杭州市居住建筑夏季用能若干問題探討
相關(guān)鏈接： 中國安全網(wǎng) 中國質(zhì)量網(wǎng) 中國論文網(wǎng) 中國資訊網(wǎng)
作者：鄭曉敏
相關(guān)研究表明，杭州在2007年~ 2011年的夏季日平均氣溫≥25℃的天數(shù)分別為109 d、98 d、106 d、96 d和99 d，長達3個月之久，氣候具有其獨特性。因此關(guān)于對能耗影響因素的相關(guān)研究成果是否同樣適用于夏熱冬冷地區(qū)杭州居住建筑，這需要進一步的研究。通過對杭州市區(qū)開展較大規(guī)模的居住建筑夏季能耗情況的問卷調(diào)查，分析了夏熱冬冷地區(qū)居住建筑狀況、住戶用能方式、建筑能耗等情況，同時利用SPSS統(tǒng)計分析軟件對問卷進行處理，通過偏相關(guān)分析找出與夏季能耗有著密切關(guān)系的影響因素。
1調(diào)研對象及內(nèi)容
此次調(diào)研時間為2014年10月，調(diào)研對象為杭州市民，調(diào)查的主要內(nèi)容為：居住建筑基本情況，包括建筑所在轄區(qū)、建筑年代、建筑面積、建筑類型等；家庭基本情況，包括家庭常住人口、家庭總收入、降溫設備等；家庭住戶的生活方式，主要為降溫設備的使用；家庭用能信息，包括家庭年用電量、逐月用電量。本次調(diào)研共發(fā)放500份問卷，剔除部分有邏輯錯誤、不合理回答等無效問卷后，剩余有效問卷為422份。
2 調(diào)研結(jié)果統(tǒng)計
2.1 居住建筑基本情況
2.1.1 建筑所在轄區(qū)
此次調(diào)研的建筑所在的轄區(qū)分布范圍廣泛（如圖1所示），且除濱江區(qū)外分布都比較均勻，其中又以富陽區(qū)、江干區(qū)、西湖區(qū)住宅分布相對較多。
2.1.2建筑概況
調(diào)研的建筑類型基本為多層樓房（7層以下），占調(diào)查總數(shù)的89. 5%；建筑的建成年代大部分是在20世紀90年代及以后；住宅的建筑面積≤70 m2的比例較多，占了46. 6%，其次是面積在90~120 m2的占了28. 9%，而住宅面積大于120 m2只有少部分，只占了調(diào)研總數(shù)的4. 1%（見表1）。
2.2家庭基本情況
從圖2和圖3可以看出，本次調(diào)研的家庭主要為三口之家，其占調(diào)研總數(shù)的51. 9%；而家庭年總收入基本在5—30（含）萬元之間，其中有近半的家庭年收入是在10~15（含）萬元之間。根據(jù)圖2和圖3計算出此次調(diào)研的家庭年人均收人為3. 91萬元，這與2014年杭州統(tǒng)計年鑒中的年人均可支配收入為3. 93萬元相近，說明此次調(diào)研選取的樣本符合被調(diào)查人群總體分布規(guī)律。
2.3降溫設備及使用
杭州市夏季溫度較高，人們采用的降溫設備為風扇與空調(diào)。其中擁有2臺空調(diào)的住戶最多，占總數(shù)的60%，其次擁有3臺和1臺空調(diào)的住戶，分別占23. 5%和12. 6%。在風扇的統(tǒng)計量中，94. 5%的住戶擁有的風扇為1—3臺，其中擁有1、2、3臺風扇的住戶分別占34. 6%、40. 5%和19. 4%。而從戶均擁有量來開，平均每個家庭擁有2.2臺空調(diào)，擁有1.9臺風扇，可見空調(diào)和電風扇的擁有量在杭州是極高的。
從降溫設備的使用時間來看，用戶在夏季開始使用降溫設備的時間集中在6月上旬至7月上旬，截止至7月上旬已有81. 1%的用戶開啟了降溫設備；用戶開始關(guān)閉降溫設備的時間集中在8月下旬至9月下旬（見圖4、圖5）。
夏熱冬冷地區(qū)空調(diào)計算期為當年的6月15日至8月31日，共78 d。從問卷統(tǒng)計來看，空調(diào)使用≤100 d、90 d、80 d的用戶分別為90.5 %、70.4 %、50.7%，可見規(guī)范中的空調(diào)計算期與調(diào)研的結(jié)果有一定差異。為使杭州地區(qū)住宅空調(diào)計算期能有90%的住戶保證率，建議對其空調(diào)計算期延長至100天，即空調(diào)計算期為當年的6月15日至9月22日。
2.4家庭能耗情況
通過國家電網(wǎng)查詢每個家庭2013年9月至2014年8月的實際用電數(shù)據(jù)。從圖6發(fā)現(xiàn)用電量有2個高峰期，一個是2013年12月至2014年2月，另一個是2014年7月和8月。根據(jù)夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準中空調(diào)期和供暖期的劃分，分別計算出空調(diào)期和供暖期的平均月用電量為304 kW-h和289.4 kW-h，空調(diào)期月用電比供暖期月用電高5%。進一步分析，計算得到此次調(diào)研的住宅供暖和空調(diào)的用電指標分別為1. 94 kW．h/( m2 -a)和2.25 kW - h/( m2 -a)，由以上數(shù)據(jù)可看出夏季制冷能耗高于冬季供暖能耗。
圖7是家庭年總耗電量分布圖，此次調(diào)研的家庭年平均用電量為2 948. 85 kW-h。若根據(jù)年用電總量≤2 500 kW-h、2 500~5 000 kW-h和>5 000 kW-h，將用電群體劃分為低消費用戶、中等消費用戶和高消費用戶3類。通過計算得到低消費用戶達51. 7%，中等消費用戶達37. 4%，高消費用戶達10.9%，低消費用戶所占比例最大，中等消費用戶次之，高消費用戶所占比例最小。
2.5空調(diào)使用分析
此次調(diào)研空調(diào)部分分為客廳空調(diào)和臥室空調(diào)兩部分�？蛷d空調(diào)的擁有率為63. 3%，而臥室空調(diào)的擁有率高達99. 5%。
從表2可以看出，不論是客廳空調(diào)還是臥室空調(diào)，高達95%以上的住戶不會從不開空調(diào)或者一直開空調(diào)，而是看具體情況來決定是否開啟空調(diào)。在空調(diào)溫度設定方面，客廳和臥室的空調(diào)設定溫度一般都≥26℃，其中客廳空調(diào)的設定溫度集中為26℃和27℃，而臥室空調(diào)的設定溫度集中在26~28℃（見圖8）。
從圖9、圖10、表3以及圖11、圖12、表4可以看出，客廳空調(diào)和臥室空調(diào)的使用方式比較相似。對于客廳空調(diào)來說，最符合住戶的使用方式是覺得熱時開空調(diào)，覺得冷或者晚上睡前關(guān)空調(diào)；對于臥室空調(diào)來說，最符合住戶的使用方式是覺得熱時開空調(diào)，覺得冷時或者起床之后關(guān)空調(diào)�？梢姴徽撌强蛷d空調(diào)還是臥室空調(diào)，住戶采用的都是間歇式制冷的使用方式。
3夏季能耗影響因素研究
3.1影響因素研究的理論及方法
3.1.1相關(guān)分析
相關(guān)分析是種常用的用以研究變量之間密切程度的統(tǒng)計方法，其通過相關(guān)系數(shù)來確定兩個變量間的相關(guān)程度。相關(guān)系數(shù)的絕對值越大說明變量間的相關(guān)程度越高。針對不同類型的變量，表達相關(guān)程度的相關(guān)系數(shù)有不同的計算方法。最常用的相關(guān)系數(shù)有Pearson相關(guān)系數(shù)、Spearman相關(guān)系數(shù)和Kendall's tau-b等級相關(guān)系數(shù)。
3.1.2偏相關(guān)分析
偏相關(guān)分析也稱為凈相關(guān)，它是在相關(guān)分析基礎(chǔ)上考慮了兩個變量以外的各種作用之后，重新來度量這兩個因素間的關(guān)聯(lián)程度。當控制的變量個數(shù)為一時，偏相關(guān)系數(shù)稱為一階偏相關(guān)；當控制的變量個數(shù)為二時，偏相關(guān)系數(shù)被稱為二階偏相關(guān)；當控制的當控制的變量個數(shù)為n時，偏相關(guān)系數(shù)被稱為n階偏相關(guān)。
3.2夏季能耗影響因素的計算
3.2.1 夏季能耗影響因素的相關(guān)分析
影響居住建筑能耗的因素非常多，如建筑本身情況，家庭人員情況，制冷設備的擁有量及使用方式等。這些因素與夏季能耗有沒有相關(guān)性及相關(guān)程度如何，首先利用SPSS軟件各變量進行簡單相關(guān)分析，以對影響建筑夏季能耗的因素進行初步篩選。其中文中夏季能耗采用的是在夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準規(guī)定的空調(diào)計算期內(nèi)通過國家電網(wǎng)讀取的相應耗電量。采用SPSS默認的方式處理各變量的缺失值，并對建筑面積、空調(diào)使用方式、空調(diào)溫度設定對建筑夏季能耗的影響進行量化處理，分析結(jié)果如表5所示。
從上述分析可看出，與建筑夏季能耗有顯著性相關(guān)關(guān)系的變量有建筑面積、建筑年代、家庭常住人口數(shù)、家庭總收入、家庭空調(diào)個數(shù)以及客廳空調(diào)溫度設置。
3.2.2 夏季能耗影響因素的偏相關(guān)分析
運用SPSS軟件分析夏季能耗與家庭常住人口、制冷設備擁有量、建筑面積、建筑年代、家庭人員總收入、客廳空調(diào)溫度設定偏相關(guān)性。分析結(jié)果見表6。
通過偏相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，建筑面積、建筑年代與建筑夏季能耗無顯著相關(guān)關(guān)系，而家庭常住人口數(shù)、家庭空調(diào)個數(shù)、家庭總收入、客廳空調(diào)溫度設定與建筑夏季能耗有著顯著的相關(guān)關(guān)系，且客廳空調(diào)溫度設定與建筑夏季能耗有著顯著的負相關(guān)。
4 結(jié)論
1)此次調(diào)研的住戶家庭人口以3人居多，建筑年代基本在1990年以后，建筑類型以多層樓房為主，而建筑面積基本都在120 m2以下。
2)杭州地區(qū)家庭制冷設備的擁有率極高，平均每個家庭擁有2.2臺空調(diào)，擁有1.9臺風扇；客廳空調(diào)擁有率為63. 3%，低于臥室空調(diào)99. 5%的擁有率。同時降溫設備的使用主要集中在7月和8月，且使用方式以間歇使用為主。
3)杭州地區(qū)用電住宅群體中以低消費用戶為主，且夏季制冷耗電要高于冬季供暖耗電。
4) SPSS軟件偏相關(guān)分析表明建筑夏季能耗與家庭常住人口數(shù)、家庭空調(diào)個數(shù)、家庭總收入、客廳空調(diào)溫度設定顯著相關(guān)，而與建筑面積和建筑年代不顯著相關(guān)。
5[摘要]
通過問卷調(diào)查研究了杭州地區(qū)居住建筑概況、家庭基本信息、降溫設備的擁有量及使用方式和能源消耗情況，并采用sPss軟件進行了居住建筑夏季能耗偏相關(guān)分析。杭州市居民的制冷設備主要以間歇式使用為主，使用時間主要集中在7月和8月，且夏季制冷能耗明顯高于冬季供暖能耗。偏相關(guān)分析表明居住建筑夏季能耗與家庭常住人口數(shù)、制冷設備個數(shù)、家庭總收入、客廳空調(diào)溫度設定顯著相關(guān)，而與建筑面積和建筑年代不顯著相關(guān)。
