一、中国建筑能耗基本情况和几本问题
我国正处于房屋建筑的高峰时期,建筑速度之快,规模之大,可谓前所未有。2003年,我国城乡建筑竣工面积达20.3亿平方米(其中城镇12.7亿平方米),超过所有发达国家年建成建筑面积的总和。但令人忧虑的是,在新竣工的建筑中,节能建筑面积不到1亿平方米,尚不足竣工建筑的5%。至今,在我国城乡既有建筑约400亿平方米中(其中城市约140亿平方米),只有3.2亿平方米房屋是节能建筑,不到全国既有建筑的1%。
我国是一个能源短缺的国家,但我国单位建筑面积能耗目前却是发达国家的2至3倍。与发达国家相比,我国建筑钢材消耗高出10%至25%,每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤;卫生洁具的耗水量高出30%以上,而污水回用率仅为发达国家的25%。此外,在我国人均耕地只有世界人均耕地1/3的情况下,实心黏土砖每年毁田12万亩。
我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤,占全国能源消费总量的11.5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。
我国节能工作与发达国家相比起步较晚,能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4~5倍,屋顶为2.5~5.5倍,外窗为1.5~2.2倍;门窗透气性为3~6倍;总耗能是3~4倍。
二、我国学要发展的重点领域
1.优化建筑设计
建筑造型及围护结构形式对建筑物性能有决定性影响。直接的影响包括建筑物与外环境的换热量、自然通风状况和自然采光水平等。而这三方面涉及的内容将构成70%以上的建筑采暖通风空调能耗。不同的建筑设计形式会造成能耗的巨大差别。然而,建筑物是个复杂系统,各方面因素相互影响,很难简单地确定建筑设计的优劣。例如,加大外窗面积可改善自然采光,在冬季还可获得太阳能量,但冬季的夜间会增大热量消耗,同时夏季由于太阳辐射通过窗户进入室内使空调能耗增加。这就需要利用动态热模拟技术对不同的方案进行详细的模拟测试和比较。
2.建筑围护结构材料和部品
开发新的建筑围护结构部件,以更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求,甚至可根据变化了外界条件随时改变其物理性能,达到维持室内良好的物理环境同时降低能源消耗的目的。这是实现建筑节能的基础技术和产品。主要涉及的产品有:外墙保温和隔热、屋顶保温和隔热、热物理性能优异的外窗和玻璃幕墙、智能外遮阳装置以及基于相变材料的蓄热型围护结构和基于高分子吸湿材料的调湿型饰面材料。自上个世纪90年代起,我国自主研发和从国外吸收消化的外墙、屋顶保温隔热技术被慢慢的采用。尤其外墙外保温可通风装饰板、通风型屋顶产品、通风遮阳窗帘的使用,都大大提高产品的质量、降低建筑运行成本。
3.建筑中的可再生能源技术
可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等多种形式。可再生能源日益受到重视。开发利用可再生能源世界能源是持续发展战略的重要组成部分。太阳能既是一次性能源又是可再生能源,资源丰富对环境无污染,是一种非常洁净的能源。应提倡在建筑中广泛应用。
4.其他方面还有很多包括:通风装置与排风热回收装置与各种泵技术。
三、建筑节能在我国的发展现状及前景分析
由于建筑用能数量巨大,以及其对环境的重大影响,建筑节能事业就在世界上蓬勃兴起,成为大家共同关注的热点问题。我国建筑节能工作的进展,对于全球温室气体的排放,对于经济的持续稳定发展,对于世界建筑节能产品市场,都将产生十分显著的影响。
一、建筑节能在社会发展中的重要性
㈠建筑节能是社会经济发展的需要
经济的发展,依赖于能源的发展,要能源提供动力。“八五”期间,我国国内生产总值平均年增长1l.8%,而一次商品能源平均年增长才3.6%,今后能源生产的增长速度还将长期滞后于生产总值的增长速度,由此可见,能源短缺对于我国经济的发展是一个根本性的制约因素,国家经济要发展,就非依赖于节能不可。从能源资源条件看,我国煤炭和水力资源比较丰富,但煤炭的经济可采储量和可开发的水电量按人均水平,均低于世界人均水平的一半,至于石油和天然气就更少了。如果我们继续不断挥霍自然资源,竭泽而渔,势必贻患子孙。为了后代可持续利用国家的能源储藏,我们现在就必须节约能源。
㈡建筑节能是减轻大气污染的需要
近十几年来,世界上越来越关心燃烧矿物燃料所产生的污染问题,各发达国家的节能政策,也是以减少燃料燃烧的排放物为明确的目标。其原因是,人们已经认识到,所排放的颗粒物以及碳和氮的氧化物会危害人体健康,并造成环境酸化,而造成的二氧化碳积累,将导致地球气候产生重大变化。如水旱灾害更加频繁和猛烈,海平面升高使一些岛国被淹没,飓风愈加凶猛并向高纬度扩展,大量物种迅速灭绝等等,从而使人类生存面临重大危机。特别是我国,煤炭占能源消费总量的3/4左右,造成的大气污染主要受煤烟型污染。随着城镇建筑的迅速发展,采暖和空调建筑、生活和生产用能日益增加,向大气排放的污染物急剧增长,环境形势十分严峻。大气污染以煤烟为主,以尘和酸雨的危害最大,建筑采暖和炊事用能是造成大气污染的两个主要因素。几个大气污染指标,如总悬浮颗粒、降尘、二氧化碳和氮氧化物,北方城市高于南方城市,采暖期重于非采暖期。一些城市如重庆、兰州,沈阳、北京等地,空气污染情况严重。上述污染物是许多疾病的致病因素,对居民健康造成严重危害。我国排放的二氧化碳已占世界第二位,建筑用能的二氧化碳排放量占到全国用能排放最的1/4,随着建筑物的大量建造,情况可能还会进一步恶化,前景确实令人担忧。
㈢建筑节能是改善建筑热环境的需要
随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高,舒适的建筑热环境日益成为人们生活的需要。在发达国家,适宜的室温已成了一种基本需要,他们通过越来越有效地利用好能源,满足这种需要,无论是冬天还是夏天。
在我国,这种需要也在日益迫切,这与我国大部分地区冬冷夏热的气候特点关系很大。与世界同纬度地区相比,1月平均气温我国东北要低14~18℃,黄河中下游要低10~14℃,长江以南要低8~10℃,东部沿海要低5℃左右;而7月平均气温,我国绝大部分地区却要比同纬度地区高出1.3~2.5℃。加之,热天整个东部地区温度均高,冷天东南地区仍保持高湿度。因此,夏天闷热,冬天潮凉,使人更加难受。北京日平均气温低于10℃的冬季,一年平均有158d;高于22℃的夏季,一年平均有98d。冬季和夏季的时间,一共长约8个半月,而气候宜人的春天和秋天,才只有3个半月。由此可见,我国冬冷夏热的问题是相当突出的,人民生活越是改善,越不堪忍受寒冬暑夏的折腾。冬天需要采暖,夏天想要空调,这都需要能源的支持,其中对优质能源的需求量增长更快。而我们的能源供应特别是优质能源供应十分紧张。从宏观上看,只有在同时实现节约能源与加速能源开发的条件下改善热环境,这种改善才有可能,否则只是无米之炊,只能加重国家的困难。