中國建筑節(jié)能現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

中國工程院院士 劉加平

中國建筑節(jié)能現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

中國工程院院士 劉加平

在“2015中國房地產(chǎn)與節(jié)能門窗產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇”上的演講

劉加平院士主要從事建筑節(jié)能和綠色建筑領域的教學、研究和工程應用，在西部低能耗與綠色建筑模式、太陽能建筑設計方法等方面做出突出成果，并獲得國家科技進步獎二等獎一項，世界人居獎優(yōu)秀獎兩項。

中國建筑能耗的總體情況在持續(xù)增長，從2000年到2012年，中國的建筑面積從270多億平方增加到510億平方，2000年后建成面積占已有面積的45%，所以中國城鎮(zhèn)建筑大部分是新建建筑。我們的建筑總能耗從2.91噸左右增加到了7.61噸，這是商品能耗，占全國總能耗的20%。這個數(shù)據(jù)來自于剛剛發(fā)布的清華大學報告，跟很多專家講的數(shù)據(jù)不一樣，其差別原因在于計算的能耗是一次能耗還是終端能耗。這里所指的是一次能耗。因為在中國的鄉(xiāng)村，每年大約有一億噸標煤的建筑能耗是不計入市場能耗的，所以我們的建筑能耗在持續(xù)增長。

同時也應該看到，中國的單位建筑能耗呈現(xiàn)不同現(xiàn)狀。一方面是中國的北方采暖建筑居住能耗在持續(xù)下降。為什么？中國政府從上世紀八十年代開始注重建筑節(jié)能，從圍護結(jié)構(gòu)做起，二次磚墻做了三期，增加內(nèi)保溫、外保溫，夾心保溫。我們所使用的窗戶從6.4的門窗逐漸過渡到了節(jié)能門窗的出現(xiàn)，盡管還沒有達到我們今天想達到的目標。

但是，我們也應該看到我們城市戶均的建筑能耗在增加，其原因在于人戶均的建筑面積在增加。每家每戶從過去每人十多平方，到現(xiàn)在中國城市人口平均人均建筑面積達到35平方左右，農(nóng)村的建筑環(huán)境質(zhì)量也在提高，所以農(nóng)村建筑能耗也在增長。這樣，單位面積除了采暖以外，其他的能耗都呈現(xiàn)增加的狀態(tài)。特別是對空調(diào)建筑來說，過去東北地區(qū)、寒冷地區(qū)夏季是不提供空調(diào)的，建筑也沒有進行空調(diào)的設計，所以一旦產(chǎn)生安裝能耗的時候，空調(diào)能耗增長很快。最終的結(jié)果就是中國的建筑能耗增長放慢，而人均建筑面積和人均建筑能耗持續(xù)增加。所以，我們的生活質(zhì)量特別是城鎮(zhèn)的生活質(zhì)量不斷提升，相當一部分是以能耗增加作為代價的。

盡管在經(jīng)濟調(diào)整期，建筑功能面積有所變化，但是在過去十多年，幾乎每年大約有15億至25億增長的新建筑面積，很多的城市呈現(xiàn)了棚戶區(qū)改造，大片大片的正如大家議論到的建筑使用壽命、功能壽命還沒有到期，但是由于它的實用功能已經(jīng)不能滿足今天生活質(zhì)量的需求，這些建筑就被拆除掉了，也就出現(xiàn)了很多上世紀七十年代、八十年代初期所建的城市住宅在今天的生活標準下拆掉了。這樣，就出現(xiàn)了城鎮(zhèn)大面積、高密度的高層住宅。一方面增加了建筑能耗，另一方面未來是否會增加環(huán)境問題，是我們行業(yè)越來越關(guān)注的問題。

所以，從北方采暖地區(qū)建筑可以看到，單位能耗在降低，公用建筑單位面積能耗在增加。當然，城鎮(zhèn)住宅也好，鄉(xiāng)村、農(nóng)村住宅也好，戶均能耗也在增加，這就是中國目前建筑能耗的現(xiàn)狀。所以中國建筑節(jié)能任重道遠，還需要去做更多的努力。

經(jīng)過三年的研究，《關(guān)于中國建筑能耗控制目標的技術(shù)路線圖》小組得到了以下基本數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)，編制出了中國建筑能耗標準，正在送審、評審。城鄉(xiāng)建筑業(yè)在實際增長，我們希望通過提高建筑的品質(zhì)來改善老百姓的生活，而不是通過持續(xù)增加面積的方法。有些城鎮(zhèn)的高層住宅戶均面積由100m2、120m2、200m2甚至有的戶型達到300m2，我們想控制這個面積增長，以使得這樣的總面積控制在600億平方米左右，就是按15億人口計算，全國人均大約40平方米。

全國建筑運行商品能耗總量為7.6億噸，期望未來可以控制在8.4億噸，為什么還要增加這么多，給的余量才不到1億噸呢？我們希望面積增加的時候，能控制的降低單位面積能耗就是提高建筑門窗能耗的水平，降低門窗能耗、降低外墻以及屋內(nèi)等等的能耗。如果說不能控制住這個總面積和全面推廣節(jié)能建筑，就有可能超過10億噸標準煤，這個可能性是存在的，所以中國建筑節(jié)能的壓力最大。

中國的建筑節(jié)能發(fā)展方向為何？就是低能耗建筑。隨著經(jīng)濟水平的提高，全面推行建筑節(jié)能設計標準，我們應該逐漸地推廣、普及、建設被動低能耗建筑。我認為應從以下方面著手：

第一，要做好房子。以建造與地域氣候條件和太陽輻射資源相適應的低能耗建筑物，這是我們建筑師應首當其沖的。

第二個，應該做研發(fā)、設計、安裝、高效的建筑用能設備系統(tǒng)。這是從事傳統(tǒng)冷風系統(tǒng)、采暖通風空調(diào)專業(yè)人員應做的份內(nèi)事。當然我們也要研發(fā)采用太陽能和再生替代能源系統(tǒng)，這既包括被動房的太陽能利用，也包括主動式系統(tǒng)太陽能利用，還有低溫采暖供熱系統(tǒng)，特別是在農(nóng)村和西部地區(qū)。

在中國的建筑熱工設計分區(qū)圖中，嚴寒地區(qū)、過于寒冷地區(qū)，一般來說要降低的是采暖能耗，而對于寒冷氣候區(qū)，應該推行一種超低采暖能耗；而在夏暖冬冷地區(qū)，應從建筑被動的設計手段，實現(xiàn)超低采暖能耗；在西部的青藏高原以及西北地區(qū)，應該是推廣太陽能建筑，利用太陽能建筑實現(xiàn)進一步的采暖能耗；在夏熱冬冷地區(qū)，應該降低空調(diào)能耗。所有這些都與我們提高建筑維護結(jié)構(gòu)的隔熱性能、保溫性能密切相關(guān)，它既包括外墻、屋頂，更包括門窗，也包括玻璃幕墻。

最近出現(xiàn)一個新的概念，在西方七國甚至在歐盟正在流行的“零能耗建筑”，簡稱ZEB。將建筑物所消耗的一次性能源，通過提高建筑物、設備的節(jié)能以及再生能源的利用予以削減，使得一年的一次性能源實際消耗量為零或接近于零的建筑。這一概念的前半截講的是降低建筑能耗，這是一個非常值得我們學習的部分，但后一部分，我們要慎重考慮。這個零能耗的建筑，西方七國要在2020年所有新建建筑標準當中實現(xiàn)，2030年所有的建筑都要推行。但是問題在于它所說的“零”并不是建筑的消耗壽命，而是通過太陽能光伏等可再生資源系統(tǒng)來補充。所以這個成本有多高，地產(chǎn)商們應該很清楚。如果把消耗的部分能量利用太陽能光伏系統(tǒng)進行補償，投資過大，目前在中國還不是很適應。當然中國的城鄉(xiāng)建設質(zhì)量標準很大，花大量的錢購買光伏系統(tǒng)目前也是難以實現(xiàn)的。

眾所周知，中國在過去這些年已經(jīng)采取了建筑節(jié)能措施。從86年起編定了建筑節(jié)能設計標準，到90年代初期開始強制推廣，城鎮(zhèn)居住建筑面積能耗逐年降低。當然，我們也編制了大型公共建筑能耗標準，但是實現(xiàn)的效果遠低于居住建筑，原因在于影響公共建筑能耗的原因不僅僅是空氣與太陽輻射，還與公共建筑高強度的內(nèi)熱源相關(guān)。我們目前的建筑師還沒有很高效的手段來通過建筑設計實現(xiàn)降低目標。

因此，從技術(shù)導向來說，中國一直推行今天倡導的被動低能耗建筑，在造價成本允許的情況下，應盡可能首先提高建筑外墻、屋頂?shù)母魺嵝阅芑蛘邿嵩葱阅埽黄浯伍_始逐漸提升和推廣高熱性能建筑的門窗與幕墻產(chǎn)品。建筑的圍護結(jié)構(gòu)，包括輕質(zhì)和重質(zhì)，節(jié)能設計標準對這些都有明確的規(guī)定，而且標準由30%至50%、60%、70%在逐漸提高。

這里面有一個簡單的背景，就是建筑門窗與外墻、屋頂面積的簡單對比。如果我們按照中國民用建筑節(jié)能標準進行設計，對普通民用建筑來說，門窗與外墻、屋頂面積比是1：4左右，高層寫字樓大概是1：2.5-3.5，對高檔寫字樓來說要1：1.5-2。但是門窗和外墻能耗比剛好是相反的，對普通的高層住宅，門窗和外墻能耗比例是1.5：1，普通高層住宅是1.6：1，高檔寫字樓比例要高到2.0：1，顯然提高門窗熱性能更容易實現(xiàn)更高的節(jié)能目標，這個是我們今天從政策方面、技術(shù)方面強力推行節(jié)能門窗的根本原因。

所以說，中國建筑技術(shù)導向的第三個方面就是我們也要研發(fā)推廣高效的供熱、供冷系統(tǒng)，包括余熱利用、工業(yè)廢氣利用以及節(jié)能技術(shù)等等。我們要從各個方面推行主動、被動利用太陽能可再生資源。從九五、十五一直到今天以及未來的“十三五”，這在我們國家科研計劃當中一直是重點支持的科研方向，“十三五”期間將依然如此。事實上在中國的鄉(xiāng)村地區(qū)、西部地區(qū)被動利用太陽能已經(jīng)做到了相當?shù)乃胶鸵?guī)模。

當然，我們還應該提高建筑師的節(jié)能設計能力和水平，我們應該動員所有建筑師參與到建筑節(jié)能設計中間來。一個高水平的建筑師處理太陽能的方法和一個簡單的使用幕墻處理太陽能的辦法完全是不一樣的，既不美觀，又消耗更多的能耗。

我們還要關(guān)注鄉(xiāng)村建筑的提升，控制建筑能耗快速增長。應該研發(fā)推廣適合于鄉(xiāng)村地區(qū)的建筑節(jié)能技術(shù)，包括節(jié)能門窗，畢竟鄉(xiāng)村地區(qū)和城鎮(zhèn)地區(qū)有極大的文化差異和經(jīng)濟差異，門窗設計應該更實用、更節(jié)能。

中國建筑節(jié)能發(fā)展預期是非常美好的，中央和地方各級政府已經(jīng)開始主導建筑節(jié)能工作，我們?nèi)竦慕ㄖ?jié)能意識逐步加強，中國公民現(xiàn)在90%以上都能理解什么叫建筑節(jié)能，這在十年前、二十年前是不可想象的。

當然，建筑節(jié)能的產(chǎn)品制造商，包括節(jié)能門窗、節(jié)能材料、房地產(chǎn)商、建筑設計、施工企業(yè)已經(jīng)齊心協(xié)力行動起來了。建筑節(jié)能是和建筑行業(yè)每個專業(yè)都密切相關(guān)的，無論城市規(guī)劃、建筑設計、建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料以及建筑門窗都密切相關(guān)。我們能看到政府總理每年度會召開一次節(jié)能減排以及應對氣候變化的會議，包括河北省省政府和保定市政府、高碑店市政府，就我本人三年來就參加三次有關(guān)建筑節(jié)能以及建筑節(jié)能門窗的會議。我相信，有全社會的共同努力，中國建筑節(jié)能的目標一定能夠?qū)崿F(xiàn)！

（根據(jù)錄音整理，未經(jīng)本人審閱）

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1671-3362(2015)12-0050-02