簡析居民家庭的能耗和節能

張廣凱 王俊鴻 李博文 呂雪平 馬林沖 王宜健

摘? ? 要：隨著經濟的增長和人們生活水平的提高，建筑能耗亦隨之日益增長，在眾多能源消耗之中，家庭能耗處于不可忽視的地位，如何節約家庭能耗對節能來說也尤為重要，研究發現家庭能耗主要與建筑面積，大功率電器的使用時間，用能人數等因素有關，其中，影響大功率電器使用時長的主要因素是室外氣溫變化，在夏季，空調、風扇等大功率電器使用增加導致家庭用戶電耗增加，與此同時，洗浴次數和時間上升，水量消耗同樣增大;對于燃能消耗、供熱消耗、汽車能源消耗來看，在用能人數一定的情況下，一年之內消耗量不大，變化和波動幅度也很小。通過調研結果，我們認為減少家庭能耗的落腳點就在于如何減少電能和水能消耗，對此提出了相關措施，促進節能減排。

關鍵詞：家庭能耗;耗電量;節能;能耗指標

1? 研究背景

能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎，是經濟增長、人民生活水平提升和社會發展進步的必要支撐。長期以來，世界各國對能源問題的研究集中于工業生產領域，但隨著居民收入水平的上升，家庭用能在所有能源消費中占據的比例越來越大，引起了廣泛的關注[1]。隨著國民經濟的快速發展，以及工業化和城鎮化的深入推進，我國的能源需求依然處于持續上漲趨勢，僅靠用戶的節約意識來維持電能利用率的方式已不能緩解能源環境的壓力[ 2][ 3]。通過對家庭居住住宅情況、家庭用能設備進行調研，概括家庭的能耗特點。針對各類能源的消耗特點提出有建設性的節能建議具有非常重要意義。

以某一典型居民建筑的家庭用戶為例，建筑于2008年建造完畢屬于節能建筑，地上六層，地下一層，窗墻比例較高，具有很好的采光效果，家庭建筑面積為74.92m2，家庭用能種類為：電能、水能、燃能以及汽車油耗，用能人數3人。用能設備有：空調、電視、電腦、飲水機、冰箱、油煙機、電壓力鍋、電餅鐺、雙眼灶、汽車等。

2? 全年電耗分析

電在家庭中具有重要用途，具體表現在吃、穿、住、行。在7、8、9月份家庭的電量使用相比較其他月來說出現了顯著的用電高峰，6月有小幅度增加的趨勢，而其他月份則保持相對穩定，波動幅度很小。根據月耗電量的變化圖可知，7月的耗電量比6月的耗電量增加321kW/h，8月則高達491kW/h的幅度，其變化主要原因由三個部分組成：夏天的來臨，使得空調以供冷方式運行，家庭用戶在7月開始使用空調，空調耗電量顯著增加;可能白天時間變長，室內冷負荷增加，從而家庭用戶使用空調的時間變長。5、6月份的耗電量的增加，主要是風扇的運轉，從7月開始，夏季室外溫度不斷增大，室內冷負荷變大;空調冷凝溫度變低，耗功量增大，電量消耗大。據調查，家庭用戶為了更快的獲得冷風，通常將空調溫度設置很低，這就導致空調的冷凝溫度變低，在增大了制冷量、快速獲得熱舒適的同時也付出了“代價”，這個代價就是耗功量增大了，電量的消耗就隨之變多了。

3? 全年水耗分析

水在生活中的用途可以說是重中之重，從人體需要講水是不可少的。對2019年各月的水量消耗，通過統計與計算，發現以下規律：和耗電量情況相似，在7、8、9月份家庭的水量消耗相比較其他月來說出現了顯著的高峰，從5月份開始，耗水量以一定速率不斷增加到8月份達到峰值，隨后降低，而其他月耗水量有小幅度波動，但影響不大。

氣溫是影響家庭用水能消耗的主要環境因素，氣溫越高，室內溫度和出水溫度越高，家庭用水能耗越大。具體影響例如夏季氣溫高，人體出汗率增大，需水量變大，另一個不可忽視的原因就是，隨著氣溫的升高，大部分家庭用戶洗浴次數和洗浴時間變長，從而消耗的水量增大。

4? 全年天然氣耗量分析

城市燃氣，特別是居民生活用燃料，包括常規天然氣，以及煤層氣和頁巖氣這兩種非常規天然氣。日常使用天然氣隨著人民生活水平的提高及環保意識的增強，大部分城市對天然氣的需求明顯增加。對2019年各月的燃氣量消耗，通過統計與計算，分析變化趨勢反應了家庭用戶在燃氣使用上的特點：平穩。家庭用戶在使用燃氣上除了必要的日常做飯以外，很少使用，即使使用也消耗量不大，在家庭能源消耗中比重極小。

5? 全年供暖消耗分析

供暖是指向建筑物供給熱量，保持室內一定溫度，它是解決我國北方居民冬季采暖的基本生活需求的社會服務。家庭供暖是指，以戶為單位有別于集中供暖的同時開始同時結束的。

在2019年的采暖期中，冬季家庭供暖所用燃料熱量為6350kW/h（22860MJ）、總費用為1519.6元，供暖期間，不采用其他供熱設備，室內溫度可達24度左右，符合供暖標準，相對來說，比較節能。

6? 結束語

通過數據分析可以看出，如圖1所示，在家庭總能耗之中，電能消耗是家庭能源消耗的主要來源，水能消耗次之，而在電能消耗中，大功率電器的使用次數和時長對電量的消耗有顯著的影響，尤其是在夏季，空調的持續使用是導致電能消耗最關鍵的電器。從交通能源消耗來看，汽車的廣泛使用也在能源消耗中占據重要地位，相比較來說，對于經常出差的家庭用戶來說，汽車能源消耗（汽油的消耗）可能比電能消耗還要大，就比如本文中的家庭用戶，用能人員經常出差和旅游，所以一年下來，在汽車能耗上的花費要比在電能和水能多得多。燃氣能耗、水能消耗與前幾項相比就比較平穩單調，這可能與電飯鍋，高壓鍋等廚房器具的普及有關，家庭做飯大部分都從燃氣轉換成了用電。供暖能耗雖然在一年中只有供暖期中有，但花費的錢絲毫不比電量要少，在家庭能耗中有著重要作用。

參考文獻：

[1] 謝倫裕，陳飛，相晨曦.城鄉家庭能源消費對比與影響因素——以浙江省為例[J].中南大學學報（社會科學版），2019（6）：106～117.

[2] 李曉倩，陳新楚，鄭松，等.家庭能耗管理系統的研究進展[J].機械設計與制造工程，2017（11）：107～111.

[3] 李曉倩，陳新楚，鄭松，張琦.家庭能耗管理系統的研究進展[J].機械設計與制造工程，2017.