沙岭新村被动房农宅一次能源消耗分析

1 前言

北京市沙岭新村被动房农宅示范项目位于北京市昌平区，共18 栋36 户，每户面积为200m²，一栋2 户，每栋被动房处理面积为400m²，农户大多于2017 年10月底和11 月初入住，入住后对农户室内环境和能耗进行了记录和分析。

被动房在显著提高室内环境舒适性的同时，可大幅度减少建筑使用能耗，最大限度地降低主动机械采暖和制冷系统的依赖，实际的建筑能耗可用一次能源消耗表征。一次能源是在自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，又称天然能源，如原煤、石油、天然气等，当建筑用能换算成一次能源时，需要考虑该种能源在开采、运输和加工转换过程中的能源损失。一次能源系数是将某种能源换算成一次能源时，考虑能源在开采、运输和加工转换过程中造成能源消耗的系数。房屋的总一次能源消耗包括采暖、制冷、通风、生活热水、照明和家用电器一次能源消耗。

2 实际测试能耗和总一次能源消耗分析

沙岭新村被动房农宅入住后采集了2018 年3 月20日及2019 年3 月21 日实际用电度数和燃气立方数，得出年用电总数和年用电燃气总数，从而计算得出各住户的单位面积年总一次能源消耗量，计算公式（1）如下，除标红一户室外施工时使用该户的电以外，其他各户均符合被动房总一次能源消耗小于等于120 kWh/(m²·a)的指标要求，总一次能源消耗值一般在70-80 kWh（/ m²·a）左右，符合河北省工程建设标准DB13（J）T177-2015《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》要求，详细见表1。

单位面积年总一次能源消耗= 年用电总数× 电一次能源系数/ 建筑面积＋年用燃气立方数× 每立方燃气热值× 燃气一次能源系数/ 建筑面积 （式1）

其中电一次能源系数为3，燃气一次能源系数为1.1，每立方燃气热值为10.81 kWh/m³，建筑面积为200m²。

3 采暖一次能源消耗分析

冬天实际记录室内环境温度一般在20℃～ 25℃，湿度在30%-60% 之间，表2 记录了2018 年8 月25 日电表度数和燃气表立方数，减去表1 中2018 年3 月20日记录的电表度数和燃气表立方数，计算得出2018 年3 月20 日至2018 年8 月25 日期间非采暖期平均每天用电度数和每天燃气度数，根据式2，从而计算得出一年炊事和洗澡热水非采暖用燃气数。表2 给出了每天电费和每天燃气费，其中1 度电价格为0.48 元/kWh，1m³ 燃气价格为2.28 元/m³。一年炊事和洗澡热水非采暖用燃气数= 非采暖期每天用燃气数×365 天 （式2）

表3 记录了2019 年6 月25 日电表度数和燃气表立方数，减去表中2019 年3 月21 日记录的电表度数和燃气表立方数，计算得出2019 年3 月21 日至2019 年6 月25 日期间非采暖期每天用电度数和每天燃气度数，根据以式3，从而计算得出一年炊事和洗澡热水非采暖用燃气数。

一年炊事和洗澡热水非采暖用燃气数= 非采暖期每天用燃气数×365 天 （式3）

由表2 和表3 中一年炊事和洗澡热水非采暖用燃气数，表4 中根据式4，得出年采暖用燃气数，其中燃气价格为2.28 元/m³，所以计算得出该建筑面积为200m²被动房农宅项目年采暖用燃气费用。

年采暖用燃气数= 年用燃气总数—年炊事和洗澡热水非采暖用燃气数 （式4）

表4 计算得出了各户采暖一次能源能耗值，根据式5，计算得出采暖一次能源消耗。

采暖用一次能耗= 采暖年用燃气数× 每立方米燃气热值× 燃气一次能源系数/ 建筑面积（式5）

其中燃气一次能源系数为1.1，每立方燃气热值为10.81 kWh/m³，建筑面积为200m²。

表4 给出了年采暖用燃气费用， 一般在700 ～ 1400 元左右。

表1 年用电总数和年用燃气总数及总一次能源消耗表（2018 年3 月20 日--2019 年3 月21 日）

表2 非采暖期电表数和燃气数及一年炊事和洗澡热水非采暖用燃气数表（2018 年3 月20 日-2018 年8 月25 日）

表3 非采暖期电表数和燃气数及一年炊事和洗澡热水非采暖用燃气数（2019 年3 月21 日--2019 年6 月25 日）

表4 采暖一次能源消耗计算表

表5 实际一次能耗消耗与《暂行办法》指标要求对比分析

4 采暖、制冷、通风一次能源消耗分析

计算通风一次能源消耗，计算按新风常年开启状态，通过以下式6 计算得出通风一次能源消耗为22.7 kWh/（m²·a）。

通风一次能源消耗= 新风机功率×24 小时×365 天× 电一次能源系数/ 建筑面积

（式6）

其中新风机功率173W，电一次能源系数为1.1，建筑面积为200m²。

采集数据期间被采访住户夏季基本不用空调，室内温度最高在29℃，制冷一次能源消耗记为零。由表5得出农户入住后实际一次能耗消耗符合《北京市超低能耗建筑示范工程项目及奖励资金管理暂行办法》采暖、制冷及通风一次能源消耗指标要求。

5 总结

北京市沙岭新村被动房农宅示范项目入住后对农户室内环境和能耗进行了记录和分析，经对一次能源消耗分析，各户单位面积年总一次能源消耗小于等于120kWh（/ m²·a），总一次能源消耗值一般在70-80 kWh（/ m²·a）左右，符合河北省工程建设标准DB13（J）T177-2015《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》要求，并且符合《北京市超低能耗建筑示范工程项目及奖励资金管理暂行办法》采暖、制冷、通风一次能源消耗小于等于60 kWh/（m²·a）要求。