居民社區(qū)節(jié)能減排公眾參與平臺的建設(shè)實踐

同濟大學(xué) 譚洪衛(wèi) 宋亞超 楊浦區(qū)發(fā)展改革委員會 唐曉軍

楊浦區(qū)四平街道市政科 李錫雄 珠海興業(yè)綠色建筑科技有限公司 李 進

0 前言

2008年，由楊浦區(qū)節(jié)能減排辦公室牽頭，聯(lián)合同濟大學(xué)、上海電力學(xué)院、上海理工大學(xué)，在四平街道管委會的積極配合和支持下，選取上海某居民社區(qū)，共同實施了上海市科委節(jié)能減排重點建設(shè)項目“‘環(huán)境友好型’社區(qū)節(jié)能減排適用技術(shù)集成與示范”。項目根據(jù)住宅小區(qū)的實際情況，圍繞建筑節(jié)能、可再生能源利用、水資源循環(huán)利用、環(huán)境改善技術(shù)進行了論證，遴選了外圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱、外窗遮陽、雨水收集利用、室外噴霧降溫、太陽能發(fā)電、太陽能集熱利用及社區(qū)節(jié)能監(jiān)管等多項技術(shù)實施集成應(yīng)用和示范。

本文介紹該以社區(qū)能耗、能效及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)為中核、涵蓋其他節(jié)能減排示范技術(shù)應(yīng)用的展示、融合社區(qū)科普宣傳功能需求、實現(xiàn)社區(qū)居民共同參與和互動的“居民社區(qū)節(jié)能減排公眾參與平臺”的建設(shè)實踐。

1 背景和目的

在推進節(jié)能減排、建設(shè)可持續(xù)發(fā)展社會成為我國基本國策的時代背景下，各行各業(yè)都在落實行動，而居民社區(qū)是一個薄弱點，缺乏系統(tǒng)規(guī)劃和技術(shù)指導(dǎo)。而節(jié)能減排除了技術(shù)層面的努力外、公眾的節(jié)能環(huán)保意識、低碳生活理念的樹立具有重要意義。居民社區(qū)是組成社會的重要部分，為此，如何在居民社區(qū)有效的開展節(jié)能環(huán)保宣傳、普及節(jié)能科技、推進公眾參與成為一個重要環(huán)節(jié)。本課題旨在以社區(qū)節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)為基礎(chǔ)、以社區(qū)及居民家庭的能耗、水耗監(jiān)測、節(jié)能環(huán)保措施效益的量化評價為抓手，構(gòu)筑集社區(qū)節(jié)能科普宣傳及公眾參與互動的平臺，踏實推進環(huán)境友好、資源節(jié)約型社會的建設(shè)。

2 社區(qū)節(jié)能減排公眾參與平臺

社區(qū)節(jié)能減排公眾參與平臺主要分為三大模塊：社區(qū)能源環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用展示系統(tǒng)與低碳社區(qū)科普宣傳系統(tǒng)。三部分內(nèi)容有機融合，圖文并茂，科普原理展示與真實數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)節(jié)能科技通俗化、能源資源利用狀況可視化、節(jié)能措施效益評價定量化。圖1展示了該平臺的架構(gòu)，圖2為平臺的首頁。平臺可以為居民展示家庭能耗的現(xiàn)狀、規(guī)律和趨勢，可提供標桿對比、節(jié)能措施效果評價和環(huán)境參數(shù)監(jiān)測等功能，為社區(qū)管理者和居民提供能管理、科普和低碳實踐的平臺。平臺將以網(wǎng)頁形式設(shè)計，可通過互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器方式查詢、瀏覽，極大程度的方便了公眾的參與。

社區(qū)能源環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)由計量表具、環(huán)境參數(shù)傳感器、數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)接收站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、管理軟件等組成。如圖3示。

針對居民社區(qū)建筑設(shè)施線路陳舊、布線困難等特點，數(shù)據(jù)采集及傳輸采用了小型智能化電量采集模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健Ｇ岸藬?shù)據(jù)采集主要由帶遠傳功能的計量表具、傳感器（含智能電表和數(shù)字水表、小型氣象站）組成，數(shù)據(jù)采集后通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)接收端并進入智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，按后進入數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲到數(shù)據(jù)庫。

管理平臺軟件承擔(dān)著能耗數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、圖表顯示、自動統(tǒng)計、節(jié)能分析、數(shù)據(jù)存貯、報表管理、指標對比、數(shù)據(jù)上傳等管理功能。管理軟件系統(tǒng)基于Web的方式，提供便捷的瀏覽查詢功能、實現(xiàn)動態(tài)、友好的界面展示，展示內(nèi)容主要包括：居民家庭的逐時能耗、逐日能耗、逐月能耗，幫助居民掌握家庭的能耗狀況、能源消費規(guī)律和動態(tài)趨勢，為居民自身實踐低碳生活，驗證其效果提供數(shù)據(jù)平臺；既能貼近百姓生活，滿足對能源消費狀況的關(guān)注，又能有效地影響和引領(lǐng)百姓的低碳生活實踐。

同時，平臺對社區(qū)實施的節(jié)能改造項目進行數(shù)據(jù)跟蹤監(jiān)測及效益分析、并配合圖文解說生動直觀的進行展示，讓社區(qū)居民切身感受節(jié)能科技的成果和效益，也為節(jié)能示范項目提供了科學(xué)的量化評價工具，有利于更有效的推動節(jié)能環(huán)保科技的普及。

平臺還為政府、社區(qū)管理者提供了節(jié)能減排激勵政策制定和實施的支撐，基于能耗監(jiān)測及統(tǒng)計分析，為社區(qū)居民能耗基線、能效指標的制定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。圖4描述了該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析流程。

3 社區(qū)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用示范

上海某居民社區(qū)為80年代建設(shè)的老社區(qū)，居民樓建筑基本上屬于“非節(jié)能建筑”，沒有墻體保溫、遮陽，家用空調(diào)機組大都為低能效機組，住戶經(jīng)濟條件一般，居住者年齡結(jié)構(gòu)呈老齡化。

根據(jù)社區(qū)現(xiàn)狀條件，經(jīng)過課題組研究后遴選出1）圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱改造、2）舊型空調(diào)機組節(jié)能改造、3）外窗遮陽改造、4）太陽能光伏發(fā)電、5）太陽能熱水系統(tǒng)利用、6）風(fēng)光互補路燈、7）室外噴霧降溫、8）雨水回收利用、9）住戶家庭電耗遠程實時監(jiān)測、10）社區(qū)水資源利用監(jiān)測、11）社區(qū)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測共11項節(jié)能減排技術(shù)，可在社區(qū)選擇部分設(shè)施及住戶進行示范實施。參見圖5。

社區(qū)節(jié)能減排公眾參與平臺的一個重要功能是節(jié)能減排技術(shù)的展示和評價，系統(tǒng)對各項實施的節(jié)能減排技術(shù)示范應(yīng)用進行監(jiān)測和展示，社區(qū)居民可通過上網(wǎng)使用WEB瀏覽器看到各項示范技術(shù)的應(yīng)用展示，技術(shù)原理的解說圖文并茂，通俗易懂，運行數(shù)據(jù)實時直觀。圖6為太陽能光伏利用的示范案例。

社區(qū)平臺采用先進的數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)監(jiān)測太陽能發(fā)電量、熱水溫度、噴霧降溫效果和雨水累計回收利用量等各系統(tǒng)主要運行參數(shù)，匯總各項技術(shù)的示范成果。利用平臺監(jiān)測的系統(tǒng)運行參數(shù)，可以評價各項示范技術(shù)的節(jié)能效果，并對其進行分析研究，探討其在既有社區(qū)的適用性，并對其系統(tǒng)運行進行優(yōu)化。

以太陽能光伏發(fā)電技術(shù)示范為例，系統(tǒng)對其發(fā)電量和影響其發(fā)電效率的環(huán)境參數(shù)—室外溫度、風(fēng)速、太陽輻射強度等環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測，實現(xiàn)對系統(tǒng)減排效益的客觀評價，且可根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行分析研究，優(yōu)化系統(tǒng)運行（圖6）。

4 基于居民家庭能耗監(jiān)測的節(jié)能行動促進

社區(qū)節(jié)能減排公眾參與平臺的一項主要功能是建立居民能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，積累居民能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為將來制定居民生活能耗基線和相關(guān)節(jié)能激勵政策提供支撐，同時，讓百姓能更直觀理解能源消費和日常生活的關(guān)系，促進社區(qū)居民的低碳行動。

平臺建立了基于遠傳計量表具、無線數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)化管理技術(shù)的數(shù)據(jù)中心平臺，選取的社區(qū)中80戶住戶作為示范實施對象，并可對實施圍護結(jié)構(gòu)改造、空調(diào)器節(jié)能改造的住戶有無分組統(tǒng)計和對比分析，有效地評價節(jié)能措施的效益。

可實現(xiàn)監(jiān)測對象住戶的逐時、數(shù)日、逐月的電耗的監(jiān)測、統(tǒng)計管理，可實現(xiàn)用戶電耗的同期對比、與其他住戶的橫向?qū)Ρ龋€可實行社區(qū)中示范對象的耗電量高低的匿名排序，以督促居民自查能源消費中的問題和分析節(jié)能潛力，促進社區(qū)居民自發(fā)的節(jié)能減排行動。

居民可足不出戶在網(wǎng)上查詢自家的能耗數(shù)據(jù)。居民直觀地把握自家能耗狀況，強化節(jié)能意識，形成社區(qū)節(jié)能減排風(fēng)尚。

此外，平臺強大的數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)為相關(guān)研究提供了有力支撐。以居民家庭電耗數(shù)據(jù)為例，目前我國的居民能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計幾乎是空白，研究者都很難獲得第一手數(shù)據(jù)，通常大都采用問卷調(diào)研方式獲取數(shù)據(jù)，費時費力又不可靠，尤其是細化的逐日、逐時的居民家庭電耗數(shù)據(jù)。這給建筑節(jié)能研究及相關(guān)政策制定帶來了很大困擾。前不久國家擬出臺對居民的階梯電價政策由于缺乏深入調(diào)研和科學(xué)分析，沒有考慮居民用電的時間特性和戶間差異，招致了普遍質(zhì)疑。由此可見，科學(xué)的對家庭能耗狀況進行調(diào)研，對相關(guān)政策制定具有重要意義。

本課題建立的社區(qū)節(jié)能減排公眾參與平臺是一個創(chuàng)新嘗試。目前監(jiān)測的住戶為80戶，扣除住房空置、貯物等因素，有效樣本容量為69戶，系統(tǒng)已經(jīng)持續(xù)運行接近半年，積累了一個完整季度的家庭電耗數(shù)據(jù)。圖7給出了這69個家庭在2011年一季度的電耗。一季度69戶平均電耗為621kWh。在監(jiān)測住戶中，用電最少的為67kWh,最多的為2152kWh,相差約32倍，這表明在同一個小區(qū)，居民用電也有很大差異。在時間上，示范監(jiān)測住戶電耗均值一月份為272kWh,二月份為186kWh，三月份為163kWh。數(shù)據(jù)反映了季節(jié)差異特征。

將來該系統(tǒng)向不同類型的住戶、社區(qū)進行擴展，增加樣本容量，并計劃持續(xù)獲得若干年份的完整能耗數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個連續(xù)在線的、開放研究的居民用電量數(shù)據(jù)庫。研究者綜合運用調(diào)查分析、數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)值模擬和實時監(jiān)測等技術(shù)手段，分析居民用電的時間特性（季節(jié)、平休和峰谷差異）、戶間差異等有關(guān)特征，科學(xué)、系統(tǒng)、動態(tài)地把握居民用電的現(xiàn)狀、對比國內(nèi)外狀況、分析用電特征、預(yù)測未來趨勢，可為科學(xué)制定電價政策、科學(xué)制定節(jié)能目標提供科學(xué)支撐，為合理制定居民能耗基線提供依據(jù)。

5 構(gòu)筑全方位的環(huán)境友好型社區(qū)示范建設(shè)體系

平臺另外一個重要板塊是低碳社區(qū)科普宣傳系統(tǒng)。由于該平臺展示設(shè)施設(shè)置于社區(qū)活動中心，是社區(qū)居民和干部學(xué)習(xí)、活動的地方，可成為一個重要的節(jié)能減排教育基地。

課題組編制了《環(huán)境友好型社區(qū)建設(shè)導(dǎo)則（試行）》、《節(jié)能減排日常生活小貼士》、《國內(nèi)外低碳社區(qū)案例》等宣傳資料，通過平臺中具備的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽形式供社區(qū)居民下載學(xué)習(xí)；節(jié)約紙張，細處體現(xiàn)低碳理念。

另外，社區(qū)干部可以把社區(qū)的新聞動態(tài)、相關(guān)通知等上傳、更新到平臺上，方便居民獲悉，平臺還將居民對于整個“環(huán)境友好型”社區(qū)示范工程的反饋意見及時反饋給社區(qū)管委會，搭建起一個易于社區(qū)居民溝通、學(xué)習(xí)、體驗和參與的平臺。

6 結(jié)語

通過實時數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和管理軟件開發(fā)，節(jié)能減排公眾參與平臺將社區(qū)環(huán)境信息、能耗和能效信息可視化，實現(xiàn)了社區(qū)節(jié)能減排科普和能效管理數(shù)字化、可視化和互動化，并可對示范技術(shù)的節(jié)能效果進行跟蹤評價，這為社區(qū)的節(jié)能減排工作提供了一個技術(shù)與管理相結(jié)合的新路徑。將該平臺向更多的、不同類型的社區(qū)推廣，將為政策制定、科學(xué)管理、大眾參與提供有力支撐。

[1]譚洪衛(wèi)，徐鈺琳,胡承益，陳小龍.全球氣候變化應(yīng)對與我國高校校園建筑節(jié)能監(jiān)管 [J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào),2010,(01)：36-40

[2]國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國家教育部.《高等學(xué)校校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》（建科 2009，163號）[S].2009