建筑節能 勢在必行

引言
    目前，人類面臨能源短缺和環境惡化兩大問題，而這兩者又緊密聯系，由此帶來的氣候變化已成為21世紀全球經濟發展所遇到的巨大挑戰之一。據有關數據顯示，2002年是142年以來的第二個溫度最高年，地球表面平均溫度大約比19世紀末上升了0.8 ℃，陸地平均溫度比19世紀末上升了1.2 ℃。
    眾所周知，二氧化碳是導致氣候變化的主要原因。在英國、美國等國家，建筑業的能源消耗所產生的二氧化碳已占到全部能源消耗排量的40%；在中國，目前建筑業的能源消耗也占到了全部能源消耗的1/4左右，到2010年，該數據將上升到1/3。
    在資源方面，全球50%的土地、礦石、木材資源被用于建筑；45%的能源被用于建筑的供暖、照明、通風，5%的能源用于其設備的制造；40%的水資源被用于建筑的維護，16%的水資源用于建筑的建造；60%的良田被用于建筑開發；70%的木制品被用于建筑。建筑作為人類文明最重要的產物，耗費了地球約50%的資源，建筑業已成為最不可持續發展的產業。而在今后50年的建筑設計和建造中，還將有大量的建筑維系著過去5000年的模式，因此，探索建筑的可持續發展模式已成為建筑業可持續發展的迫切需要。
    由此可見，推動建筑向節能、綠色、智能化方向發展，將是國際建筑界實現可持續發展理念的大趨勢，也是中國經濟社會面臨的重要任務。

１ 建筑節能的進展
    可持續建筑是目前建筑業發展的最重要的議題。關于可持續發展，世界環境和發展委員會1987年提出：可持續發展就是既滿足當代發展的需要而又不危及到下一代發展的需要。根據聯合國21世紀議程，可持續發展應具有環境、社會和經濟三方面的內容。由此并結合可持續建筑的定義，可以認為低能耗、零能耗建筑屬于可持續發展的第一階段；能效建筑、環境友好建筑屬于第二階段；而綠色建筑、生態建筑屬于可持續建筑發展的第三階段。
    1.1 綠色建筑的定義
關于綠色建筑有許多定義，但歸納起來就是應用環境回饋和資源效率的集成思維去設計和建造的建筑。有人把綠色建筑歸結為具備“4R”的建筑，即“Reduce”,減少建筑材料、各種資源和不可再生能源的使用；“Renewable”，利用可再生能源和材料；“Recycle”，利用回收材料，設置廢棄物回收系統；“Reuse”，在結構允許的條件下重新使用舊材料。
    1.2 綠色建筑在國外的發展及現狀
    20世紀60年代，保羅把生態學和建筑學兩詞合并為Arology，提出了著名的生態建筑（綠色建筑）的理念。20世紀70年代，石油危機的爆發，使人們清醒的意識到，以犧牲生態環境為代價的高速文明發展史是難以為繼的。耗用自然資源最多的建筑產業必須改變發展模式，走可持續發展之路。30多年來，綠色建筑由理念到實踐，在發達國家逐步完善，形成了較成體系的設計方法、評估方法，各種新技術、新材料層出不窮。
    在英國，政府已制定了一系列政策和制度來促進高能效技術在新建建筑和既有建筑改造中的應用。在低碳排放量方面，英政府也采取了一些新的規劃和經濟激勵政策。英國還有很多來自政府和其他組織的機制，如：碳排量信譽（the carbon trust），節能信譽（energy saving trust），建筑研究組織（Building Research Establishment），皇家特許建筑設備工程師協會（Chartered Institution of Building Services Engineers），這些機制和組織為推進新建筑和既有建筑在能效和溫室氣體排放方面的不斷進步做出了巨大貢獻。另外，英國在科技研究和革新方面投入很大，并已在可持續建筑領域取得了顯著成果。
    在奧地利，目前約有24％的能源由可再生能源提供，這在國際上是屬于發展較好的。
德國目前大力發展擁有公共綠地和具有環境友好性的建筑。在基礎設施方面，德國非常注重種植屋面、多孔滲水路面、各種排水設施、露天花園等低污染、低環境影響的基礎設施的利用。目前德國是歐洲太陽能利用最好的國家之一。德國政府對環境的管理很有成效，為推動巴伐利亞環境公約的實施進程，政府采取了一系列的激勵手段，如對一些具有較高環保性能的項目減免費用、簡化手續等。
    在美國，聯邦政府已頒布了很多綠色建筑政策，并已取得了顯著成效。而且還鼓勵人們在進行建筑設計和建筑改造中結合能源之星（Energy Star）或LEED的方法開展工作，以降低建筑能耗、促進建筑的可持續發展．
    1.3 綠色建筑在中國的發展
    就能源消費而言，我國人均煤炭儲量占世界平均水平的1/2；人均石油儲量占世界人均水平的11%；天然氣僅為4.5%；而目前中國單位面積能耗是發達國家的2～3倍以上。就土地的消耗而言，中國人均耕地只有世界人均耕地的1/3，水資源僅是世界人均占有量的1/4 ；實心黏土磚每年毀田8000hm2（80km2）。物耗水平與發達國家相比，鋼材消耗高出10%～25%，每拌和1m3混凝土要多消耗水泥80kg，衛生潔具的耗水量高出30%以上，而污水回用率僅為發達國家的25%。
發展綠色建筑意義重大。近年來，我國在這方面也做了不少工作：2004年2月，建設部制定了《建筑節能試點示范工程（小區）管理辦法》；2004年2月25日，作為科技奧運十大項目之一的“綠色建筑標準評估體系研究”項目順利通過驗收，它作為我國第一套建筑行業綠色標準，首先應用于奧運建設項目；2005年修訂了《民用建筑節能管理規定》，頒布實施了《公共建筑節能設計標準》；2006年頒布了《綠色建筑評價標準》。
    但是總體來說，我國的綠色建筑發展還處于起步階段，我們要借鑒世界各國在綠色建筑發展中的一些經驗，結合我國國情，制定相應的方針措施，以促進我國建筑業的可持續發展。

2 我國建筑能耗現狀
    廣義上的建筑能耗包括建筑運行使用能耗和建材生產與建筑建造過程的能耗，但由于兩者屬于不同領域的問題，節能的重點和技術措施也有不同，下面僅討論建筑運行使用能耗。我國建筑可分為工業建筑、農村居住建筑和城鎮民用建筑三大類。我只討論城鄉民用建筑（包括居住建筑和公共建筑）使用過程中的能源消耗及相關節能問題。
    我國建筑總能耗約占社會終端能耗的20.7％。其中，北方城鎮建筑采暖和農村生活用煤約為1.6億噸標煤／年，占我國2004年煤產量的11.4％；建筑用電和其它類型的建筑用能（炊事、照明、家電、生活熱水等）折合為電力，總計約為5500億度／年，占全國社會終端電耗的27％～29％。因此，降低建筑能耗是節能工作中最重要的任務之一。
我國城鄉民用建筑總面積約為400億 ｍ2，能源消耗狀況可分5類進行分析（見表１）。５類建筑能耗（折合為電力）的比例情況見圖1。
    數據來源：《中國統計年鑒２００４》，中國統計出版社。
    標準煤按發電效率折合等效電，１ 度電（ｋＷｈ）＝３５０ｇ 標準煤。
    2.1 北方城鎮采暖能耗
    從圖1中可以看出，我國北方城鎮采暖能耗占全國建筑總能耗的36%，為建筑能源消耗的最大組成部分。單位面積采暖平均能耗折合標準煤為20kg/m2?年，為歐洲等同緯度條件下建筑采暖能耗的2～4倍。能耗高的原因主要有3個。一是圍護結構保溫不良。目前我國建筑外墻平均的保溫水平為北歐等同緯度發達地區的1/2～1/4，這使得冬季采暖需要熱量較之高出2～3倍。二是供熱系統效率不高，各輸配環節熱量損失嚴重。我國70%以上的采暖建筑采用集中供熱方式，由于系統本身的問題導致末端冷熱不均和熱源難以隨氣溫的變化及時調節，從而使系統損失的熱量高達30%。三是熱源效率不高。由于大量小型燃煤鍋爐效率低下，部分大型燃煤鍋爐和各種燃氣鍋爐有的效率也較低，熱源目前的節能潛力在15%～20%。
    2.2 大型公共建筑能耗
    大型公共建筑指單體面積超過2萬m2并采用中央空調的公共建筑。目前我國有5億m2左右這樣的建筑。其用能設備包括空調、照明、電梯、辦公設備等多個系統。我國大型公共建筑的耗電量為70～300kWh/m2?年，為住宅的10～20倍，是建筑能源消耗的高密度領域。盡管該類建筑目前的用電水平與歐美發達國家相當，但調查結果表明，這類建筑能源浪費現象仍較嚴重，有很大的節能潛力。
    隨著我國城市建設的發展，大型公共建筑的增長速度非?？?，占新建建筑總面積的比例也越來越大。在這種情況下，其高密度用電將導致民用建筑用電量的急劇增加。
    2.3 住宅與一般公共建筑的非采暖能耗
    我國城鎮的住宅總面積約為100億m2。除采暖外的住宅能耗包括照明、炊事、生活熱水、家電、空調等，折合用電量為10～30 kWh/m2?年，用電量約占我國全年共電量的8%。
    目前這兩類建筑的能耗水平低于發達國家，這主要是由于建筑提供的服務水平不高。由于我國能源費用相對于居民收入偏高，我國的絕大部分城鎮住宅的用電水平較低。如大部分城市居民習慣夏天很熱時才開空調，生活熱水用量遠小于發達國家水平，南方地區冬天室內溫度即使低于16℃業務采暖措施。如大部分學校、軍隊營房、一般辦公建筑中主要用電設備還僅為燈具，用電密度低。
    隨著生活水平的提高，住宅和一般公共建筑內用戶提出了更高的建筑服務水平要求。如住宅內生活熱水、家用電器的需求增長，一般公共建筑中電器數量增多等，都將造成這兩類建筑能耗的增長。此外，近年來在一些大城市出現了一批高檔豪華住宅，戶均用電水平幾倍甚至幾十倍于普通住宅。隨著我國經濟發展和高收入人群的增加，此類高能耗住宅將有大幅增長的趨勢。對于能耗原本較低的一般辦公建筑進行二次裝修和加裝中央空調系統，盲目提高建筑內部的“豪華性”，也會造成此類建筑能耗的成倍增長。

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