用建筑商品用能总量和单位面积的商品用能耗都远低于城市建筑。改革开放后特别是近年来随着农民生活水平的提高，农宅建设已进入了更新换代的高峰时期。到2010年，农村人均居住面积将达到30m2，农村需新建住宅30多亿m2。广大农民在进入或奔向“小康”时代的同时，村镇住宅的能源消耗费也同时发生着前所未有的变化。这对资源相对不足的中国来说，必须引起高度重视。全面摸清农村生活用能现状，并据此制定切实可行的农村建筑节能措施和鼓励机制，对加快我国整体建筑节能步伐起着举足轻重的作用，也是实施可持续发展战略的重要组成部分。1.1农村建筑能源消费总量及结构图1-31是通过对大量典型农户调研数据进行整理后得到的2006～2007年年我国农村地区单位建筑面积每年生活用能量情况，包括炊事、采暖、空调降温和照明的能耗，统计的能源种类包括：煤炭（散装煤、蜂窝煤）、液化石油气、电力、生物质能（木柴、秸秆），其中电力是按照发电煤耗计算法折合为标煤，其他各类能源都根据燃料的平均低位发热量进行折算。

(a)

北方地区

(b)南方地区图1-31我国农村地区单位面积生活用能情况从图中可以看出，北方地区和四川省由于冬季采暖需要，单位面积耗能量普遍较高（由于河南很多地方冬季不采暖，所以能耗较低）。其中内蒙古、辽宁、吉林、新疆四省由于地处严寒地区，采暖负荷较大，单位面积消耗量超过30kg标准煤/年。

(a)北方地区

(b)南方地区

图1-32我国农村地区生活用能消费结构情况图1-32给出了调研的24个省（市、自治区）农村生活用能的消费结构。从图中可以看出，北方地区各省商品能占生活用能的比例普遍较高。其中北京、天津、山西、新疆商品能的比例均已超过了90％，辽宁、吉林和黑龙江由于薪柴和秸秆资源相对丰富，商品能所占比例要低于其他省份。整个北方地区商品能（包括散煤、蜂窝煤、液化石油气、电能）和生物质能（包括：木柴、秸秆）的比例分别为71.2％和28.8％。

南方地区只有上海农村使用商品能的比例超过了90％，其他各省相对较低，而安徽、四川、云南和西藏只有20％左右，是全国比例最低的几个省份。整个南方地区商品能和生物质能的比例分别为47.8％和52.2％。

采用《中国农村统计年鉴2006》中所提供的各省农村人口数量和人均居住面积进行推算，目前我国30个省（市、自治区）每年农村生活用能已经达到3.2亿吨标准煤，其中商品能煤炭为1.9亿吨，液化石油气597万吨，电1324.2亿kWh，生物质（包括薪柴和秸秆）总量为2.2亿吨。

从所调研的省（市、自治区）综合来看，目前商品能在整个农村地区生活用能中已经占到60％的份额，生物质能只占到40％。20世纪80年代时，我国农村使用薪柴和秸秆等生物质能的比例还能占到80%以上，而现在由于农村居民居住面积和收入水平的逐年增加，有能力购买一定数量的商品能源，因此使薪柴和秸秆等非商品能源逐渐被取代。长此下去，将会对我国经济和社会的可持续性发展带来沉重的压力，应该引起相关部门和广大能源领域工作者的足够重视。1.2各项生活用能情况农村民用建筑用能主要包括：照明和家电、炊事、建筑室内采暖、夏季室内降温用能。农村生活热水目前用量还比较低，且大多通过太阳能热水方式获得，因此不在讨论范围。

（1）照明和家电用电

建筑照明和各类家电是农村建筑用电的主要形式。除个别边远地区采用太阳能发电、风力发电或自办小水电外，农村建筑用电主要依靠我国电网系统，但在大多数地区单位面积的照明和家电用电量远低于城镇平均水平，随着农民生活水平的逐步提高，这部分用电量也将逐步提高。然而，由于各种原因，目前农村建筑照明设施中白炽灯的使用率远高于城市，造成照明效率低，增加了农民的用电负担。因此应该把绿色照明工程适当向农村倾斜，通过多种补贴政策，以接近白炽灯的价格限量向农民供应节能灯，对节约用电、减轻农民用电负担，都非常有效。据调查统计，目前我国农村家庭白炽灯与荧光灯的使用量之比为9：1以上，假定每个农户照明全年平均用电量为150kWh，则全年总用电量为360亿kWh，若将其中一半的白炽灯改成节能灯，则每年可以节约照明用电150亿kWh左右，按照每度电0.6元计算，每年可以节省电费90亿元。

另外，继续鼓励因地制宜的小水电、风电发电，用这些分布式电源替代部分电网用电，对改善农村用电结构也有重要意义。

（2）炊事用能

在一些地区炊事用能和采暖用能是结合在一起的。对大多数省份的农村家庭而言，炊事用能呈现多样化的趋势。目前农民厨房中的普遍现象是“三管齐下”，有烧柴的大灶，有烧煤的炉子，还有液化石油气炉具。液化石油气费用太高，而烧柴灶和燃煤炉的用能效率都很低，并且造成严重的室内外空气污染，部分地区已经严重危害农民健康。不同地区农户的炊事柴灶一年消耗的秸秆和薪柴量有很大差别，少的只有1～2吨，多的则达到5～6吨，按照低位发热量计算其炊事用能为城市居民户均水平的2倍以上。除城乡居民生活方式的差异外，这也反映出目前柴灶的能源利用效率非常低，低效的同时也造成对室内外环境的严重污染。但是由于生物质在农村是免费能源，尽管能源利用效率低下，仍然是农村尤其是北方地区的主要炊事用能方式。

由调研统计数据看出，商品能在农村炊事用能中的比例与当地的经济水平密切相关。在上海、浙江、江苏等经济较好的地区，液化气已经成为当地主要的炊事燃料（图1-33）。在南方其他省市，如湖南、湖北、四川、江西等生物质资源丰富的省份，生物质能作为农户炊事主要燃料的比例过半；另外从利用方式来看，随着近些年沼气技术在农村的大力推广，以直接秸秆燃烧为主要炊事用能的农户比例下降，而以沼气为主要用能的农户比例明显增大。

（3）冬季采暖用能

目前，北方农村建筑用能最突出的问题是冬季采暖用能。除了处于严寒地区和寒冷地区的北方各省都会采取相应的采暖措施以外，处于夏热冬冷地区的长江流域各省农村也大多会采用不同程度的采暖措施（如图1-34所示）。

图1-34长江流域各省冬季采用采暖措施的家庭数量比例北方寒冷地区各省大多以煤为主要燃料，取暖方式也大多以火炕和自制锅炉为主。总的趋势上，北方因为气候寒冷，采暖需求大，燃料使用量要远远大于南方。其中新疆、北京和山西等地区煤的户均消耗量每户每年超过3吨标准煤。一些经济较好的地区也有一些采用空调、电暖气等电器来进行取暖的农村家庭，不过总数较低，最多的省份使用比例也没有超过10%。而南方各省则比较有地方特色，取暖形式上也是多种多样。长江流域地区相对使用最广泛的采暖方式就是炭火炉（主要燃料为木炭）。例如湖南，湖北，安徽，江西等地炭火炉使用比例达60%左右。而经济条件比较好的地区如上海市和江浙地区则经常采用空调和电热毯进行采暖，但由于采暖时间短，总电耗量不大。

（4）夏季室内降温能耗

目前农村夏季降温方式以开窗通风为主，并辅以电扇，农村空调安装数量普遍较少。即使在经济水平较好地区如上海、浙江、江苏等地方的农村，夏季降温估算电耗也在1kWh/m2.年或更低（表1-14）。因此，无论南方还是北方农村，夏季降温能耗占生活用能的比例很小。

南方各省市夏季降温估算能耗表

1-14

省份重庆安徽上海浙江江苏江西湖南湖北四川kWh/m2·年0.610.380.681.280.900.940.860.520.471.3农村室内环境问题我国北方地区农村室内环境的突出问题是冬季室内空气温度过低。农村住宅以独立式单体建筑为主，体形系数大，再加上保温普遍不良以及采暖方式落后，造成大量农宅能耗大并且室温低。例如，图1-35(左)所示的北京市房山区某农村住宅平均单位建筑面积每年的采暖消耗折合为22.6公斤标煤。这个值虽然和北京市采暖状况不佳的燃煤集中供热系统差不多，但考虑城市供热的能耗是在保证室内温度达到舒适度的前提下消耗的，但农村的室内温度根据调研远没有达到热舒适水平。图1-35(右)为该户实测的温度曲线。一周内室外温度最低为-2.5℃，该农户的室内温度最低在8℃，最高不超过16℃1.4农村节能的主要任务目前，我国农村建筑用能最突出的问题是冬季采暖用能。据调查，目前北方农村采暖普遍的问题为：

C左右。1)

室内温度过低。在北方寒冷地区冬季，相当多的农户全家集中到一两间卧室中生活以减少采暖用能，但即使如此房间温度也只能维持在10

2)

较重的经济负担。当采用燃煤作为采暖的主要燃料时，由于建筑保温性能的恶劣和采暖系统的低效，尽管室温远低于城市建筑，但耗煤量却高达30～40公斤标煤/m2，为城市采暖能耗的1.5～2倍。

3)

污染严重。由于炉具和采暖系统的不合理，秸秆和燃煤长期低效率使用，造成室内外空气环境的严重污染。

因此，如何根据北方农村的特点，提高传统采暖方式的采暖效率，降低能耗，同时提高各种可再生资源的使用效率，推广新能源，新技术找到采暖问题的解决方案是当前农村建筑节能领域重要的课题。这主要通过以下几个方面解决：

(1)改善农村住宅，降低采暖负荷

这需要改造建筑物形式，改进建筑的外墙材料，改善建筑门窗和通风形式。农村建筑采暖能耗高的主要原因之一就是建筑的体形系数过大，外墙、屋顶所占面积过大，导致热损失过高。屋面系统“撒气漏风”。传统的外墙采用很厚的土坯、干打垒或石材，具有较好的保温性能。但近年来虽经济发展，逐渐变为240mm或370mm砖墙，热阻是原来土坯建筑的1/2～1/3，是城市建筑节能标准中规定热阻的1/3。在外墙与地面交接处很少采用保温措施，通过地面形成很大的热损失。改为砖房后外窗面积普遍增加，有些住宅南向几乎成为全外窗结构。而外窗又多为普通单层玻璃，保温效果极差，这也造成巨大的热损失。此外，门窗密闭不严，建筑平面布局不合理，这都造成室外空气过量渗透，也增加了采暖负荷。利用科学方法，发展适宜技术，使农居的建造方式从目前的手工业方式发展为工程化方式，大幅度提高设计水平和工艺水平，是当前亟待解决的问题。改善建筑的热工性能是解决北方农村采暖问题的基础和先决条件。

(2)采暖系统的问题

尽管北方原有的火炕采暖方式在近千年来承担着北方人民冬季采暖的重任，但由于其依赖秸秆薪柴、使用麻烦、易造成室内外污染、炕上温度不匀、热舒适不好等问题，目前有逐渐被各种土暖气和火炉所取代之势。然而，燃煤式火炉也同时带来过高的燃料负担和室内外空气的污染等问题。较低的燃烧效率也导致采暖煤耗量大大高于城镇建筑。

农村居住建筑的采暖方式如何解决？按照城镇方式发展全村的集中供热显然是农村经济状况所不能支撑的，也是我国能源供应所不可承受的。怎样在传统方式上，推陈出新，既改善采暖效果并解决空气污染问题，又能充分从农村的实际情况出发，满足农村燃料构成、经济水平和建筑特点，发展新的住宅采暖方式，这是解决北方农村住宅采暖的又一关键。多年来在传统火炕的基础上发展出新型的“吊炕”技术，利用秸秆薪柴或秸秆压缩颗粒为燃料，改善了燃烧条件，改变了火炕表面冷热不匀的状况，提高了火炕向室内散热的能力，与好的灶具及良好保温的建筑结合，使冬季室内达到热舒适要求，并不造成室内外环境的污染。这是值得大力推广的采暖解决方案（见3.7.4）。这种研究和推广思路，以及由此产生的对传统文化的思考，都值得我们在目前解决农村建筑能源问题和建设新农村工作中借鉴。

(3)优化农村用能结构，实现可持续发展

目前农村生活用能以煤和生物质直接燃烧为主，能源利用效率低污染严重，用能结构不合理。优化用能结构应该以生物质能的高效清洁利用为主，结合太阳能、水电等可再生能源，逐步减少对煤炭的依赖，是实现农村可持续发展，保障我国能源供应安全的重要步骤。

生物质能的高效清洁利用可以采用如下方法：农林固体剩余物致密成型燃料及其燃烧技术（见3.7.5）、高效低排放户用生物质半气化炉具（见3.7.6）、沼气技术（见3.7.7）、生物质气化技术（见3.7.8）等。对于这些技术的应用和推广，应