北京市城乡建筑能耗核算方法及规划节能策略

北京市城乡建筑能耗核算方法及规划节能策略王雅捷摘要：建筑能耗是城市能耗总量的重要组成部分，尤其是以第三产业为主的现代化大都市，建筑的节能减排工作是整体工作的重点之一。

一直以来建筑节能工作更加偏重节能技术的推广，对于建筑能耗的总体情况缺乏深入的认识。

这样也就很难找到建筑节能工作中的重点，使建筑节能的总体效果受到质疑。

本文从城市宏观层面的建筑能耗入手，以微观层面的建筑能耗实证研究为基础，建立覆盖城乡，并与用能终端相联系的建筑能耗核算框架。

并以此为基础，详细剖析北京市各类建筑的能耗现状，以及未来规划发展情景。

本文创新性的提出住宅建筑能耗分为城镇成套住宅、城镇非成套住宅，以及农村住宅三类。

结合建筑能耗情景分析，定量化的提出了建筑总量规模控制，和不同节能技术在建筑节能总体工作中的贡献率。

同时，以城市规划相关工作为重点，提出了建筑节能的规划策略。

力争使宏观层面的建筑能耗总量控制与微观层面的建筑节能技术有机联系在一起。

关键词：建筑；能耗；核算；规划；策略；北京城市能源消费包括产业、交通、建筑、废弃物处理等部门，其中建筑能耗在城市总体能耗中占有较大比重，尤其是对于三产比重较高的现代化大城市来说。

北京第三产业比重已经达到76.5%（2012年），建筑能耗和碳排放的占比也逐年提高，是城市节能减排工作的重点。

传统的建筑节能减排研究主要关注单体建筑用能终端的设备效率、能源品种和供应方式，以及建筑节能设计标准等，而对于城市建筑能耗和碳排放的总量及影响因素缺乏深入的研究，使得宏观层面的建筑能耗引导控制目标与规划策略相脱节。

相关研究表明，城市规划手段对于宏观和中观层面的建筑能耗引导与控制有较大的影响，应当对此进行深入的研究，并纳入城市规划编制和管理体系当中。

本文以北京市为例，以低碳城市总体规划研究为基础，深入分析了北京市全市建筑能耗总量的发展变化趋势，主要影响因素，以及未来建筑节能减排的主要规划控制手段。

为宏观层面引导和控制建筑能耗和碳排放总量，以及制定相关政策提供支撑，同时填补了相关研究的空白。

1北京市建筑能耗核算技术方法本文中所指建筑能耗是指民用建筑（不包括工业建筑）在建筑运行过程中所消耗的能源。

民用建筑包括住宅、公共建筑等，研究范围涵盖北京全市域。

而建筑运行能耗包括建筑物照明、采暖、空调、家电及设备等。

建筑能耗的计算方法主要是将建筑运行过程中，各项能耗的值折合成统一单位，并相加得到。

由于北京市还没有系统的建筑能耗监测计量系统，对于全市宏观层面的建筑能耗的分析，只能通过全市能源统计数据的拆分获得。

此外还需要建立宏观层面的能耗总量数据、与微观层面单体建筑能耗数据之间的联系，以便深入研究建筑能耗总量的结构、特征和影响因素。

1.1宏观层面的分析方法利用北京市统计年鉴中“分行业能源消费总量和主要能源品种消费量表”的数据进行拆分，提取出与住宅建筑能耗和公共建筑能耗相关的数据。

其中住宅建筑能耗主要包含在生活消费能耗中，覆盖了城镇住宅和农村住宅。

而公共建筑能耗主要包含在第三产业能耗数据中。

由于我国的统计制度规定能耗数据是以法人单位为基本单元进行统计的，包含了法人单位的所有能耗，包括办公、交通，以及单位负责管理的住宅能耗等。

因此需要对年鉴的统计表数据进行校核和调整。

初步的校核包括分离交通能耗，和拆分房地产业能耗等。

例如，对于第三产业中涉及到交通能耗的汽油、柴油等能源消费，根据全市交通调查和能耗分析，确定拆分的具体比例。

1.2宏观与微观相结合的分析方法为了深入分析全市建筑能耗的类别结构、强度特征和影响因素，需要采用宏观与微观相结合的方法。

具体来说，就是以宏观统计数据作为核算基础，确定建筑能耗的总量、能源品种结构、基本建筑类型能耗结构以及变化趋势等；再以微观层面建筑能耗典型指标值，结合北京市建筑现状情况的分析，对宏观层面的数据进行拆分和校核，建立完整和科学的全市建筑能耗核算模型，详见图1。

图1、宏观与微观相结合的建筑能耗核算框架示意图总的来看，宏观层面的建筑能耗总量分析方法简单易行，可以快速的掌握全市建筑能耗的总量和结构，以及能源品种等，同时也便于进行逐年变化趋势的比较。

而以微观层面单体建筑能耗监测或计量的数据，对全市建筑能耗的分类、结构，以及终端用能进行校核，可以建立更加准确和具体的建筑能耗分类核算体系，并将单体建筑的能耗特征及影像因素纳入宏观分析框架之中。

但这同时也对现状各类建筑面积、用能水平，以及能耗强度等数据提出了更高的要求。

1.3将规划因子纳入能耗核算框架建筑能耗的基本计算方法是用能活动水平乘以能耗强度，即对每一类建筑的各项终端用能分别进行计算，再加和得到，见公式1。

而对每一分类能耗的核算，需要分别确定活动水平和能耗强度。

在建立详细核算清单的过程中，需要考虑两个方面的因素。

一是，活动水平主要与建筑面积规模相关，应将人均面积、人口规模、用地类型结构等规划因子纳入，见公式2。

二是能耗强度主要与能源品种、能源供应方式、设备效率等因素相关，也可以将其纳入核算清单中，见公式3。

将规划等因子纳入建筑能耗的核算清单框架中，可以深入分析这些因子对能耗总量的影响，也可以通过因子变化定量分析建筑能耗的不同规划情景。

在对北京市全市建筑能耗进行核算的过程中，由于数据获取的局限性，无法将清单细化到每一类建筑的每一种用能终端，而是根据规划的需求，从宏观层面入手，突出主要规划手段和策略的作用。

2北京市建筑能耗现状及发展趋势分析对北京市建筑能耗的现状和发展趋势进行分析，提出规划相关要素对建筑能耗的影响，以及对建筑能耗规划情景进行研究。

2.1北京市建筑能耗现状及变化趋势随着北京市人口增加和城市的发展，建筑能耗总量也呈逐年上升的态势。

采用宏观层面分析方法，利用统计年鉴数据对2006-2012年北京市建筑能耗总量和结构变化趋势进行分析。

（1）建筑能耗总量北京市建筑能耗总量从2006年的2053万吨增加到2012年的2998万吨，年均增长率约为6%，其占全市能耗总量的比例从35%上升到42%。

建筑能耗总量的增加与全市总建筑规模的扩大是密切相关的。

根据对北京市建筑总量的初步估算，其规模从2006年的8.2亿平方米增长到2012年的10.6亿平方米。

2006-2012年的数据分析表明，建筑能耗总量与建筑总面积、人口、三产产值等影响因子呈正相关的关系，见图2。

而建筑规模的增长又与人口规模、人均住宅及公共建筑面积，以及第三产业比重增加直接相关。

图2、建筑能耗总量与总建筑面积、常住人口、三产增加值相关性示意图（2）建筑能耗结构2006-2012年，北京市住宅和公共建筑能耗也都不断增加。

从能耗结构来看，住宅建筑能耗低于公共建筑1，其占比也呈缓慢降低的态势，见图3。

这与近些年住宅供应量的减少，以及第三产业增加值占GDP比重的增加密切相关。

2012年北京市第三产业比重已经达到76.5%，在全国城市中处于领先水平，也带来了商业办公建筑能耗的迅速增长。

图3、2006‐2012年北京市建筑能耗总量及结构分析图（3）建筑能耗强度建筑能耗强度也是能耗总量的重要影响因素，对于北京市来说，人均建筑能耗强度和单位面积强度均呈现逐年增长的态势。

其中单位建筑面积能耗强度从2006年的25 kgce/(m2.a)到2012年的28.3 kgce/(m2.a)，增长了13%，见图4。

这体现了生活质量和建筑用能水平的提高。

即一方面由于人们生活水平的提高，使用更多的电器，追求更高的舒适度而带来用能的增加。

另一方面，更多大规模、高档建筑的建设和使用提高了建筑的用能水平。

图4、北京市人均能耗、人均建筑能耗及单位面积建筑能耗强度变化分析图1 经过微观层面模型的校核，住宅建筑能耗高于公共建筑能耗。

这主要是由于一些住宅能耗被统计在第三产业的法人单位能耗中，很难简单分离出来。

但在宏观层面可以更方便的对于变化趋势进行分析。

2.22009年北京市建筑能耗结构及特征采用上述宏观与微观相结合的方法，对2009年北京市建筑能耗进行详细核算，以便了解各类建筑能耗情况和影响因素。

2.2.1详细核算框架及总体结果与宏观层面核算一致，将北京市建筑能耗划分为住宅和公共建筑能耗两大类。

其中，住宅建筑根据人均建筑面积、生活方式和用能特征，分为城镇成套住宅、城镇非成套住宅、农村住宅三类。

再根据用能终端分为采暖、炊事热水、照明及家电等类别，同一类用能终端还可以根据能源品种的差异进一步细分，详见图5。

图5、北京市住宅建筑能耗核算框架示意图框架中所采用的能耗强度指标值，是以其他实证研究以及文献为基础，再通过宏观层面模型的校验来确定的。

而各类建筑的建筑面积是以北京市住宅现状研究、城中村典型调查等为基础，再结合现状建筑的空间数据分析，综合得出的。

在实证研究的基础上建立详细的建筑能耗核算框架，有助于明确不同功能建筑的能耗差异，以及各类能耗的影响因素。

此外在统一的核算框架内，还可以对不同因子的影响进行评价，便于找到贡献率较大的节能策略。

公共建筑能耗核算框架与住宅类似，也按照按照建筑功能和用能终端进行分类。

主要包括采暖、空调设备等电耗、炊事热水、蒸汽消毒等，其中公共建筑电耗根据建筑功能类别、建筑规模进一步细化。

2009年北京市建筑总能耗为2533万吨标准煤，占全市总能耗的38.6%。

其中住宅建筑能耗为1391万吨标准煤，占总量的55%，公共建筑能耗总量为1142万吨标准煤。

建筑能源消费主要包括电力、天然气、煤炭、热力、液化石油气等。

由于统计年鉴的局限性，建筑能源消费计算中不含生物质能、太阳能、地热能等。

其中电力能耗最高，为1212.4万吨标准煤，其次为天然气、煤炭和热力，这四类能源消费占建筑能耗总量的96%，见图6。

图6、北京市2009年建筑各类能源消费比例分析图2.2.2住宅建筑能耗住宅建筑能耗总量为1391万吨标准煤，其中城镇成套住宅能耗为1045万吨标准煤，占住宅能耗的75%，而农村住宅和城镇非成套住宅能耗分别为283和63万吨标准煤。

这里的城镇成套住宅主要指城镇中集合住宅、公寓等，而非成套住宅主要指按房间租住的城中村、平房等，农村住宅指农村宅基地中原有的农民住宅。

这三类住宅在套型面积、用能方式、人均指标等方面有明显的差异，并且在未来社会发展中仍会长期存在，因此应当分类进行分析，见表1。

表1、北京市2009年各类住宅面积及能耗基本情况统计表城镇成套住宅 城镇非成套住宅 农村住宅总建筑面积（亿平方米） 3.9 0.5 2.2居住人口（万人） 1100 480 280人均住宅面积（平方米/人） 35.8 11 77住宅建筑能耗（万吨标准煤） 1045 63 283单位面积能耗（kgce/(m2.a)） 26.5 11.9 13.2人均能耗（千克标准煤/人） 950 131 1015 （1）城镇成套住宅能耗城镇成套住宅能耗为1045万吨标准煤，占住宅能耗总量的四分之三，其特征表现为人均住宅面积较大，能耗强度较高，并且覆盖了全市60%的常住人口，是住宅能耗的主要类型。