建筑能耗主要指采暖、空調(diào)、熱水供應、炊事、照明、家用電器、電梯、通風等方面的能耗。據(jù)統(tǒng)計,建筑能耗在我國能源總消費中所占的比例已經(jīng)達到27.6%,且仍將繼續(xù)增長。我國目前城鎮(zhèn)民用建筑運行耗電占我國總發(fā)電量的25%左右,北方地區(qū)城鎮(zhèn)供暖消耗的燃煤占我國非發(fā)電用煤量的15%~20%.這些數(shù)值僅為建筑運行所消耗的能源。建設領域中的建筑業(yè)和住宅產(chǎn)業(yè)也是資源消耗的大戶,據(jù)計算,鋼材消耗約占我國鋼材生產(chǎn)總量的20%,水泥消耗量約占我國水泥生產(chǎn)量的20%,玻璃消耗量約占我國玻璃生產(chǎn)總量的15%,降低能耗、節(jié)約資源問題不容忽視。
我國建筑能源消耗按其性質(zhì)可分為如下幾類:(1)北方地區(qū)供暖能耗約占我國建筑總能耗的36%,約為1.3億噸標煤/年(折合3700億度電/年)。(2)除供暖外的住宅用電(照明、炊事、生活熱水、家電、空調(diào)),約占我國建筑總能耗的20%,約為2000億度電/年。(3)除供暖外的一般性非住宅民用建筑(辦公室、中小型商店、學校等)能耗,主要是照明、空調(diào)和辦公室電器等,約占民用建筑總能耗的16%;(4)大型公共建筑(高檔寫字樓、星級酒店、購物中心)能耗,占民用建筑總能耗的10%左右。(5)農(nóng)村生活用能(不包括非商品能),約為0.3億噸標煤/年和900億度電。
建筑屬于長期的消費品,一旦建筑物按照設計要求施工落成后,能耗就會維持在某一固定范圍內(nèi)。一座節(jié)能建筑,對后人來講是一筆巨大的財富,反之,則很可能是一個長期負擔的財務包袱。
一、建筑能耗的總體發(fā)展趨勢
1.1既有建筑規(guī)模
到2004年底,我國城鄉(xiāng)建筑總面積約400億平方米,其中城鎮(zhèn)約為150億平方米。在城鎮(zhèn)中居住建筑面積約為105億平方米,能達到建筑節(jié)能標準的僅占5%,其余95%都是非節(jié)能高能耗建筑。
目前我國公共建筑面積大約為45億平方米,其中采用中央空調(diào)的大型商廈等為5~6億平方米。這些建筑絕大部分為高耗能建筑,其單位面積能耗大約是普通居住建筑的10~15倍。
1.2建筑發(fā)展趨勢
目前,我國每年竣工的房屋建筑面積約20億平方米,預計到2020年底,我國新增的房屋面積將近300億平方米。
1.3農(nóng)村建筑能源的需求
我國農(nóng)村建筑面積約為250億平方米,2004年總耗電量900億度,生活用標準煤0.3億噸。但需要指出的是,目前我國農(nóng)村的煤炭電力等商品能源消耗量很低,薪柴、秸稈等非商品能源在農(nóng)村建筑能耗中占很大份額,如果這些非商品能源完全被常規(guī)商品能源所替代,則我國建筑能耗將增加一倍。
1.4建筑能耗在總能耗所占比例的增長
如果延續(xù)目前的建筑發(fā)展規(guī)模和建筑能耗狀況,到2020年,每年將消耗1.2萬億度電和4.1億噸標煤,接近目前全國建筑能耗的3倍。伴隨著我國城市化程度不斷提高,第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重的加大以及制造業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,建筑能耗的比例將繼續(xù)提高,最終接近發(fā)達國家目前的33%的水平。加之建材的生產(chǎn)能耗16.7%,建筑相關(guān)能耗約占全社會總能耗的46.7%.
二、建筑節(jié)能的主要技術(shù)途徑
2.1建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能
冬夏兩季要靠采暖空調(diào)系統(tǒng)來維持室內(nèi)溫度與室外溫度之間的差別。提高建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱能力從而達到降低采暖空調(diào)能耗。
建筑圍護結(jié)構(gòu)可以分成透明和不透明兩大類。提高外墻、屋頂?shù)墓?jié)能性能,主要是增大其熱阻?,F(xiàn)代節(jié)能建筑對墻體熱阻的要求非常高,開發(fā)同時能滿足承重和保溫兩種性能要求的墻體材料,非常困難。因此,必須考慮走結(jié)構(gòu)性材料和高效保溫材料復合的技術(shù)路線,將墻體的承重層和保溫層功能明確區(qū)分開來。國際上,建筑節(jié)能做的比較好的國家都是走的這條技術(shù)路線。
常見的高效保溫材料的保溫性能是極其優(yōu)越的。玻璃棉、巖棉、聚苯乙烯泡沫塑料板等保溫材料的保溫性能均相當于同厚度粘土紅磚的20倍左右,因此走復合墻體之路,需要解決的是兩層材料如何復合及如何保護保溫材料的問題。
提高窗和玻璃幕墻的節(jié)能性能,除了降低其傳熱系數(shù)外,對空調(diào)負荷比較大的建筑,提高玻璃的遮陽性能也非常重要。使用斷熱鋁型材、多空腔的PVC型材制作窗框、幕墻框能夠降低窗、幕墻的傳熱系數(shù)。使用各種中空玻璃也能夠降低窗、幕墻的傳熱系數(shù)。為減少直接進入室內(nèi)的太陽輻射熱,可以用低透型的low-e玻璃,也可以借助各種各樣的建筑外遮陽裝置。
2.2采暖空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能
采暖系統(tǒng)中的節(jié)能首先應該做到熱源節(jié)能,改革傳統(tǒng)供暖系統(tǒng),提高調(diào)節(jié)效果是降低集中供熱系統(tǒng)能耗的重要途徑。
以煤為燃料的大型熱電聯(lián)產(chǎn)熱源和大型鍋爐房通過采用清潔煤燃燒技術(shù),熱效率高、低污染。若使鍋爐穩(wěn)定在某個最佳工況,系統(tǒng)末端配合快速的調(diào)節(jié)方式(天然氣等),則可以避免調(diào)節(jié)帶來的浪費,燃煤熱源也可穩(wěn)定運行,保證清潔與高效。
供暖系統(tǒng)中,60%的能耗是風機和水泵的輸配能耗,這也是導致建筑能源消耗過高的主要原因。在集中供熱系統(tǒng)中推廣變頻技術(shù),不僅可以改善調(diào)節(jié)效果,同時也可以大幅降低運行費用,實現(xiàn)節(jié)能運行。
我國空調(diào)能耗已占總能耗的20%左右,因而空調(diào)節(jié)能意義巨大。實現(xiàn)合理的運行調(diào)節(jié)是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵。
空調(diào)節(jié)能需要結(jié)合整個建筑的結(jié)構(gòu)、布局、功能等方面的通盤考慮,在室外溫度較低時注意房間的通風,白天注意采用遮陽措施,空調(diào)運行時盡量關(guān)閉門窗等都是節(jié)能的有效措施。
2.3照明動力系統(tǒng)節(jié)能
目前,我國照明用電量已占總用電量的7%~8%.照明節(jié)電已成為節(jié)能的重要方面。節(jié)電是在保證照度的前提下,推廣高效節(jié)能照明器具,提高電能利用率。
科學選用電光源是照明節(jié)電的首要問題。電光源發(fā)光原理可分為兩類。一類是熱輻射電光源,如白熾燈、鹵鎢燈等。另一類是氣體放電光源,如汞燈、鈉燈、氮燈、金屬鹵化物燈等。氣體放電光源比熱輻射電光源高得多。一般情況下,可逐步用氣體放電光源替代熱輻射電光源,并盡可能選用光效高的氣體放電光源。
各類燈具中,熒光燈主要用于室內(nèi)照明,汞燈和鈉燈用于室外照明,也可將二者裝在一起作混光照明。
選擇照度是照明設計的重要問題。在滿足標準照度的條件下,為節(jié)約電力,應恰當?shù)剡x用一般照明、局部照明和混合照明3種方式,當一種光源不能滿足顯色性要求時,可采用兩種以上光源混合照明的方式。同時,充分利用自然光,正確選擇自然采光。充分利用室內(nèi)受光面的反射性,也能有效地提高光的利用率。
加強照明用電管理是照明節(jié)電的重要方面。隨手關(guān)燈;按戶安裝電表,實行計度收費;對集體宿舍安裝電力定量器,限制用電。燈泡積污光通量可能降到正常光通量的50%以下。應根據(jù)照明環(huán)境定期清潔燈泡、燈具和墻壁。
2.4可再生能源在建筑中的應用
具體講,可再生能源在建筑中的應用重點可以分成6個方面:一是太陽能光熱在建筑中的推廣應用及太陽能光電在建筑中的應用研究;二是地源熱泵、水源熱泵在建筑中的推廣應用;三是熱電冷三聯(lián)供技術(shù)在城市供熱、空調(diào)系統(tǒng)中的研究與應用;四是生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的研究與應用;五是太陽能、沼氣和風能在集鎮(zhèn)中的推廣應用;六是垃圾燃燒在發(fā)電、供熱中的應用。
2.5建筑能源系統(tǒng)的運行管理節(jié)能
由于系統(tǒng)的運行管理操作不夠科學與規(guī)范造成系統(tǒng)大量的能量浪費,最主要的體現(xiàn)在:空調(diào)的操作和管理人員缺乏專業(yè)知識;對水泵、風機的節(jié)能普遍重視不夠;過渡季節(jié)不懂得利用室外空氣降溫;冷卻塔質(zhì)量差,導致制冷主機耗電增加。
通過以下措施可實現(xiàn)能源系統(tǒng)的運行管理節(jié)能:
合理降低室內(nèi)給定值標準。實際生活中,民用空調(diào)可有一個范圍較寬的舒適區(qū),在該舒適范圍內(nèi),夏季降溫時,取較高的干球溫度和相對濕度作設定值;冬季采暖時,取較低的干球溫度和相對濕度作設定值,從而減少處理空氣所耗費的能量;
減少新風量。從衛(wèi)生要求出發(fā),室內(nèi)每人必須保證有一定的新風量。和固定新風量的情況相比較,調(diào)節(jié)新風量,冷負荷可減少到50%~70%,熱負荷可減少到近35%,手動調(diào)節(jié)不需要增加設備,比較簡單,而且操作工作量不大;防止空調(diào)過冷和過熱。
改變空調(diào)設備啟動、停止時間。
實現(xiàn)空調(diào)運行管理的自動化。目前在空調(diào)系統(tǒng)的運行中,大多數(shù)已采用分區(qū)多工況調(diào)節(jié)方式來達到經(jīng)濟運行的目的。但在工況間的相互轉(zhuǎn)換方面,基本上還是由運行操作人員根據(jù)運行的狀況和工況轉(zhuǎn)換條件進行手動轉(zhuǎn)換,從而會因為人為原因,而造成能量的過多損耗。建筑設備自動化系統(tǒng)可將建筑物的空調(diào)、電氣、衛(wèi)生、防火報警等進行集中管理和最佳控制,可通過預測室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)以維持室內(nèi)舒適環(huán)境為約束條件,把最小耗能量作為評價函數(shù),來判斷和確定所需提供的冷熱量、冷熱源和空調(diào)機、風機、水泵的運行臺數(shù),工作順序和運行時間及空調(diào)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的操作運行方式,以達到最佳節(jié)能運行效果。
三、建筑節(jié)能技術(shù)支撐條件
3.1健全政策法規(guī)體系
建筑節(jié)能必須首先由政府主導。而我國法律對建筑節(jié)能缺少具體明確的規(guī)定。要建立健全建筑節(jié)能法規(guī)體系,應補充修改《中華人民共和國節(jié)約能源法》,增補建筑節(jié)能內(nèi)容,加強法規(guī)建設?!督ㄖ?jié)能管理條例》出臺后會加強對建筑節(jié)能的監(jiān)管作用。
3.2完善技術(shù)標準規(guī)范
目前我國建筑節(jié)能技術(shù)標準體系還不夠健全,主要體現(xiàn)在以下幾個方面,一是目前的建筑節(jié)能標準被分散到了不同專業(yè)的標準體系中,尚沒有形成獨立的體系,無法做到統(tǒng)籌規(guī)劃部署相關(guān)節(jié)能標準的制修訂;二是缺乏建筑節(jié)能標準的相關(guān)衍生物(如技術(shù)導則、指南、標準圖集等),無法對標準的實施提供強有力的技術(shù)支持。從而無法為建筑節(jié)能工作的開展適時提供全面的、必要的技術(shù)依據(jù)。三是由于節(jié)能技術(shù)標準的編制缺乏科學的支撐基礎,影響了標準的編制進度和質(zhì)量,同時標準實施缺乏相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品支持;四是缺乏建筑節(jié)能過程控制和最終的認定與評價標準。因此急需建立并實施建筑能效標識系統(tǒng)。
因此,隨著建筑節(jié)能工作的發(fā)展,迫切需要建立和完善建筑節(jié)能技術(shù)標準體系,促進我國的建筑節(jié)能工作形成健康、持續(xù)的發(fā)展模式。
3.3建立激勵措施
制定節(jié)能省地型建筑經(jīng)濟激勵政策是國務院明確的重點工作。有位德國專家在他提出的中國建筑節(jié)能建議書中說過,搞建筑節(jié)能就是要用胡蘿卜加大棒的政策,兩者缺一不可。所謂大棒,就是強制性的法規(guī)標準和征稅;而胡蘿卜,則是優(yōu)惠政策。
為此,建議對不執(zhí)行節(jié)能標準的新建(或改建、擴建)民用建筑工程恢復征收固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅,或者建筑能源消費稅,稅率仍為總投資額的5%;對節(jié)能建筑則實行固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅零稅率政策。
為推進既有建筑節(jié)能改造,可借鑒德國政府的相關(guān)政策,在北方采暖地區(qū)建立“既有建筑節(jié)能改造專項基金”,以期實現(xiàn)提高建筑舒適度、降低建筑能耗、減少環(huán)境污染三大目標。可結(jié)合熱價改革,從采暖費的降低部分中按一定比例提取,用于既有建筑的節(jié)能改造補助。按產(chǎn)權(quán)單位、住戶、既有建筑節(jié)能改造專項基金補助各1/3的比例分攤。既有公共建筑節(jié)能改造所需資金由產(chǎn)權(quán)所有者自籌資金解決。在規(guī)定期限內(nèi),予以貼息補助,貼息費用由“既有建筑節(jié)能改造專項基金”解決。對住宅和公共建筑的節(jié)能改造,由當?shù)卣鶕?jù)國家的總體安排定出期限,在最終期限內(nèi),建筑節(jié)能改造專項基金補助分時段遞減;超過最后期限的,征收能源特別消費稅。
國家建立城市熱網(wǎng)改造專項資金,以引導北方城市熱網(wǎng)改造。北方采暖地區(qū)現(xiàn)有城市熱力管網(wǎng)和熱源系統(tǒng)的改造所需資金,主要由銀行貸款和熱力企業(yè)自籌解決。國家專項資金為補貼性質(zhì),主要用于引導和啟動熱網(wǎng)改造。
為了鼓勵生產(chǎn)和采用節(jié)能門窗和建筑保溫(隔熱)材料,經(jīng)認證合格的節(jié)能門窗、建筑保溫(隔熱)材料減半征收產(chǎn)品增值稅。
制定推廣燃氣空調(diào)和冷熱電聯(lián)產(chǎn)的具體措施,制訂鼓勵生產(chǎn)和使用建筑低耗能器具的經(jīng)濟激勵機制。
3.4加大節(jié)能技術(shù)的投入
依靠技術(shù)進步是推動建筑節(jié)能工作開展的有效途徑之一。必須加強對新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝宣傳和推廣,有效的推動技術(shù)進步,提高自主創(chuàng)新能力,促進建筑節(jié)能工作的開展。
在建筑行業(yè)內(nèi),以結(jié)構(gòu)安全性為核心的質(zhì)量監(jiān)督檢驗制度是健全的,各地都設有質(zhì)檢站。但是與建筑節(jié)能相關(guān)的質(zhì)量控制和效果檢查一直未納入現(xiàn)行的建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗體系。另一方面,由于所涉及的技術(shù)不同,各級建筑工程質(zhì)檢站尚不具備開展與建筑節(jié)能相關(guān)質(zhì)量監(jiān)督檢驗的能力,通過建立國家級的建筑能效評估機構(gòu),能夠配合各級質(zhì)檢站開展建筑節(jié)能監(jiān)督檢查。同時,這些評估機構(gòu)可在工程建設全過程提供技術(shù)支撐和評估,并為建筑物的長期正常使用過程中的節(jié)能提供技術(shù)支撐。
3.5建立建筑節(jié)能監(jiān)管體系
建立完整的建筑節(jié)能監(jiān)管體系??傮w來講,我國各氣候區(qū)域差異較大,特別是過渡地區(qū)和南方地區(qū)新建建筑執(zhí)行建筑節(jié)能標準的比例較低。此外,缺乏相關(guān)的監(jiān)管體系,全國既有建筑的節(jié)能改造工作也尚未全面啟動。
建立建筑節(jié)能監(jiān)管體系,首先在施工圖設計文件審查環(huán)節(jié)加強監(jiān)管力度。
2005年,建設部下發(fā)了《關(guān)于新建居住建筑嚴格執(zhí)行節(jié)能設計標準的通知》等,將對建筑節(jié)能設計標準的監(jiān)管進一步延伸至施工、監(jiān)理、竣工驗收、房屋銷售等環(huán)節(jié)。
3.6大規(guī)模城市級節(jié)能示范
新建建筑及節(jié)能產(chǎn)品:在北京等4個直轄市以及北方嚴寒及寒冷地區(qū)的重點城市實行節(jié)能65%的標準,扶持有能力的企業(yè),在全國建設50個新型墻材和建筑節(jié)能產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化基地;在“十一五”期間實施40個示范工程。
既有建筑:對既有建筑節(jié)能改造城市級示范,計劃在北京等13個城市進行既有建筑節(jié)能改造城市級示范,示范面積共1880萬平米。
可再生能源:在上海等8個城市進行太陽能光熱發(fā)電、淡水源、海水源及淺層地能熱泵技術(shù)在建筑中規(guī)?;瘧玫某鞘屑壥痉叮痉睹娣e1500萬平米。
四、建筑節(jié)能的展望
我國建筑節(jié)能目標:通過全面推進建筑節(jié)能工作,到2010年,城鎮(zhèn)建筑達到節(jié)能50%的設計標準,其中各特大城市和部分大城市率先實施節(jié)能65%的標準;開展城市既有居住和公共建筑的節(jié)能改造;大城市完成改造面積25%,中等城市完成15%,小城市完成10%.
在此基礎上,到2020年實現(xiàn)大部分既有建筑的節(jié)能改造,新建建筑東部地區(qū)要實現(xiàn)節(jié)能75%,中部和西部也要爭取實現(xiàn)節(jié)能65%.
僅就城鎮(zhèn)新建建筑而言,如果全部在現(xiàn)有基礎上執(zhí)行節(jié)能50%的標準,則每年大約可節(jié)省1.6億噸標準煤;大部分既有住宅如果在現(xiàn)有基礎上實現(xiàn)50%的節(jié)能,則一年大約可節(jié)省0.68億噸標煤,實現(xiàn)減排CO21.43億噸;全國公共建筑如果按節(jié)能50%的標準進行改造,總的節(jié)能潛力約為1.35億噸標準煤。
按照建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略要求,建筑節(jié)能已經(jīng)得到了從中央到地方的高度重視。通過各部門的協(xié)調(diào)配合,探索出一條在滿足社會發(fā)展和人民生活水平不斷提高的前提下,大幅度降低建筑能耗的道路,將為我國經(jīng)濟與社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學發(fā)展做出重大貢獻。
通風設備網(wǎng):http://www.boshiwj.com
來源:中國科技成果




