黃志鋒 陳淑琴 王鵬蘇劉先鋒 孫 智 楊仕超 黃宇蕊 吳培浩 章文杰

（1.廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司 廣州 510599；2.浙江大學(xué) 杭州 310058；3.中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 北京 100044；4.重慶科技學(xué)院建筑工程學(xué)院 重慶 401331；5.住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所 北京 100835；6.南京理工大學(xué) 南京 210094）

0 引言

氣候變化是當(dāng)今人類(lèi)面臨的重大挑戰(zhàn)，應(yīng)對(duì)氣候變化已經(jīng)成為全球共識(shí)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)積極參與全球治理。為應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)，我國(guó)提出“2030年前碳達(dá)峰，2060 年前碳中和”的目標(biāo)。我國(guó)民用建筑領(lǐng)域的能源消費(fèi)與碳排放是全社會(huì)能源消費(fèi)與碳排放的重要組成部分，其碳達(dá)峰的時(shí)間點(diǎn)及峰值直接影響其實(shí)現(xiàn)碳中和的可用時(shí)間和需完成的節(jié)能減排體量，因此，如何在綜合考慮不同氣候區(qū)民用建筑的用能現(xiàn)狀、用能需求、節(jié)能潛力等復(fù)雜背景下，提煉節(jié)能減排重點(diǎn)，預(yù)測(cè)中長(zhǎng)期民用建筑用能強(qiáng)度，提出相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)，合理引導(dǎo)未來(lái)民用建筑能耗需求，是當(dāng)前亟須解決的問(wèn)題。

鑒于此，本文從公共建筑、城鎮(zhèn)住宅、農(nóng)村住宅和北方采暖這四個(gè)領(lǐng)域分析了我國(guó)民用建筑當(dāng)前用能現(xiàn)狀和特點(diǎn)，找出各領(lǐng)域的重點(diǎn)節(jié)能方向；在此基礎(chǔ)上，設(shè)定了未來(lái)用能情景，建立了我國(guó)民用建筑用能強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，進(jìn)行了我國(guó)民用建筑用能強(qiáng)度預(yù)測(cè)，并探討了節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)。

1 民用建筑節(jié)能重點(diǎn)

我國(guó)民用建筑當(dāng)前能耗現(xiàn)狀及節(jié)能方向分析是制定未來(lái)節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)和用能強(qiáng)度限值的基礎(chǔ)。本小節(jié)從公共建筑、城鎮(zhèn)住宅、農(nóng)村住宅及北方采暖四個(gè)領(lǐng)域，分別從我國(guó)民用建筑用能現(xiàn)狀和特點(diǎn)、重點(diǎn)節(jié)能方向兩個(gè)方面來(lái)分析我國(guó)民用建筑節(jié)能重點(diǎn)。

1.1 用能現(xiàn)狀和特點(diǎn)

根據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心[1]建立的中國(guó)建筑能耗模型（China Building Energy Model，簡(jiǎn)稱(chēng)CBEM）的研究結(jié)果，2001 年至2019 年間，我國(guó)建筑能耗總量及其中電力消耗量均大幅增長(zhǎng)，其中公共建筑、城鎮(zhèn)住宅、農(nóng)村住宅及北方采暖四個(gè)用能分項(xiàng)分別占建筑總能耗的34%、24%、22%及20%。各分項(xiàng)的總量和強(qiáng)度變化如圖1 所示。從各類(lèi)能耗總量上看，除農(nóng)村用生物質(zhì)能持續(xù)降低外，各類(lèi)建筑的用能總量都有明顯增長(zhǎng)。

圖1 建筑用能各分項(xiàng)總量和強(qiáng)度逐年變化（2001 年～2019 年）[1]Fig.1 Year-by-year changes in the total amount and intensity of each sub-component of building energy use(2001～2019)[1]

中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)[2]發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2018 年公共建筑用能強(qiáng)度約為29.7kgce/m2，城鎮(zhèn)住宅用能強(qiáng)度約為12.5kgce/m2，農(nóng)村住宅用能強(qiáng)度約為10.0kgce/m2。進(jìn)一步分析各類(lèi)建筑能耗強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)以下特點(diǎn)：我國(guó)公共建筑能耗總量近年來(lái)增幅顯著，連續(xù)多年保持較高的增長(zhǎng)率。因各類(lèi)公共建筑服務(wù)需求的提升及智能控制水平的落后，終端用能需求（如空調(diào)、設(shè)備、照明等）的增長(zhǎng)，公共建筑的能耗已經(jīng)成為中國(guó)建筑能耗中比例最大的一部分。尤其是新建的一些大體量并應(yīng)用大規(guī)模集中系統(tǒng)的建筑，能耗強(qiáng)度遠(yuǎn)超過(guò)平均能耗水平，節(jié)能潛力較大。

隨著城鎮(zhèn)居民生活水平的提高，生活熱水、空調(diào)、家電等用能需求增加，城鎮(zhèn)住宅戶(hù)均能耗強(qiáng)度增長(zhǎng)，且即使在相同氣候條件、家庭人口及建筑面積的情況下，不同城鎮(zhèn)家庭能耗差異較大。

農(nóng)村住宅當(dāng)前的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量差，服務(wù)水平低，因其較大的體型系數(shù)和較低的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，存在住宅能耗強(qiáng)度較大、節(jié)能潛力巨大的特點(diǎn)。隨著農(nóng)村電力普及率的提高、農(nóng)村收入水平的提高，以及農(nóng)村家電數(shù)量和使用的增加，農(nóng)村戶(hù)均電耗呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)[1]。隨著北方地區(qū)“煤改電”工作的開(kāi)展和推進(jìn)，北方地區(qū)冬季采暖用電量和用電尖峰也出現(xiàn)了顯著增長(zhǎng)[1]。

北方采暖能耗強(qiáng)度較大，近年來(lái)持續(xù)下降，顯示了節(jié)能工作的成效[1]。北方采暖的一次能耗總量呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，能耗強(qiáng)度相對(duì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)的特點(diǎn)。

1.2 重點(diǎn)節(jié)能方向分析

根據(jù)當(dāng)前已有的民用建筑能耗現(xiàn)狀及節(jié)能措施的文獻(xiàn)調(diào)研，結(jié)合課題組對(duì)公共建筑、城鎮(zhèn)住宅、農(nóng)村住宅、以及北方采暖的模擬研究，分析我國(guó)民用建筑的重點(diǎn)節(jié)能方向和技術(shù)措施發(fā)現(xiàn)：從建筑節(jié)能整體效果來(lái)看，提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能有助于建筑節(jié)能，但南北方的節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)差異較大，隨著人們生活水平的提升，夏熱冬冷地區(qū)冬季的采暖需求也日漸增大。建筑墻體性能改善、屋頂性能改善、外窗性能改善等建筑單項(xiàng)節(jié)能技術(shù)在不同氣候區(qū)的節(jié)能潛力不同，從各氣候區(qū)的效果來(lái)看，嚴(yán)寒地區(qū)＞寒冷地區(qū)＞夏熱冬冷地區(qū)＞夏熱冬暖地區(qū)。

公共建筑可從圍護(hù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)提升、用能設(shè)備能效提升、環(huán)境質(zhì)量品質(zhì)營(yíng)造、人們生活需求方面采取措施進(jìn)行節(jié)能，具體可包括如合理的建筑體型設(shè)計(jì)、提升圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料保溫性能、采用可再生能源系統(tǒng)及設(shè)備、推進(jìn)設(shè)備能效標(biāo)識(shí)制度、采用智能化控制系統(tǒng)等。

城鎮(zhèn)住宅的節(jié)能方向主要為圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能改善、用能設(shè)備性能提升和可再生能源利用，如推動(dòng)既有建筑節(jié)能改造、推進(jìn)設(shè)備能效標(biāo)識(shí)制度、大力發(fā)展可再生能源等政策以及提升建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能和提升設(shè)備能效等技術(shù)措施。

農(nóng)村住宅用能需要從改善農(nóng)村住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能、推進(jìn)農(nóng)村清潔取暖和發(fā)展農(nóng)村可再生能源利用等三個(gè)方面重點(diǎn)開(kāi)展相關(guān)工作，如全面提升農(nóng)村住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、推廣和普及光伏屋頂、推進(jìn)生物質(zhì)利用“一村一廠(chǎng)”發(fā)展模式和用能設(shè)備高效化、低碳化發(fā)展。

北方采暖的節(jié)能方向主要為圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能改善、清潔供暖模式的利用和用能設(shè)備性能提升，如加大建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能提升力度、提升建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能、探索及推進(jìn)因地制宜的清潔供暖模式、開(kāi)展智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)、探索供熱、售熱分離機(jī)制模式、提高熱電聯(lián)產(chǎn)和工業(yè)余熱利用效率等政策及技術(shù)方面的措施。

2 民用建筑長(zhǎng)期用能強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法

運(yùn)用情景假設(shè)、數(shù)值模擬等方法，本小節(jié)從未來(lái)發(fā)展情景設(shè)定、新建建筑面積及既有建筑改造面積預(yù)測(cè)設(shè)定、既有建筑面積計(jì)算、新建建筑能耗強(qiáng)度計(jì)算及綜合能耗強(qiáng)度計(jì)算五個(gè)方面闡述我國(guó)中長(zhǎng)期民用建筑的未來(lái)用能強(qiáng)度的預(yù)測(cè)方法。

2.1 未來(lái)發(fā)展情景設(shè)定

（1）公共建筑

公共建筑未來(lái)發(fā)展情景設(shè)定為既有建筑改造速度快，新建建筑執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備能效較大提升。圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)定方面，未來(lái)所有新建建筑執(zhí)行《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 51350-2019[3]。圍護(hù)結(jié)構(gòu)變化節(jié)能率的基準(zhǔn)按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189-2015[4]設(shè)定并計(jì)算采暖空調(diào)能耗值，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步模擬使用不同性能?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)下公共建筑能耗強(qiáng)度，與基準(zhǔn)值比較得出節(jié)能率。再用節(jié)能率乘以2005 年后的既有公建能耗強(qiáng)度即可得到相應(yīng)的能耗強(qiáng)度。空調(diào)能效變化方面，綜合考慮美國(guó)暖通空調(diào)工程師協(xié)會(huì)（American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers，ASHRAE）制定的ASHRAE Standard 90.1[5]和《冷水機(jī)組能效限定值及能效等級(jí)》GB 19577-2015[6]兩本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空調(diào)能效的3 級(jí)要求，并根據(jù)不同氣候區(qū)空調(diào)系統(tǒng)能耗占建筑總能耗的比例，計(jì)算其節(jié)能比例。由2020 年的既有建筑能耗乘以空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能比例分別求出2025、2035 和2050 年的新建建筑能耗強(qiáng)度。

（2）城鎮(zhèn)住宅

城鎮(zhèn)住宅的未來(lái)發(fā)展情景下，新建建筑執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備能效較大提升，2060 年設(shè)備能效達(dá)到或超過(guò)當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)水平。根據(jù)下述方法進(jìn)行情景設(shè)定，利用design builder 軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，獲得各個(gè)氣候區(qū)劃下典型住宅的用能強(qiáng)度。圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)定方面，根據(jù)《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 51350-2019[3]，結(jié)合各氣候區(qū)實(shí)際情況，設(shè)定各氣候區(qū)城鎮(zhèn)住戶(hù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)。用能設(shè)備能效設(shè)定方面，綜合考慮中國(guó)城鎮(zhèn)住戶(hù)家用設(shè)備能效當(dāng)前平均能效水平及當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平按照能效水平線(xiàn)性增長(zhǎng)趨勢(shì)合理設(shè)定。同時(shí)，為考慮室內(nèi)舒適度，用能行為的設(shè)定按照人員在室時(shí)間開(kāi)啟空調(diào)，即工作日客廳空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間為7時(shí)-8時(shí)和18時(shí)-21時(shí)，工作日臥室空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間為22 時(shí)-6 時(shí)，周末客廳空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間為9 時(shí)-21 時(shí)，周末臥室空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間為22 時(shí)-8 時(shí)，滿(mǎn)足住戶(hù)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的舒適性要求。2025 年前空調(diào)的設(shè)定溫度參照各氣候區(qū)現(xiàn)行居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)要求，夏季設(shè)定為26℃，冬季設(shè)定為18℃；2025 年及之后空調(diào)的設(shè)定溫度參照《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 51350-2019[3]中的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)要求，夏季設(shè)定為26℃，冬季設(shè)定為20℃。

（3）農(nóng)村住宅

農(nóng)村住宅采暖和空調(diào)能耗與其圍護(hù)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，為了準(zhǔn)確獲取農(nóng)村住宅的采暖和空調(diào)能耗指標(biāo)，利用dest-h 建立能耗模型，分別選取5 個(gè)不同氣候區(qū)的多個(gè)典型城市進(jìn)行模擬分析，獲得不同氣候區(qū)的采暖和空調(diào)能耗指標(biāo)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)定方面，依據(jù)《超低能耗農(nóng)宅技術(shù)規(guī)程》T/CECS 739-2020[7]對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能的要求，對(duì)不同氣候區(qū)新建農(nóng)村住宅設(shè)置不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)；室內(nèi)環(huán)境溫度方面，夏季空調(diào)設(shè)定溫度為26℃，冬季考慮到農(nóng)村生產(chǎn)生活空間重疊的影響，頻繁出入房間導(dǎo)致農(nóng)村居民的低溫耐受性較強(qiáng)，相較于城鎮(zhèn)住宅，農(nóng)村住宅的冬季室內(nèi)計(jì)算溫度相對(duì)更低，因此冬季設(shè)定為16℃?？紤]到目前農(nóng)村住宅部分時(shí)間部分空間的用能模式，農(nóng)村住宅用能行為按照如下參數(shù)設(shè)置：臥室周一到周五開(kāi)啟時(shí)間為晚上22 點(diǎn)到早上6 點(diǎn)，周末全天開(kāi)啟，而客廳周一到周五開(kāi)啟時(shí)間為晚上18 點(diǎn)到23 點(diǎn)，周末開(kāi)啟時(shí)間為早上8 點(diǎn)到晚上23點(diǎn)。炊事能耗呈現(xiàn)出氣候差異，其中北方按照280kgce/戶(hù)，南方按照230kgce/戶(hù)考慮，熱水能耗按照50kgce/人考慮。

（4）北方采暖

在未來(lái)發(fā)展情景下，預(yù)設(shè)原有采暖建筑面積執(zhí)行舊節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189-2015[4]，改造建筑面積及新建面積執(zhí)行《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 51350-2019[3]。根據(jù)《民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51161-2016[8]我國(guó)建筑的設(shè)計(jì)需熱量，假設(shè)設(shè)計(jì)需熱量比實(shí)際需熱量大25%，考慮管網(wǎng)損耗率，從系統(tǒng)的角度考慮供暖全過(guò)程的能耗。

2.2 新建建筑面積及既有建筑改造面積預(yù)測(cè)設(shè)定

（1）公共建筑

公共建筑節(jié)能改造是解決存量公共建筑節(jié)能的重要措施。“十三五”期間，國(guó)家繼續(xù)推進(jìn)公共建筑節(jié)能改造工作，計(jì)劃公共建筑節(jié)能改造目標(biāo)為1 億平方米。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研、統(tǒng)計(jì)報(bào)表與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到各省市公共建筑原面積的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并推算各氣候區(qū)未來(lái)各典型年份公共建筑改造面積，如表1所示。為達(dá)到2030 年碳達(dá)峰以及2060 年碳中和目標(biāo)，設(shè)定到2060 年，既有建筑改造率100%。

表1 各典型年份新建建筑及既有建筑改造面積（億m2）Table 1 Area of new buildings and renovation of existing buildings by typical years(billion m2)

續(xù)表1 各典型年份新建建筑及既有建筑改造面積（億m2）

（2）城鎮(zhèn)住宅

將2020 年及之前建造的建筑作為需要改造的既有建筑，根據(jù)國(guó)家“十二五”和“十三五”各氣候區(qū)節(jié)能改造相關(guān)成果數(shù)據(jù)推算各氣候區(qū)典型年份新建建筑面積及既有建筑改造面積，如表2 所示。其中考慮到嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)既有建筑改造體系已成熟，設(shè)定嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)到2053 年應(yīng)完成全部既有建筑改造，各年份改造面積相同，即上述地區(qū)每年分別完成5547 萬(wàn)m2和16730 萬(wàn)m2面積的改造。

表2 各典型年份新建建筑及既有建筑改造面積（億m2）Table 2 Area of new buildings and renovation of existing buildings by typical years(billion m2)

（3）農(nóng)村住宅

圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫是降低農(nóng)村住宅保圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、提升保溫性能、改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境的重要措施。為實(shí)現(xiàn)2030 年建筑碳排放總量達(dá)峰目標(biāo)，可從以下兩方面推進(jìn)高性能農(nóng)村住建設(shè)。推進(jìn)超低能耗農(nóng)村住宅建設(shè)。新建建筑形式以超低能耗農(nóng)村住宅為主，占比達(dá)到70%；節(jié)能農(nóng)村住宅為輔，占比達(dá)到30%。實(shí)施既有農(nóng)村住宅節(jié)能改造。通過(guò)政策引導(dǎo)實(shí)施農(nóng)村住宅節(jié)能改造，改造規(guī)模逐年增加，到2060 年改造率提升至1%。新建農(nóng)村住宅規(guī)模及既有農(nóng)村住宅改造規(guī)模如表3 所示。

表3 各典型年份新建建筑及既有建筑改造面積（億m2）Table 3 Area of new buildings and renovation of existing buildings by typical years(billion m2)

續(xù)表3 各典型年份新建建筑及既有建筑改造面積（億m2）

（4）北方采暖

由2004～2019 年中國(guó)實(shí)際集中供熱面積，進(jìn)行線(xiàn)性擬合，并參考在2011 年～2019 年間采暖改造、新增采暖、以及原有采暖每年的實(shí)際面積及占比，根據(jù)“十二五”、“十三五”、“十四五”集中供暖建筑改造面積統(tǒng)計(jì)或計(jì)劃的改造面積數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)出2025～2060 年未來(lái)我國(guó)北方城鎮(zhèn)地區(qū)采暖面積值，具體數(shù)值如表4 所示。

表4 各典型年份北方城鎮(zhèn)地區(qū)供暖面積預(yù)測(cè)值（億m2）Table 4 Projected heating area in northern urban areas by typical year(billion m2)

2.3 既有建筑面積計(jì)算

既有建筑面積按式（1）進(jìn)行計(jì)算。

其中，EiB,t為i地區(qū)t年（2020 年后）既有建筑面積，m2；EiB,2020為i地區(qū)2020 年建筑面積，m2；CRiB,t為i地區(qū)t年（2020 年后）累計(jì)改造面積，m2。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，2020 年公共建筑面積為151.8 億m2，城鎮(zhèn)住宅面積為276.4 億m2，農(nóng)村住宅面積為253m2，北方采暖面積為89 億m2。

2.4 新建建筑能耗強(qiáng)度計(jì)算

計(jì)算新建建筑能耗強(qiáng)度時(shí)，轉(zhuǎn)化為一次能源，如式（2）所示：

其中，Ne為新建建筑能耗強(qiáng)度，kgce/m2；e為總用電量，kWh；g為總用氣量，m3；A為建筑面積，m2。

2.5 綜合能耗強(qiáng)度計(jì)算

根據(jù)式（3）計(jì)算得到綜合能耗強(qiáng)度：

其中，ei,t為i地區(qū)t年綜合能耗強(qiáng)度，kgce/m2；CNiB,t為i地區(qū)t年累計(jì)新增建筑面積，m2；為i地區(qū)t年新增建筑能耗強(qiáng)度，kgce/m2；EiB,t為i地區(qū)t年既有建筑面積，m2；為i地區(qū)t年既有能耗強(qiáng)度，kgce/m2；為i地區(qū)t年累計(jì)改造建筑面積，m2；為i地區(qū)t年改造建筑能耗強(qiáng)度，kgce/m2；為i地區(qū)t年總建筑面積，m2。

3 中長(zhǎng)期民用建筑用能強(qiáng)度預(yù)測(cè)結(jié)果

運(yùn)用中長(zhǎng)期民用建筑用能強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，本小節(jié)從新建建筑用能強(qiáng)度預(yù)測(cè)及綜合建筑能耗預(yù)測(cè)兩方面來(lái)分析我國(guó)中長(zhǎng)期民用建筑的未來(lái)用能強(qiáng)度預(yù)測(cè)結(jié)果。

3.1 新建建筑用能強(qiáng)度預(yù)測(cè)

依據(jù)未來(lái)情景對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和設(shè)備能效等方面的設(shè)定，分別對(duì)公共建筑、城鎮(zhèn)住宅農(nóng)村住宅進(jìn)行新建建筑用能強(qiáng)度模擬，并分析預(yù)測(cè)結(jié)果。

（1）公共建筑

圖2 為在不同氣候區(qū)的新建公共建筑2025～2060 年的新建能耗強(qiáng)度。預(yù)測(cè)得到的全國(guó)新建公共建筑能耗強(qiáng)度2025 年為29.5kgce/m2·a，2060 年下降到21.8kgce/m2·a。同一時(shí)段內(nèi)，夏熱冬冷地區(qū)能耗強(qiáng)度較其他地區(qū)高，溫和地區(qū)能耗強(qiáng)度最低，這是因?yàn)樵摰貐^(qū)建筑制冷和采暖負(fù)荷較大，能耗較高，溫和地區(qū)反之。

圖2 新建公共建筑能耗強(qiáng)度預(yù)測(cè)（單位：kgce/m2·a）Fig.2 Predicted energy consumption intensity of new public buildings(unit:kgce/m2·a)

（2）城鎮(zhèn)住宅

不同氣候區(qū)的新建城鎮(zhèn)住宅能耗強(qiáng)度預(yù)測(cè)如圖3 所示。預(yù)測(cè)得到的全國(guó)新建城鎮(zhèn)住宅能耗強(qiáng)度2025 年 為 11.65kgce/m2·a ，2060 年 下 降 到9.33kgce/m2·a。五個(gè)氣候區(qū)新建城鎮(zhèn)住宅（除北方采暖）從2025 年到2060 年的能耗強(qiáng)度變化呈下降的總趨勢(shì)。從能耗量來(lái)看，因氣候及用能行為差異，寒冷地區(qū)新建城鎮(zhèn)住宅的預(yù)測(cè)能耗強(qiáng)度最高，緊接著是夏熱冬冷地區(qū)，其次是夏熱冬暖地區(qū)與溫和地區(qū)，最低的是嚴(yán)寒地區(qū)。

（3）農(nóng)村住宅

綜合考慮采暖、空調(diào)、熱水、炊事和電力指標(biāo)，新建農(nóng)村住宅能耗強(qiáng)度結(jié)果如圖4 所示。預(yù)測(cè)得到的全國(guó)新建農(nóng)村住宅能耗強(qiáng)度2025 年為11.06kgce/m2·a，2060 年下降到的10.61kgce/m2·a。對(duì)于不同氣候區(qū)而言，新建農(nóng)村住宅能耗存在較大差異，其中北方地區(qū)因?yàn)椴膳芎妮^大導(dǎo)致新建農(nóng)村住宅整體能耗明顯高于其它地區(qū)；對(duì)于同一氣候區(qū)而言，隨著農(nóng)村消費(fèi)水平提升以及電器設(shè)備保有量逐漸增加，新建農(nóng)村住宅能耗呈現(xiàn)逐年緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

圖4 新建農(nóng)村住宅能耗強(qiáng)度（單位：kgce/m2·a）Fig.4 Energy intensity of new rural houses(unit:kgce/m2·a)

3.2 民用建筑綜合建筑能耗預(yù)測(cè)

結(jié)合既有建筑能耗強(qiáng)度、新建建筑能耗強(qiáng)度和未來(lái)新建及改造建筑面積的設(shè)定，對(duì)公共建筑、城鎮(zhèn)住宅、農(nóng)村住宅以及北方采暖的綜合建筑能耗預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。

（1）公共建筑

隨著技術(shù)水平的提升，改造工作不斷加強(qiáng)，新建建筑能耗不斷降低，導(dǎo)致公共建筑綜合能耗強(qiáng)度不斷降低。各氣候區(qū)公共建筑綜合能耗強(qiáng)度預(yù)測(cè)值如圖5 所示，總體呈逐年下降趨勢(shì)。全國(guó)公共建筑綜合能耗強(qiáng)度預(yù)測(cè)值到2060 年達(dá)到最低值，為23.72kgce/m2·a。

圖5 各氣候區(qū)公共建筑綜合能耗強(qiáng)度預(yù)測(cè)（kgce/m2·a）Fig.5 Predicted comprehensive energy consumption intensity of public buildings by climate zone(kgce/m2·a)

（2）城鎮(zhèn)住宅

根據(jù)公式計(jì)算得到各氣候區(qū)城鎮(zhèn)住宅綜合能耗強(qiáng)度預(yù)測(cè)值如圖6 所示。全國(guó)綜合能耗預(yù)測(cè)值從2025 年 的12.81kgce/m2·a 下 降 到 2060 年 的9.39kgce/m2·a。各氣候區(qū)城鎮(zhèn)住宅綜合能耗強(qiáng)度預(yù)測(cè)值從2025 年到2060 年變化均呈下降的總趨勢(shì)，其中夏熱冬冷地區(qū)下降速度最快。

圖6 各氣候區(qū)城鎮(zhèn)住宅綜合能耗強(qiáng)度預(yù)測(cè)（kgce/m2·a）Fig.6 Predicted comprehensive energy consumption intensity of urban housing by climate zone(kgce/m2·a)

（3）農(nóng)村住宅

根據(jù)農(nóng)村既有農(nóng)村住宅、改造節(jié)能農(nóng)村住宅和新建超低能耗建筑建設(shè)規(guī)模，結(jié)合各類(lèi)建筑能耗強(qiáng)度指標(biāo)，測(cè)算我國(guó)農(nóng)村住宅能耗強(qiáng)度指標(biāo)如圖7 所示。2021 年至2060 年期間，超低能耗農(nóng)村住宅相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、引導(dǎo)政策逐步完善，建設(shè)速度相對(duì)穩(wěn)定，農(nóng)村住宅能耗強(qiáng)度逐步下降。全國(guó)綜合能耗預(yù)測(cè)值從2025 年 的13.16kgce/m2·a 下 降 到2060 年 的12.59kgce/m2·a。

圖7 各氣候區(qū)農(nóng)村住宅綜合能耗強(qiáng)度預(yù)測(cè)（kgce/m2·a）Fig.7 Predicted integrated energy consumption intensity of rural houses by climate zones(kgce/m2·a)

（4）北方采暖

我國(guó)北方地區(qū)集中供暖面積迅速增加，但隨著未來(lái)新供暖效率的提高，清潔能源利用率的增加，預(yù)測(cè)能耗強(qiáng)度不斷降低（見(jiàn)圖8）。北方城鎮(zhèn)地區(qū)集中供暖能耗強(qiáng)度降低迅速，在2035 年達(dá)到17.64kgce/m2，2060 年降低至15.06kgce/m2·a。

4 民用建筑節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)

結(jié)合我國(guó)中長(zhǎng)期民用建筑的未來(lái)用能強(qiáng)度預(yù)測(cè)結(jié)果，本小節(jié)從節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行、節(jié)能改造面積、能耗公示與能耗限額制度執(zhí)行、主要用能設(shè)備能效提升、運(yùn)營(yíng)管理水平提升、可再生能源應(yīng)用比例提升、因地制宜節(jié)能技術(shù)推廣等多個(gè)方面提出不同氣候區(qū)各類(lèi)民用建筑的節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)。

4.1 公共建筑節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)

公共建筑的節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)主要體現(xiàn)在建筑本體性能要求、用能設(shè)備效率提升、終端用能結(jié)構(gòu)調(diào)整、智能綠色運(yùn)營(yíng)及能耗限額管理、既有建筑節(jié)能改造等五個(gè)方面，如表5 所示。關(guān)于建筑本體性能，應(yīng)采取圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能“一步到位”的理念，要求新建建筑按照現(xiàn)有最高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，減低節(jié)能改造的可能性，避免大拆大建。對(duì)于主要用能設(shè)備，可參考國(guó)外先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家的碳達(dá)峰路線(xiàn)下的設(shè)備效率提升圖譜，確定我國(guó)建筑的用能設(shè)備的效率提升節(jié)奏。終端用能結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，對(duì)于公共建筑主要是指可再生能源利用率的提升，而智能綠色運(yùn)營(yíng)及能耗限額管理，是建筑運(yùn)行階段重要的節(jié)能降碳舉措。另外，存量建筑能耗占比巨大，因此對(duì)既有建筑的節(jié)能改造是降低社會(huì)建筑總體能耗的有效手段。

表5 公共建筑節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)Table 5 Technical routes for energy saving in public building

4.2 城鎮(zhèn)住宅節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)

城鎮(zhèn)住宅在建筑性能方面的節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)主要涉及新建建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行和既有建筑改造兩方面，如表6 所示。建議在有條件的地區(qū)逐步提高近零能耗建筑強(qiáng)制性發(fā)展比例，近期應(yīng)加快住區(qū)節(jié)能建設(shè)，加快各氣候區(qū)近零能耗標(biāo)準(zhǔn)適宜性指標(biāo)體系的建立，并開(kāi)展近零能耗住宅試點(diǎn)項(xiàng)目，2025年30%的新建建筑執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn)，其余新建建筑參照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)；中期大力推廣近零能耗住宅，應(yīng)實(shí)現(xiàn)至少30%新建建筑和改造建筑的建筑本體性能達(dá)到近零能耗住宅水平，2030 年60%的新建建筑執(zhí)行近零能耗標(biāo)準(zhǔn)，其余新建建筑參照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)；后期近零能耗技術(shù)體系發(fā)展成熟，應(yīng)持續(xù)擴(kuò)大近零能耗住宅的建設(shè)和改造規(guī)模，到2035 年及之后全國(guó)新建城鎮(zhèn)住宅整體上平均實(shí)現(xiàn)近零能耗。同時(shí)，北方城鎮(zhèn)住宅既有建筑節(jié)能改造體系已經(jīng)成熟，下一步需加大對(duì)夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)的節(jié)能改造力度。

表6 城鎮(zhèn)住宅節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)Table 6 Technical routes for energy saving in urban houses

4.3 農(nóng)村住宅節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)

農(nóng)村住宅在建筑性能方面的節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)主要涉及建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行和技術(shù)措施推廣兩方面，如表7 所示。在標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行方面，推進(jìn)節(jié)能農(nóng)宅建設(shè)，2021-2025 年期間，新建農(nóng)宅中節(jié)能建筑比例達(dá)到10%，2026-2060 年期間，新建農(nóng)宅中節(jié)能建筑比例達(dá)到100%。節(jié)能農(nóng)宅按照《農(nóng)村居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GBT 50824-2013）要求進(jìn)行建設(shè)。加快實(shí)施農(nóng)村既有農(nóng)宅節(jié)能改造。合理安排各年度既有農(nóng)宅改造規(guī)模，改造后農(nóng)宅達(dá)到《農(nóng)村居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GBT 50824-2013）的要求，降低住宅采暖和空調(diào)能耗。強(qiáng)化農(nóng)宅建設(shè)引導(dǎo)，建立節(jié)能審核補(bǔ)貼機(jī)制。針對(duì)既有農(nóng)宅，依據(jù)不同氣候區(qū)特點(diǎn)制定合適的農(nóng)宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造方案，并出臺(tái)農(nóng)宅節(jié)能改造補(bǔ)貼政策，有計(jì)劃推進(jìn)既有農(nóng)宅節(jié)能改造。在技術(shù)推廣方面，引導(dǎo)農(nóng)村綠色生活模式，推廣節(jié)能燈具，普及率逐年提升，到2035 年左右實(shí)現(xiàn)全面普及。有序推進(jìn)農(nóng)村清潔取暖政策落實(shí)和深化，引導(dǎo)土暖氣等采暖設(shè)施向型煤、電采暖（熱泵）和燃?xì)獾惹鍧嵲O(shè)備轉(zhuǎn)化。提升用能效率，引導(dǎo)農(nóng)村開(kāi)發(fā)利用本地可再生能源。優(yōu)先引導(dǎo)發(fā)展生物質(zhì)炊事?tīng)t和采暖爐、農(nóng)宅一體化光伏、太陽(yáng)能熱水和采暖等清潔高效能源技術(shù)；可再生資源不足地區(qū)，發(fā)展熱泵等高效用能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)的低碳化轉(zhuǎn)型全面實(shí)施散煤替代。

表7 農(nóng)村住宅節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)Table 7 Technical routes for energy saving in rural houses

4.4 北方采暖節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)

（1）全面推廣清潔能源供熱和智慧熱網(wǎng)建設(shè)

按照“集中為主，分散為輔”、“宜氣則氣，宜電則電”原則，推進(jìn)燃煤供暖設(shè)施清潔化改造工作。充分考慮地區(qū)能源特點(diǎn)，因地制宜實(shí)施清潔采暖。從2021 年開(kāi)始，逐步提升清潔采暖率，全面淘汰35 蒸噸以下燃煤鍋爐，至2030 年，清潔采暖率達(dá)到90%，至2040 年，清潔采暖率達(dá)到100%。自2021 年開(kāi)始，持續(xù)完善能源結(jié)構(gòu)體系，增加熱電聯(lián)產(chǎn)和工業(yè)余熱利用承擔(dān)的供暖面積，提高能源利用效率，到2040 年，熱電聯(lián)產(chǎn)供熱能力利用率達(dá)到80%。

“十四五”期間開(kāi)展智慧熱網(wǎng)試點(diǎn)建設(shè)工作，發(fā)展基于數(shù)字孿生的智慧熱網(wǎng)調(diào)控技術(shù)，推廣基于大數(shù)據(jù)挖掘、高速網(wǎng)絡(luò)通信和高智能算法的熱負(fù)荷預(yù)測(cè)和調(diào)控技術(shù)，推廣熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、無(wú)人值守?zé)崃φ镜裙?jié)能技術(shù)措施。2026～2035 年，進(jìn)一步擴(kuò)大智慧熱網(wǎng)試點(diǎn)規(guī)模，完善智慧熱網(wǎng)技術(shù)。2036年開(kāi)始，加快供暖系統(tǒng)智能化建設(shè)，進(jìn)入智能運(yùn)行維護(hù)、供需精細(xì)匹配調(diào)節(jié)的智慧階段。

同時(shí)，自2021 年起，加速提升熱源制熱效率及供熱管網(wǎng)輸配效率，至2035 年，實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)熱損失率小于3%。水泵電耗滿(mǎn)足《民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51161-2016）引導(dǎo)值的要求。燃煤鍋爐效率不低于《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》目標(biāo)值。燃?xì)忮仩t效率不低于98%。自2036 年開(kāi)始，進(jìn)一步提升熱源制熱效率及供熱管網(wǎng)輸配效率，供熱管網(wǎng)熱損失率小于1.5%。水泵電耗滿(mǎn)足《民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51161-2016）引導(dǎo)值的50%的要求。同時(shí)，供暖能耗滿(mǎn)足《民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51161-2016）引導(dǎo)值的要求。

（2）變革供熱收費(fèi)模式

發(fā)揮政府主導(dǎo)作用，加強(qiáng)供熱計(jì)量宣傳工作，提高居民節(jié)能意識(shí)，積極參與供熱計(jì)量收費(fèi)改革。2021～2030年期，積極開(kāi)展供熱計(jì)量收費(fèi)試點(diǎn)工作，探索供熱、售熱分離機(jī)制模式，在條件較好的省市地區(qū)試點(diǎn)成立售熱服務(wù)公司，探索售熱服務(wù)模式，培育市場(chǎng)參與主體，建立市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)模式。2031 年開(kāi)始，全面執(zhí)行供熱計(jì)量收費(fèi)制度，供熱輸配公司借助不斷提升的供熱節(jié)能技術(shù)不斷優(yōu)化和降低自身供熱成本，售熱服務(wù)公司不斷優(yōu)化技術(shù)服務(wù)水平，通過(guò)設(shè)置末端計(jì)量調(diào)節(jié)裝置降低末端用熱量，提升室內(nèi)環(huán)境舒適度的同時(shí)降低能源消耗。

5 結(jié)論

在我國(guó)承諾“2030 年前碳達(dá)峰，2060 年前碳中和”的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)背景下，本文從公共建筑、城鎮(zhèn)住宅、農(nóng)村住宅、北方采暖等四個(gè)領(lǐng)域，考慮到圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能、用能設(shè)備能效、用能行為方式及可再生能源對(duì)能耗強(qiáng)度的影響，運(yùn)用情景假設(shè)、數(shù)值模擬等方法，對(duì)我國(guó)中長(zhǎng)期民用建筑的未來(lái)新建建筑和綜合建筑用能強(qiáng)度進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并提出了相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)路線(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑領(lǐng)域的碳達(dá)峰和碳中和提供理論和方法支持。