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上海住宅空调能源的现状与发展

时间:2007-1-27栏目:石油能源论文

  摘要本文在对上海市住宅能耗现状及空调使用情况调研的基础上,分析了上海市住宅空调及住宅能耗的发展趋势及其对城市能源和环境造成的影响,指出今后住宅空调的能源和形式将日趋多样化。新建集合式住宅或住宅小区,将以DHC和BCHP为主,以天然气为燃料或以电力蓄能技术平抑负荷峰谷;独立式住宅将以燃气发动机驱动热泵或多联变频热泵的户式空调为主;而在单生公寓、SOHO住宅和旧有住宅中还会以房间空调器为主。从住宅能源的绿色化做起,促进"绿色住宅"的发展。
  
  关键词住宅空调能源区域供热供冷(DHC)冷热电联供(BCHP)
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  1上海住宅建设的现状与前景
  
  上海是中国发展最快的城市之一。2000年,中国的城市化水平为36.9%,而上海已达到88.3%,为全国城市化水平最高的地区。在2000的全国第五次人口普查中,上海的户籍人口为1321.63万人,而实际人口(加上常住外来人口)为1673.77万人。1999年,上海在世界十大城市中名列第六位(世界十大城市分别是:东京、墨西哥城、孟买、圣保罗、纽约、上海、拉各斯、洛杉矶、汉城、北京)。但上海在城市形态上有许多先天不足:
  (1)2000年,上海总面积只有6340.5km2,不到北京市的零头(北京面积约16800km2),发展空间较小;
  (2)2000年,上海人口密度全市平均3296p/km2,市中心的黄浦区(CBD地区)高达53326p/km2。
  (3)由于人口密度大,用排放密度、人均负荷和大气污染指数来衡量区域环境水平,上海排在全国各省市的最后一位。
  为如此高密度的城市居民解决住房问题成为历届上海市人民政府的头等大事。上海曾经以其居民住房狭小而闻名全国。现在,上海市区人均居住面积已经从1978年的4.2m2提高到2000年末的11.8m2。人均公共绿地面积1999年还只有3.62m2,2001已经提高到5.5m2,上了一个很大的台阶。
  居住条件的改善得益于经济的发展。上海经济近年一直保持两位数的经济增长率,2001年人均GDP已经达到4500美元。有经济学家按购买力平价PPP(purchasingpowerparity)计算,1999年上海人均GDP为15516美元,明显高于中等收国家平均水平(8320美元)。因此,上海每年竣工的住宅面积一直保持在全国各城市之首,"九五"期间共建成住房7810万m2。同时,住宅质量有了明显提高,住宅功能有了明显改善。
  上海市政府制定的住宅建设发展目标是:2005年人均居住面积13.8m2,实现户均一套房;2015年人均居住面积18m2,实现人均一间房;同时要有优越的居住环境(室内环境和室外环境)和完善的功能,还要实现"四化",即投资多元化、建设工业化、管理现代化和住宅生态化。房地产业将成为上海的支柱产业之一,在GDP中的贡献率将由4%~5%提高到10%左右。普通住宅将成为房地产业中的投资主体。
  我们在考虑上海住宅空调今后发展时,不能离开上海的现状和条件。可以预测:
  (1)由于人口密度大、土地资源紧缺,上海的住宅建设还将以"三高(即高层、高密度、高容积率)"集合式住宅为主。独立式住宅(俗称"别墅")或联体住宅(townhouse)会有一定程度增长,以满足一部分富裕人群的需求。但任何时候都不会像美国那样成为住宅建设的主体。
  (2)随着居民经济收的增长和生活质量的提高,住宅消费的重点将从"硬件(装修和耐用消费品)"消费转向"软件(功能和环境品质)"消费。上海的气候特点决定了仅靠自然能源不可能完全解决室内环境品质问题。因此,保障室内环境品质所需要的能耗(空调、通风、采暖、热水供应)将会迅速增长。
  (3)2000年上海60岁以上人口已经占到17%,平均期望寿命达到78.77岁,超过中等发达国家的平均水平。说明上海已经率先进入老龄化社会。因此,在研究住宅空调时,必须考虑老年人的需求和特点。另外,随着社会就业结构的变化,新的自由职业的SOHO族和单向族的兴起,也是必须认真对待的特点。
  
  2上海住宅能耗的现状与前景
  
  住宅能耗,主要指运行能耗或终端能耗(enduseenergy)。运行能耗中又可分为使用能耗和固有能耗(standbyenergy)两部分。
  图1中的横坐标表示"需求",纵坐标表示"能耗",余线称为"服务曲线"。很明显,需求越大或提供的服务越多,能耗就越大。提供服务的能耗就是使用能耗。如果我们能够提高能源转换效率,即减小服务曲线的斜率,使服务曲线更平坦,就能够以较小的代价(能耗)提供更多的服务。服务曲线并不是从原点出发。其起点与原点之间的距离即固有能耗。在建筑物里,固有能耗就是通过围护结构的冷热损失以及各种耗能以及各种耗能设备(如电脑、电视机等)的待机损失。我们应该尽量减少固有能耗,最好达到零损失。
  
  图1使用能耗与固有能耗
  
  研究住宅能耗,也应从使用能耗和固有能耗两方面着手。在使用能耗中,占比例最大的当数空调耗电。目前上海住宅空调使用的能源百分之在是电力。而在电力空调中又以分体热泵型家用空调占绝对主导地位。根据国家统计局的统计,2000年上海每百户家

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