第8.7篇：家居能源管理与绿色低碳生活

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今天是第8.7篇，我们来一起聊聊，家居能源管理与绿色低碳生活，我们整个第8章的内容，都是围绕着空间效率这个概念来展开的。其实要想实现空间的高效利用，我们不仅仅要考虑好空间的尺度和承载功能，空间中其他的一些物理指标，例如温度，湿度，照度，以及为了满足使用功能所必要的能量输入和输出条件，也对家居空间的高效利用有着很大的影响。与此同时，在“碳达峰碳中和”概念已经深入人心的当下，我们也有必要了解一些基础的家居能源管理策略，为实现全社会的绿色低碳和节能减排，同时也为降低自家的能源消耗及生活成本，做出有益的尝试和改变。在本篇中，我们会从中国家庭生活的能耗现状，提升家居能源使用效率的有效措施，以及“双碳”战略下的可持续生活场景，三个方面分别展开，和您聊聊如何逐步改善我们的家居用能情况。

首先我们来说中国家庭的生活能耗现状。

中国家庭的生活能耗主要包括水，电，气，市政热力以及私家车燃油五类，烧煤的家庭虽然也还有，但已经越来越少了。我们先说用水量，我国一年大约消耗900亿立方米的生活用水，除以14亿人，人均每年约60吨，每月5吨，在大多数城市，一个三口之家月用水10吨是比较常见的现象。但在全国不同地区，受城市发达程度和水资源丰沛程度的差异影响，实际用水量的差别还是很大的。这其中如厕，沐浴，炊事，洗衣，洗漱5项，占据了较大的比重。例如冲马桶这一项，每次就需要消耗3-6升水，按一人一天三次计算，全家三人一天就要消耗40升，乘以30天就是每月1.2吨水。而对于有每天洗澡习惯的家庭来说，每人次淋浴需要大约30-40升水，全家三人一个月也需要2.7-3吨。洗衣机每洗一次衣服，需要消耗50-70升水，一个月总计也要接近半吨。如果全家平时以在家就餐为主，那么每天的洗菜，洗碗和各类炊事用水，合计也要100L，每月需要大约3吨。再加上洗漱，养花，养鱼，甚至是泡澡，洗车等等，一家人一个月十几吨水，全年120吨-150吨，总计几百元，甚至上千元的水费，就这样慢慢消耗掉了。

用水量之后我们再来说用电量，中国目前的每年人均生活用电量大约是800度，北京，上海，广东，福建，江浙等相对发达地区的人均年用电超过了1000度，平均每人每天3度，一个家庭一天10度左右，全年3000多度电，电费1000多元。这些电能消耗主要用于夏季空调，平时生活照明，生活热水制备以及各种家用电器的日常使用，但不包含北方地区的集中采暖能耗以及当今社会逐步增加的电动车的充电消耗。具体来说，家里常开的冰箱每天需要1度电；电热水器每天需要大约2度电；电视电脑等设备每天使用几个小时，合计也要消耗1-2度电；全屋的照明灯具加起来有上百瓦，每天也要消耗约1度电；洗衣机，烤箱，微波炉等大功率电器，每用一个小时也要消耗1-2度电；再加上夏季的空调设备，1.5匹机器开一个小时就要消耗1度电，我国大多数家庭，也都是夏季用电较高，春秋季和有市政采暖的冬季耗电相对较低，如果冬季也需要依靠电器设备来采暖，那所需的电能还会显著增加。例如依靠空气源热泵来实现冬季采暖和夏季制冷的家庭，采暖制冷季节每个月的电能消耗，会达到500-1000元，但空气源热泵的能效比相对较高，从绝对能耗来说并不一定比市政供暖更加费能，只不过有些地区的市政供暖是有政府补贴的，因此居民分摊的成本会相对较低。而当建筑外围护性能达到较高的节能标准，且设备通过定时和智能学习模式，能够精确高效的控制每天的室内温度，有人时高功率运行，无人时低功率运行，空气源热泵设备的总能耗和总费用，是有可能比市政热力更低的，这也是当今空气源热泵在南方无采暖地区，以及北方部分地区，使用频率越来越高的原因之一，在未来，电气化的分户采暖设备，也会有逐步取代燃气采暖设备的趋势。

除此以外，城市中越来越多的电动汽车也是耗电大户，一辆电动车平均大约每100公里耗电20度左右，在北方地区的冬季还会更多一些，每百公里接近30度，而在温和天气以及温柔驾驶的情况下，耗电则能够低到每100公里15度左右。综合考虑一辆车一年开15000公里，耗电3000度，如果是民用电价，总费用大约1500元，平均每公里不到0.1元。我们也可以看出，一辆家用电动小汽车的年度总能耗，和一个三口之家全年的日常生活用电消耗总额相当，但是对于在自家有充电桩的家庭，因为不用再缴纳停车费和商业充电费用，电动车的总体能耗和使用费用，还是要比油车低不少的。

生活用电之后我们再来说生活用气，在不考虑部分家庭用燃气壁挂炉自采暖的前提下，中国多数城市家庭每月的天然气用量大约是30立方，一年360立方，合计约一千元的燃气费用，平均每天一个立方米。这也是全国很多地区天然气使用价格第一档的临界标准，更多的燃气使用会导致更高的能源价格。每天一个立方米的天然气消耗，主要用于炊事以及用燃气热水器制备生活热水，如果您家需要依靠燃气壁挂炉来采暖，那么总的燃气消耗还会大幅度增加，一个家庭冬季每天用于采暖的燃气消耗，根据不同的户型面积，大约会有5-10立方米，全年1000-2000立方，合计几千元的采暖费用。不过和电能驱动的空气源热泵类似，在建筑保温性能优良，且设备可以精确高效的分时间分空间控制每天的室内温度，并带有热回收功能时，全年的自采暖燃气费用，还是很有可能低于市政采暖缴费的。

如果您家还拥有私家燃油车，油料消耗也是一项不可忽视的内容。我们以每百公里8-10L油的消耗量，一升油8元计算，油车每公里的燃油成本要0.6-0.8元，全年需要近万元的燃油费用，在假定电车的电池性能稳定，可以使用8-10年不需要更换的前提下，显然油车的能源费用比电车更贵。至于电动车和油车的能源效率比较，是一个在互联网上讨论较为激励的问题。大体来说，电车的电动机大约能实现85%能源转化效率，而油车的内燃机日常只有30%的能源转化效率，单比这一部分，电动车的节能优势是非常明显的。但从更加宏观的角度来看，电车还要考虑发电效率问题，特别是中国依然是一个以火力发电为主的国家，火力发电自身的能源转化效率也就在35%左右，再考虑到电力输送过程中20%左右的能量损失，从原煤到车轮的能源转化效率，其实也非常有限。而燃油车同样还要考虑油品冶炼，运输过程中的能耗和损失，实际的能源使用效率也会进一步降低，而且在不同地区，不同发电形式，不同工况下，油车和电车的能源转换效率差异也会很大。国家目前主推电动车，更多还是和降低排放，改善环境有直接关系，而在一些以核电，水电，风电为主力能源形式的发达国家，使用电动车的能源转化效率，则会明显高于燃油车，因此当我国的能源结构，逐步从火力发电转移到更加清洁高效的形式之后，电动车的综合能源转化效率，也会随之有进一步的提升空间。

家庭生活能耗还有一类，就是太阳能。在中国的部分农村和城市别墅住宅中，太阳能热水的使用频率已经有50%以上，近年来也有部分农村住宅开始用上了屋顶太阳能发电板，也就是光伏发电设备。中国是世界上太阳能资源相对较为丰富的国家之一，在全国大多数地区，太阳能热水都能够为别墅家庭提供一年8个月以上的生活热水，还是比较划算的，在前面的4.7篇，全屋水系统中，我也建议有条件的别墅或者低层住宅家庭，尽量安装太阳能生活热水设备。而对于光伏发电设备，当下的初始投入成本还比较高，发电效率在15%左右，整个光伏系统的发电量，大约可以占到全家耗电量的10%-15%，在没有当地政策补贴的情况下，光伏发电还不是当今投入产出比最优的供电方式，但随着设备价格越来越低，效率越来越高，而电价越来越贵，峰谷差异越来越大，未来光伏发电设备在低层和多层建筑上的陆续普及，我认为还是有较大希望的。

明确了各类生活能耗之后。我们再来说提升家居能源使用效率的几个有效措施。

在大致分析了我国家庭的基本能耗情况之后，我们可以估算出，一个户型建筑面积100平米的三口之家，一年的水电气能源费用，再加上集中采暖费用，合计大约是5000-6000元，而属于少数人的更高品质生活方式，可能会导致每年上万元的能耗费用。如果还有电动汽车，再加大约2000元电费，如果是燃油车，还要再加10000元油费。您可以比对一下自家的能源消耗情况。在此基础之上，我们再来说可以提升家居能源使用效率的具体措施。

1改善建筑维护体系性能：提升能源使用效率最直接的方式就是减少室内外无效的能源损失，高品质的建筑拥有更好的墙体保温，隔热能力更强的外窗，自然可以更加节能。例如北京市在2020年之后开始推行的高标准住宅，如果想实现绿色建筑三星标准，其保温厚度比之前的普通住宅会增加一倍左右，外窗的隔热性能也更好，能耗也更低。对于家装工程来说，想改善建筑维护体系的难度相对较大，如果您家是集合住宅，可以考虑换K值更低的玻璃，甚至在室内侧再做一层内保温，例如我们在铺设地暖的时候，标准做法都会在地暖下面做一层隔热垫，来避免热量向下传递。如果您家是别墅，而且小区允许改造外立面，这时候您也可以考虑增加外保温厚度，或者在做内装的时候，做一层内保温。不过由于内保温材料会占用一定的室内空间，而且保温材料一般较轻，其墙面没法直接挂重物，还要再做龙骨和石膏板墙体，成本也会有所增加，在户型面积有限的前提下，大多数普通家庭目前还都不太会选择此类方式。

2优化能源管理系统：提升能源使用效率的第二类方式是通过优化设备运行工况来降低能耗。例如人不在家的时候采暖系统不工作，没有人的房间不开空调不开灯，想洗澡之前开好热水，但不需要电热水器长时间待机，不工作的电器及时断电等等，这些事情看似简单，但如果您想把每一个电器都精确控制，随用随开，也是很费心的。不过好在当今的智慧社区，智慧建筑与智慧家居系统，已经逐渐可以帮我们更加精确的分时间，分空间，分场景的管理家用设备与能源消耗，某些智慧家居系统或者自带芯片的采暖制冷设备，例如燃气壁挂炉或者户式中央空调，可以通过模糊控制，自主学习以及可编程等方式，实现在主人晚上下班回家前，提前开启自采暖系统，保证回家后的温暖舒适，在您休息后，适当调低无人房间的温度以降低能耗，在早晨起床之前，稍微增加室内热量输出，让您在清晨觉得更加舒适，然后在您离家上班之后，关闭设备或者低功率运行。这样以天或者周为单位往复循环，甚至可以精确到每个小时都有不同的工作条件，在保证使用舒适度的同时尽量降低能耗。虽然这些智慧家居系统目前成本还相对较高，更适合我们说的高端和惊艳档位，但也在随着市场的打开而逐步降低。我预计在2025年左右，成熟可靠的智慧家居系统，会在中国家庭逐步普及，未来通过这种精细化的智慧家居控制，以及高效率的设备运行，我们的家庭能耗还会有明显的降低，同时使用舒适度和便利度，也会有进一步的提升。

3选择高效节能设备：目前国内的多数电器，都会贴一个“中国能效标识”，绿色是相对节能的，红色是相对耗能的，您在购买的时候可以参考。当然对于某些产品来说，实现超低能耗会导致成本和售价的显著增加，例如带热回收功能的燃气壁挂炉，大约要比不带热回收功能的价格高三分之一左右，因此在市场上暂时还不是特别有竞争力，但诸如空调，冰箱，洗衣机等设备，一级能效已经可以在大多数普通产品上实现，也不会显著增加成本，您在选购的时候可以相应考虑。

4提升家居能源使用效率的最重要一点，是我们要养成绿色可持续的生活习惯。在过去的几十年中，中国社会经济发展经历了巨大的飞跃，处在不同历史时期的人们，对于能源使用也可能有着不同的态度。40-50后的老一辈们大多已经习惯了勤俭节约的生活方式，这会让他们甚至舍不得开某些电器设备，在节能的同时也可能会牺牲一定的使用舒适度。而很多60-70后，作为社会主体经历了中国改革开放的历史进程，体验了从物质水平有限到如今极大丰富的转变，一部分人能够从不再受限制的使用能源中获得显著的生活幸福感，终于不用像以前那样，什么东西都要省着用了，因此对于水电气的消耗，可能也并不是特别敏感。而到了80-90后，他们成长在物质条件相对充裕的环境中，并不会从使用能源中获得显著的幸福感，但对于节能环保和可持续发展，已经有了基本的认知，生活中也会逐步有意识的减少浪费。再到今天已经步入社会的00后，他们从小生活在中国经济高速发展的时期，特别是生活在大城市中的00后群体，可能几乎没有怎么体验过物质条件贫瘠的社会阶段，但对未来全球及中国经济的发展，可能心存不确定性，特别是在疫情常态化，经济增长降速的大背景下，很多人对于未来的社会经济状况，会呈现相对谨慎的态度，同时他们对于全球气候，环境保护，可持续发展，“碳达峰碳中和”等方面也会天然的更加关注，因此在养成绿色可持续生活方式方面，也会更容易接受。我想无论我们曾经身处哪个时代，在当今和未来绿色低碳的大社会背景下，日常生活中不用的电器设备尽量关掉，冬季室内温度不必过高，夏季空调不用开的过冷，高效率的用能，不在无意中浪费能源和社会资源，生活中尽量使用环保材料等等，都是绿色可持续生活方式的一些点滴体现，这既是全人类可持续发展的共同目标，也是我们每个城市公民能够做到的点滴个人贡献。

基于上述四项具体措施，我们继续来聊一聊“碳达峰碳中和”战略下的低碳生活场景。

在2020年，中国政府对外公布了“2030年力争实现碳达峰，2060年实现碳中和”的双碳战略目标，这意味着我们在未来的40年时间中，居民生活场景会在相关领域产生一系列的显著变化。2030年实现“碳达峰”，意味着我们后续的社会经济发展，不能再以粗犷，高污染，高排放的方式进行，而是要在经济发展的同时，控制二氧化碳的排放量，到2060年，全社会的二氧化碳排放量和抵消量相平衡，实现二氧化碳总量的“零排放”。基于这一目标，2021年10月26日，国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》中，提出了重点实施的十大行动，其中和居民生活相关的，主要包括“能源绿色低碳转型行动”，“城乡建设碳达峰行动”，以及“绿色低碳全民行动”三项。对应我们的家装工程与家居生活，主要涉及我们的新建住宅，要更加节能环保，响应国家的“城乡建设碳达峰行动”；我们的居民能源使用，将逐步转向绿色低碳能源类型，响应“能源绿色低碳转型行动”，我们的日常生活方式，也要更加的可持续，响应“绿色低碳全民行动”。

具体到未来的生活场景方面，首先我们的新建建筑会更加节能，旧建筑有条件的也会进行节能改造，特别是提升外围护体系的保温性能，这是减少能耗最直接的方式。第二是我们的能源消耗，将逐步转向全面电气化；燃气，燃煤，燃油等能源形式，占比会越来越少，更多的电动车会取代燃油车，厨房里更多的电器设备会逐步取代燃气灶，在外围护性能提升的前提下，建筑的采暖制冷系统也会更多采用电力驱动的热泵来代替燃气锅炉，燃煤锅炉或者壁挂炉等设备。第三是我们所消耗的电能，逐步会变为清洁能源，采用风电，水电，光电和更先进更安全的核电等方式，大规模取代现有的火力发电体系，来实现最终的全社会碳中和目标。除此之外，能源的存储，输配等方式，也会有相应的改变并影响我们的日常生活，例如当下正在大力发展的“光储直柔”技术体系，就可能会对我们的生活带来显著改变。所谓的“光储直柔”，就是“光伏发电+电池储能+直流配电+柔性用电”四大技术体系的简称，未来更多的太阳能发电设备，会安装在建筑的屋顶，所发的电能可以先存储到电动汽车或其的电池中，再以直流电的形式输配给不同的设备，并以柔性用电的方式，解决当下电力负荷峰值突出，以及与高比例可再生能源发电形态相匹配的问题。如果这一系列技术能够得以大规模应用，不仅会对“碳中和”目标的实现具有重大意义，同时也会对我们的日常生活带来显著改变，每个家庭可能都需要配置储能设备，例如电动汽车的电池，更多的家用电器也将以直流电的形式出现，改变现有以交流电设备为主的生活场景。

最后是本篇小结，我们一起总结归纳了家居生活能源管理的三大核心原则。

1当今中国家庭每年需要消耗约5000-10000元的各类能源费用，包括采暖，制冷，照明，炊事，生活热水，家用电器等各个方面，在未来能源费用单价越来越高，峰谷价差越来越大的趋势下，主动节约能源，提倡绿色低碳可持续的生活方式，将会在全国得到大面积的普及和推广。

2改善建筑外围护体系，优化能源管理系统，升级高效节能设备，以及养成绿色低碳可持续的生活方式，是未来中国家庭实现节能减排的一些切实可行的具体做法，特别是在基础设备不发生重大改变的前提下，例如在近期，中国还很难全面取消含氟空调，取消燃煤燃气锅炉等现实制约，通过更先进的智慧建筑和智慧家居管理系统，在不牺牲使用舒适度的同时，基于精确控制来提升能源使用效率，降低能耗，会是大多数家庭可以接受的主要改进方式。

3在“双碳战略”的大背景下，我们未来10-40年的家居生活场景也会有较大的改变，新一代的建筑体系和电器设备，更高阶更清洁的能源形式，以及与之相匹配的生活方式，都会让我们每一个人的生活更加绿色，低碳，可持续，同时也要主动或者被动的，面对生活场景的改变和进化。

好啦，以上就是这一篇的主要内容，我们简单分享了家居生活的能源管理相关信息，其实能量与空间一同作为我们生活的物理载体，对每个家居生活场景都有着不可忽视的作用，过去可能我们相对更加关注空间而忽视能量，但在未来，这两者之间的联系一定会更加紧密，比重也会更加平衡，最终共同承载起我们期待中的未来生活场景。

明天我们会一起聊聊家居生活中对于公摊面积和空间的利用。今天就先到这里，我是建筑师张硕，我们明天继续。