談?wù)勎覈ㄖ?jié)能現(xiàn)狀及技術(shù)途徑

冉黎

【摘要】當(dāng)前我國仍然是一個發(fā)展中國家，人口基數(shù)大，人均能源資源相對匱乏。同時，我國又是一個建筑大國，每年新建房屋面積超過所有發(fā)達(dá)國家每年建成建筑面積的總和。隨著我國到本世紀(jì)中葉將建成富強(qiáng)、民主、文明、和諧、美麗的社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國，我國建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，建筑能耗急劇增長。目前，我國建筑用能浪費(fèi)極其嚴(yán)重，而且建筑能耗增長的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中國能源生產(chǎn)增長的速度，如果這種高耗能建筑持續(xù)發(fā)展下去，國家的能源生產(chǎn)勢必難以長期支撐，如果在建筑中積極提高能源使用效率，就能夠大大緩解國家能源緊缺狀況，促進(jìn)中國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。因此，建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)國家節(jié)能規(guī)劃目標(biāo)、減排溫室氣體的重要措施，符合全球發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能 現(xiàn)狀 技術(shù)途徑

一、我國建筑節(jié)能現(xiàn)狀

我國建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費(fèi)量中所占的比例已從上世紀(jì)七十年代末的10%，上升到當(dāng)前27.45%，而國際上發(fā)達(dá)國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷，國家建設(shè)部科技司研究表明，隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善，我國建筑耗能比例最終還將上升至35%左右。如此龐大的比重，建筑耗能已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋。

高耗能建筑比例大，加劇能源危機(jī)。2000年末，我國建筑年消耗商品能源共計(jì)3.76億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全社會終端能耗總量的27.6%，而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻(xiàn)率”已經(jīng)達(dá)到了25%。因高耗能建筑比例大，單北方采暖地區(qū)每年就多耗標(biāo)準(zhǔn)煤1800萬噸，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)70億元，多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續(xù)發(fā)展，到2020年，我國建筑耗能將達(dá)到1089億噸標(biāo)準(zhǔn)；到2020年，空調(diào)夏季高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個三峽電站滿負(fù)荷能力，這將會是一個十分驚人的數(shù)量。據(jù)分析，我國處于建設(shè)鼎旺期，每年建成的房屋面積高達(dá)16億至20億平方米，超過所有發(fā)達(dá)國家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建設(shè)增速，預(yù)計(jì)到2020年，全國高耗能建筑面積將達(dá)到700億平方米。因此，如果不開始注重建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，將直接加劇能源危機(jī)。

我國建筑節(jié)能狀況落后，在70年代能源危機(jī)后，發(fā)達(dá)國家開始致力于研究與推行建筑節(jié)能技術(shù)，而我國卻忽視了這一方面的問題。時至今日，我國建筑節(jié)能水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。舉例說明，國內(nèi)絕大多數(shù)采暖地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱功能都比氣候相近的發(fā)達(dá)國家差許多。外墻的傳熱系數(shù)是他們的3.5至4.5倍，外窗為2至3倍，屋面為3至6倍，門窗的空氣滲透為3至6倍。歐洲國家住宅的實(shí)際年采暖能耗已普遍達(dá)到每平方米6升油，大約相當(dāng)于每平方米8.57公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，而在我國達(dá)到節(jié)能50%的建筑，它的采暖耗能每平方米也要達(dá)到12.5公斤，約為歐洲國家的1.5倍。例如與北京氣候條件大體上接近的德國，1984年以前建筑采暖能耗標(biāo)準(zhǔn)和北京目前水平差不多，每平方米每年消耗24.6至30.8公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，但到了2001年，德國的這一數(shù)字卻降低至每平方米3.7至8.6公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，其建筑能耗降低至原有的1/3左右，而北京卻一直是22.45。

二、技術(shù)途徑

1.優(yōu)化建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)

面對全球能源環(huán)境問題，不少全新的設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生，如微排建筑、低能耗建筑、零能建筑和綠色建筑等，它們本質(zhì)上都要求建筑師從整體綜合設(shè)計(jì)概念出發(fā)，堅(jiān)持與能源分析專家、環(huán)境專家、設(shè)備師和結(jié)構(gòu)師緊密配合。在建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)時，根據(jù)大范圍的氣候條件影響，針對建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征，重視利用自然環(huán)境（如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等）創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)微氣候，以盡量減少對建筑設(shè)備的依賴。

2.改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部件（屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽設(shè)施）的設(shè)計(jì)對建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有根本的影響。一般增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用僅為總投資的3%～6%，而節(jié)能卻可達(dá)20%～40%。通過改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳人室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。首先，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)各組成部件的熱工性能，一般通過改變其組成材料的熱工性能實(shí)行，如歐盟新研制的熱二極管墻體（低費(fèi)用的薄片熱二極管只允許單方向的傳熱，可以產(chǎn)生隔熱效果）和熱工性能隨季節(jié)動態(tài)變化的玻璃。然后，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗軟件DOE-2.0的計(jì)算結(jié)果為指導(dǎo)，選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)組合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。最后，評估圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部件與組合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，以確定技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

3.提高終端用戶用能效率

高能效的采暖、空調(diào)系統(tǒng)與上述削減室內(nèi)冷熱負(fù)荷的措施并行，才能真正地減少采暖、空調(diào)能耗。首先，根據(jù)建筑的特點(diǎn)和功能，設(shè)計(jì)高能效的暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)，例如：熱泵系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)等。然后，在使用中采用能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督和調(diào)控室內(nèi)的舒適度、室內(nèi)空氣品質(zhì)和能耗情況。如歐洲國家通過傳感器測量周邊環(huán)境的溫、濕度和日照強(qiáng)度，然后基于建筑動態(tài)模型預(yù)測采暖和空調(diào)負(fù)荷，控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。在其他的家電產(chǎn)品和辦公設(shè)備方面，應(yīng)盡量使用節(jié)能認(rèn)證的產(chǎn)品。

4.提高總的能源利用效率

從一次能源轉(zhuǎn)換到建筑設(shè)備系統(tǒng)使用的終端能源的過程中，能源損失很大。因此，應(yīng)從全過程（包括開采、處理、輸送、儲存、分配和終端利用）進(jìn)行評價，才能全面反映能源利用效率和能源對環(huán)境的影響。建筑中的能耗設(shè)備，如空調(diào)、熱水器、洗衣機(jī)等應(yīng)選用能源效率高的能源供應(yīng)。例如，作為燃料，天然氣比電能的總能源效率更高。采用第二代能源系統(tǒng)，可充分利用不同品位熱能，最大限度地提高能源利用效率，如熱電聯(lián)產(chǎn)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]孔祥鑫.北京：明年完成公共建筑節(jié)能改造600萬平方米[J].工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，2017（10）