WX【baomafenxiang520】 中国城市科学研究系列报告 中国工程院咨询项目 中国城市科学研究会 主编 中国建筑节能年度发展研究报告 2021 2021 Annual Report on China Building Energy Efficiency (城镇住宅专题) 清华大学建筑节能研究中心 著 WX【baomafenxiang520】 自制资源展示网站 http://124.220.2.54:52384/ WX【baomafenxiang520】 WX【baomafenxiang520】 前 言 2020 年是人类历史上不可忘记的一年。太多太多的大事在这一年发生了，这些事改变 了人类的进程，改变了世界。作为《建筑节能年度发展研究报告》 ，今年的主题是城镇住宅 建筑节能，2020 年发生的多件大事也涉及到这一主题。 第一件大事是与新冠疫情的决战。经过一年的反复，中国人民率先取得了胜利，在全世 界大多数国家还在与新冠进行又一轮的殊死决战时，我国已经连续一个月国内零感染，已经 完全避免了新冠在中国大地上的传播。这是人类几百年来抵制自然界各种病毒传播所做努力 中取得的重大成果，对未来处理解决类似的突发事件和自然灾害都有重要的借鉴作用。实现 这一胜利的诸多因素中很重要的一条是我们的社会制度，是怎样行之有效地把所有居民都组 织好，管理好。通过这种组织管理方式，既可按照疫情变化有效切断一切可能的传播途径， 又能使各种社会活动、经济活动和民生保障能够有条不紊地进行，从而既保障人民的生活的 稳定，又保证生产和各种经济活动的正常进行，还使得文化、科技、教育等各方面社会活动 少受干扰。当西方社会在人员流动管制与恢复社会活动二者之间反复权衡，总也找不到两全 其美的解决方式时，我们却在全面战胜了疫情的同时实现了社会、经济、民生三方面应有的 发展。在这一成功的背后，是与世界上大多数其它国家不同的我国城镇居住模式和组织管理 模式。伴随我国住房的商品化改革，城镇初步形成了以住宅小区为基本单元的居住模式，从 而也初步构成以住宅小区为单元的对居民的组织与管理模式。正是这一组织和管理模式，得 以有效地通过管控人流流动来避免疫情传播；通过自治式有组织的救援，有效保障了各种隔 离区内居民的正常生活。我国城市居住小区的建设模式目前已有超过二十年的历史，这种居 住管理方式已经逐渐成为城镇中的主导模式。居住小区的建设、管理、运行模式在战胜新冠 疫情这种突如其来的社会事件中起到重要作用，也在很大程度上决定城镇居民的“美好生活” 水平。怎样进一步理顺居住小区的管理模式，总结抗疫期间的经验，系统地建立现代化新型 居住小区的管理模式？为此，本书特别邀请了清华大学建筑学院住宅与社区研究所撰写了一 章来分析、讨论和总结这一问题。 习近平主席在 2020 年 9 月 22 日的联合国大会上郑重宣示了中国政府在减缓气候变化 WX【baomafenxiang520】 2 前 言 方面的战略部署：要在 2030 年之前实现碳排放达峰，力争 2060 年实现碳中和。此次会议之 后，习主席又先后在六次国际会议上重申了这一战略目标，党的十九大五中全会和最近的经 济工作会议上也强调了这一战略目标。2030 和 2060 的愿景为我国以能源转型为目的的能源 革命给出了清晰的目标和具体的时间表。这一战略行动不仅仅是能源领域转型，而将对我国 未来四十年的社会、经济、文化发展产生深远影响，建筑部门作为工业、交通和建筑这三大 用能部门之一，与能源消费和碳排放密切相关，能源转型和碳中和也必然会对这个部门的发 展带来巨大影响。如何实现这个部门的碳达峰和碳中和，既是相关政府领导部门面临的必须 要回答的任务，也是相关领域从业者密切关注的大事。为此本报告专门安排了第一章对建筑 部门实现碳中和的目标进行了较深入的研讨，并在此基础上讨论了实施路径和对整个建筑行 业的影响。能源转型就是从以化石能源为基础的碳基能源系统转为以可再生能源为基础的零 碳能源系统。能源结构的变化将导致能源转换、输送和服务方式的变化，也将导致终端用能 方式的彻底变化。对于建筑部门来说，就是要放弃以前一些曾积极推广的模式，如煤改气， 以燃气为主要能源的热电冷三联供，等依赖于化石能源的方法；而加大对在发展零碳能源系 统中重点和关键问题的研究与推广力度，如与建筑光伏应用，建筑蓄能，建筑柔性用电，等。 在零碳能源系统下建筑的功能将从单纯地用能转为用能、产能和蓄能三位一体。这将给未来 建筑的营造、改造、运行、维护等都带来巨大的变化。 2020 年还是十三五计划的完成年。作为十三五重大科研项目，科技部组织的与绿色建 筑和建筑节能相关的系列课题都相继结题。与居住建筑相关的重大科研项目中已顺利结题的 有两个项目：由天津大学主持的居住建筑通风策略研究；由重庆大学主持长江流域居住建筑 冬夏室内热环境营造方式研究。为了反映这些项目的研究成果，本报告专门安排了第五、第 六两章来汇集这些成果。感谢天津大学刘俊杰等和重庆大学李百战等老师的积极支持和热心 撰稿。建筑电气化是实现未来零碳建筑的重大举措，是碳中和这一战略目标对建筑用能提出 的新要求。为此，特别邀请了深圳建筑科学研究院的郝斌副总工程师撰写了建筑电气化一章， 这是在零碳愿景下建筑能源系统将出现的新变化。配合这一变化，国家相继出台了各种建筑 电器的节能评估标准，力图通过这些标准促进相关产品的高效节能、健康发展。为此也邀请 了中国标准化研究院的李鹏程、刘猛等撰写了相关章节对电器能耗标准进行介绍和评论。这 本节能发展研究报告是在全国同行们积极支持和协助下完成，感谢这些作者对本书的大力支 持。 本书作为住宅节能专论，是在由燕达、胡姗老师和杨子艺、张洋等研究生组成的住宅专 辑编写小组负责组织、编辑完成。他们完成了前三章的主要内容，并负责后面各章节的组稿、 WX【baomafenxiang520】 编辑、校对等大量工作。疫情管控对工作带来很大不便，但他们积极克服了一个个困难，较 好地按时完成了整书任务。 两会期间国家颁布了十四五发展规划，建筑节能与低碳发展将是十四五期间的重要任务。 配合这一任务，本书将持续编写、出版。感谢广大读者对本书的多年持续支持，让我们共同 努力，使这本书为全面实现建筑部门的碳中和的伟大目标发挥其应有的作用。 江 亿 2021 年 3 月于清华荷清苑 WX【baomafenxiang520】 目 录 第1篇 中国建筑能耗与温室气体排放现状分析 第1章 建筑部门实现碳中和的路径 1.1 建筑运行过程中的直接碳排放 1.2 使用电力、热力导致的间接碳排放 1.3 建筑的建造和维修耗材的生产和运输导致的碳排放 1.4 解决非二氧化碳类温室气体排放问题 1.5 生态文明的发展理念是实现碳中和的基础 1.6 通向零碳的路径 1.7 总结 第2章 中国建筑能耗与温室气体排放 2.1 中国建筑领域基本现状 2.2 全球建筑领域能源消耗与温室气体排放 2.3 中国建筑领域能源消耗 2.4 建筑领域温室气体排放 第2篇 城镇住宅建筑节能专题 第3章 城镇住宅建筑用能状况 3.1 城镇住宅建筑 3.2 北方居住建筑围护结构改造 3.3 城镇住宅建筑用气 WX【baomafenxiang520】 目 3.4 城镇住宅建筑用电 3.5 城镇住宅多联机的讨论 3.6 城镇住宅能效标准与政策 录 第4章 新时期城镇社区治理现代化与住区节能优化 4.1 城镇住区与社区建设的演变与现状 4.2 当前城镇老旧小区改造与绿色健康住区建设中节能典型问题分析 4.3 社区治理现代化过程中的低碳节能策略建议 第5章 第五章长江中下游居住建筑室内热环境营造模式 5.1 长江中下游居住建筑人员热舒适需求及用能行为特征 5.2 长江流域气候特征和居住建筑供暖空调整体技术方案 5.3 高效供暖供冷设备和舒适末端 5.4 长江流域住宅示范建筑实测案例 第6章 居住建筑通风换气方式 6.1 我国居民住宅通风的现状和问题 6.2 自然通风的使用状况分析 6.3 机械新风的使用状况分析 6.4 我国未来如何发展住宅通风 6.5 住宅内预防传染病传播措施 第7章 住宅建筑的用电模式畅想 7.1 住宅建筑用能电气化 7.2 建筑外表面资源化光伏利用 7.3 社区充电桩全面普及 7.4 住宅用电直流化 7.5 住宅节能两个问题的探讨 5 WX【baomafenxiang520】 第1篇 中国建筑能耗与温室气体 排放现状分析 WX【baomafenxiang520】 第1章 建筑部门实现碳中和的路径 力争在 2030 年之前实现碳达峰，2060 年实现碳中和，这是中央对我国低碳发展给出的 明确目标和时间表。低碳发展不仅仅是能源领域的任务，还要涉及各行业、各部门的各项工 作，将对我国今后四十年的社会经济发展带来巨大和深远的影响。建筑部门是能源消费的三 大领域（工业、交通、建筑）之一，也是造成直接和间接碳排放的主要责任领域之一。大力 减少建筑部门相关过程中的碳排放，将极大地改变建筑建造、运行、维护维修各个环节的理 念和方法，使整个行业产生革命性变化。 碳达峰年份是指在这一年之后的碳排放将逐年下降。碳排放总量是单位 GDP 的碳排放 量与 GDP 的乘积，随着我国社会经济发展，GDP 总量一定会持续增长，而随着节能减排的 不断深入，单位 GDP 对应的碳排放量也应该不断下降。当 GDP 的增长速度高于单位 GDP 碳排放量的下降速度时，碳排放总量就出现增长，而单位 GDP 的碳排放量下降率高于 GDP 增长速度时，碳排放总量就会下降。单位 GDP 碳排放下降速度与 GDP 增长速度相平衡时， 就应该是碳达峰的时间。因此碳达峰年份表明了发展模式的转变，由追求 GDP 增长总量的 高速发展模式转为更追求发展质量、追求节能减碳的高质量发展模式。我国目前 GDP 年增 长率已降低到 6%左右，未来很难再出现超过 10%的高速增长。而单位 GDP 能耗则持续下 降，从 2014 年以来每年下降 5%~7%（见图 1） 。随着能源革命的不断深入，零碳能源（核 电、风电、水电、光电）在能源总量中的占比不断提高，而单位 GDP 碳排放量等于单位 GDP 能耗与单位能耗的碳排放量的乘积，由此就得到 碳达峰指标： 碳达峰指标=GDP 增速×单位 GDP 能耗的降低×单位能耗碳排放量的降低 碳达峰指标大于 0，则碳排放总量持续增长；碳排放指标等于 0，则碳排放达峰；而当 碳排放指标小于 0， 则碳排放总量将持续下降。 图 1-1 中给出我国自 2010 年以来每年 GDP， 单位 GD