建筑節(jié)能現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及解決途徑(一)

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超低能耗建筑是指在圍護結構、能源和設備系統(tǒng)、照明、智能控制、可再生能源利用等方面綜合選用各項節(jié)能技術,能耗水平遠低于常規(guī)建筑的建筑物。
    能源是中國崛起的動力。要保證中國經(jīng)濟2020年比2000年翻一番,就不得不先解決能源問題。不容置疑的是,中國能源發(fā)展正面臨著越來越嚴峻的挑戰(zhàn),能源供不應求和末端低效利用的矛盾越來越突出。而長期以來受“先生產(chǎn)、后生活”的計劃經(jīng)濟思想影響,我國政府一直偏重于工業(yè)節(jié)能而忽略了建筑節(jié)能。據(jù)統(tǒng)計,到2000年底,能夠達到建筑節(jié)能設計標準的建筑累計僅占全部城鄉(xiāng)建筑總面積的0.5%,占城市既有采暖居住建筑面積的9%,絕大部分新建建筑仍是高能耗建筑。
    需要注意的是,伴隨著我國的城市化的飛速發(fā)展,建筑能耗所占社會商品能源總消費量的比例也持續(xù)增加,對國民經(jīng)濟發(fā)展和人民的正常工作生活的影響日益突出。例如,我國空調高峰負荷已經(jīng)超過4500萬kW,相當于2.5倍三峽電站滿負荷出力。由于這期間工業(yè)結構調整導致電力消費持續(xù)下降,空調負荷的增加才沒有使得電力供應不足的問題過于凸現(xiàn)。然而,隨著工業(yè)結構調整的完成和經(jīng)濟的繼續(xù)增長,工業(yè)生產(chǎn)能耗的降低將難以補足建筑能耗的飛速增加,建筑能耗增加導致能源短缺的問題將更加突出。據(jù)統(tǒng)計,目前建筑能耗所占社會商品能源總消費量的比例已從1978年的10%上升到25%左右。而根據(jù)發(fā)達國家經(jīng)驗,隨著我國城市化進程的不斷推進和人民生活水平不斷提高,建筑能耗的比例將繼續(xù)增加,并最終達到35%左右。因此,建筑將超越工業(yè)、交通等其他行業(yè)而最終成為能耗的首位,建筑節(jié)能將成為提高社會能源使用效率的首要方面。
    建筑節(jié)能的經(jīng)濟效益和社會效益無疑是十分重大的,然而長期以來單純依靠建筑節(jié)能設計標準中強制性條文實施卻難以得到推動,這既有政策法規(guī)的原因,也與缺乏深入地開展科學建筑規(guī)劃與設計、加快節(jié)能新技術的開發(fā)及應用有關。
    建筑節(jié)能是一個系統(tǒng)工程,應該立足于我國不同建筑的用能特點和建筑的全生命周期過程,在規(guī)劃、設計、運行等各個階段通過技術集成化的解決手段,降低建筑能源需求、優(yōu)化供能系統(tǒng)設計、開發(fā)新型能源系統(tǒng)方式、提高運行效率。
    我國建筑節(jié)能現(xiàn)狀及技術發(fā)展趨勢
    一.我國建筑能耗狀況和節(jié)能潛力
    我國目前城鎮(zhèn)建筑消耗的能源為全國商品能源的23%—26%。此數(shù)值僅為建筑運行所消耗的能源,不包括建筑材料制造用能及建筑施工過程能耗。目前發(fā)達國家的建筑能耗一般在總能耗的1/3左右。隨著我國城市化程度的不斷提高,第三產(chǎn)業(yè)占GDP比例的加大以及制造業(yè)結構的調整,建筑能耗的比例將繼續(xù)提高,最終將接近發(fā)達國家目前的水平。根據(jù)近30年來能源界的研究和實踐,目前普遍認為建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力、最為直接有效的方式,是緩解能源緊張、解決社會經(jīng)濟發(fā)展與能源供應不足這對矛盾的措施之一。
    我國城鎮(zhèn)建筑能源消耗按其性質可分為如下五類:
    (1)北方地區(qū)采暖能耗
    (2)除采暖外的住宅能耗(照明、炊事、生活熱水、家電、空調)
    (3)除采暖外的普通公共建筑能耗(辦公室、中小型商店、學校等)
    (4)除采暖外的大型公共建筑能耗(寫字樓、酒店、大型購物中心等)
    (5)工業(yè)建筑能耗
    之所以把采暖能耗分出是因為此部分能耗有其特殊性;而把非住宅民用建筑分為普通公共建筑和大型公共建筑是因為這兩類建筑的能源消耗量差別巨大。
    采暖能耗占北方地區(qū)建筑能耗的50%以上。在實施建筑節(jié)能標準之前建造的建筑冬季采暖平均熱指標在30~50W/m2,為北歐相同氣候條件下建筑采暖能耗的2~3倍。通過改進建筑設計、加強圍護結構保溫和有效利用太陽能,可使此部分建筑能耗降低至1/2甚至40%。目前北方城鎮(zhèn)建筑近60%采用不同規(guī)模的集中供熱系統(tǒng)。由于調節(jié)不當導致部分建筑冬天太冷夏季過熱,開窗散熱造成的熱量浪費平均為供熱量的30%以上。部分小型燃煤鍋爐效率低也是造成能耗過高的原因之一。通過建筑保溫、管網(wǎng)系統(tǒng)調節(jié)、提高熱源效率這三方面的改進,我國北方地區(qū)采暖能耗至少可降低60%~70%。
    除采暖外住宅能耗中的用電量為10~30度/(年.M2)。隨著人們生活水平的提高目前呈上升趨勢;生活熱水能耗在大城市中也逐漸加大。推廣節(jié)能燈和節(jié)能家電對降低住宅電耗有重要作用;改進建筑設計、降低夏季空調能耗,也可以使住宅電耗減少3~8度/年.m2,及時開發(fā)和推廣高效的生活用水裝置,可避免由于生活熱水需要量的不斷增長所導致的住宅能耗的增加。若是商業(yè)建筑,因為集中時效的負荷增加,相比較民用建筑,其建筑能耗更大。
    普通公共建筑的能源消耗性質綜合分析看,其照明和電器消耗能源更大。改善建筑設計可降低空調和照明能耗,推廣節(jié)能燈具及其他用電設備可減少電耗,這兩項措施應能使此類建筑能耗降低30%~40%。
    尤其值得注意的是,大型公共建筑目前僅占城鎮(zhèn)總建筑面積的5%~7%,但其用電量為100~300度/(年.M2),為住宅建筑用電量的10倍以上,還不包括采暖。很是驚人的數(shù)字。在我國一線和二線城市,此類建筑的總耗電量大于全市所有居民住宅的總電耗。九五到十五期間我國城市建設的重點是住宅建設,但目前已逐漸轉向大型公共建筑。這些將導致建筑用電量的急劇增加,因此必須采取有效措施,抑制這部分能耗的增加。大型公共建筑中,空調用電占50~60%,照明用電占25~35%,其余為電梯和辦公電器設備用電。與發(fā)達國家比,我國大型公共建筑的平均能耗值高于日本水平,與美國的平均值大體接近。然而調查表明,我國同一地區(qū)同一性質的大型公共建筑,電耗差別可達一倍。因此對于電耗低的大型公共建筑來說,也有很大的節(jié)能潛力。在當前建筑、空調、照明等方面采用先進技術,產(chǎn)生創(chuàng)新性突破,也可以使這部分的電耗降到目前的50%以上即使對于工業(yè)建筑,降低能耗也等于降低產(chǎn)品的能耗,提高產(chǎn)品利潤率空間。
    綜述來說,我國建筑節(jié)能的重點應為:建筑本體的節(jié)能、采暖系統(tǒng)節(jié)能、提高照明和其他電器的效率、大型公共建筑節(jié)能。通過這四方面的努力,有可能使我國單位建筑面積平均能耗降低30%~40%,這意味著建筑節(jié)能有可能使我國總的能源需求量降低10%。