1、我國建筑節能現狀分析同濟大學 龍惟定摘 要 本文分別從住宅建筑和公共建筑兩方面的能耗數據，分析了我國建筑能源消費水平低、能源浪費嚴重、用能效率不高、能耗增長潛力大的總體形勢。并提出了對策。關鍵詞 建筑節能，建筑能耗，住宅，公共建筑我國建筑能耗的現狀如何？可以用一句話來概括：“建筑能源消費水平低、能源浪費嚴重、用能效率不高、能耗增長潛力大”。考察一個國家的建筑能耗情況，不能脫離當地的氣候條件和經濟發展水平。從表1可以看出，我國城市的采暖度日數比同緯度甚至高緯度的發達國家城市高，而7月的平均溫度比同緯度乃至低緯度的發達國家城市高。而且，我國哈爾濱和北京的采暖度日數是在采暖期內統計的。這說明我國城市
2、的采暖需求比發達國家大得多。除了采暖需求，夏季還有較大的供冷需求。表1 我國城市氣候與發達國家城市氣候的比較城市緯度采暖度日數1月平均氣溫7月平均氣溫柏林 Berlin522540-0.4 C17.9 C漢堡 Hamburg535531560.5C16.8C紐倫堡 Nrnberg49513010-0.8C18.3C慕尼黑 Munich47493061-2.2C17.3C羅馬Rome4215701.9C(Min)31.2C(Max)哈爾濱 Harbin 455032-19.2C22.8C北京 Beijing 402699-4.3C25.9C東京Tokyo35.715795.2C25.2C舊金山S
3、an Francisco37.616757.7C18.1C亞特蘭大Atlanta33.716625.0C26.0C洛杉磯Los Angeles34127414.6C23.5C達維斯Davis38.715277.3C24.0C休斯頓 Huston29.71371-2.3C22.3C上海3116913.7C27.8C我國與發達國家在建筑節能上的差距，一是在建筑圍護結構熱工性能上；二是在集中空調采暖系統的系統效率上；三是在運行管理水平上。從表2可以看出，與德國節能標準相比，我國采暖建筑圍護結構的最薄弱環節是窗的熱工性能。表2 我國圍護結構熱工性能與德國的比較德國EnEV2004北 京哈爾濱20世紀8
4、0年代1995年節能標準2004年北京市65%標準20世紀80年代1995年節能標準外墻內保溫0.451.280.824層及以上0.600.730.40外保溫0.353層及以下0.45窗戶1.706.404.002.803.262.50屋頂坡屋頂0.300.910.604層及以上0.600.640.30平屋頂0.253層及以下0.45表2說明，我國建筑采暖負荷要大于德國。如果以北京80年代保溫水平計算，在同樣室溫條件下，北京住宅建筑的采暖負荷大致是德國的3-4倍。但負荷并不等于能耗，能耗與室內設定溫度、采暖系統能效，特別是使用時間有很大關系。德國沒有采暖期的概念，只要夜間溫度足夠低，即使在9月
5、份或是5月份，也會啟動采暖設備。由于我國城市采暖度日數普遍高于德國城市，因此合理的住宅建筑能耗比較應該是用單位面積單位度日數的能耗值。表3給出了比較結果。表3 我國部分城市住宅采暖能耗與德國平均值的比較城市北京哈爾濱長春鞍山唐山太原蘭州包頭德國緯度 3945434139373640采暖度日 HDD 269950324642328328533160309440173043能耗 kgce/m2 26.926.125.833.61818.817.42417.8能耗 kWh/m2 219212209274147153147194145單位度日能耗強度 kWh/ m2 HDD 0.08110.04210
6、.04500.08350.05150.04840.04750.04830.0477注：1. 本表國內城市住宅采暖能耗源自文獻1；北京市住宅采暖能耗值源自文獻2；德國住宅采暖能耗值源自文獻3。2. 我國城市采暖度日數除鞍山、包頭外均為最新研究成果，僅指各地采暖期內的度日數。3. 德國采暖度日數是2000年至2004年的5年平均值。 為了方便比較，將住宅單位面積單位度日能耗值繪成直方圖。很明顯，除了北京和鞍山，其它城市的采暖能耗同德國差不多。但是，這其中有幾點是不可比的：圖1 我國住宅單位面積單位度日采暖能耗與德國平均值的比較（kWh/ m2 HDD）首先，如上所述，德國沒有采暖期的概念。其次，由
7、于德國建筑圍護結構保溫良好，尤其是門窗的質量和熱性能是世界一流的，因此，保證了室內溫度的均勻性和環境的舒適性。即提供采暖的質量不一樣。再者，德國采暖系統技術也是世界一流的，系統調節性能好，可以完全根據用戶需求自主調節供熱量，不會出現過冷和過熱。也就是說，保證采暖的能耗“物盡其用”，消耗的能源完全用來滿足需求，沒有浪費。圖2 我國城鎮每百戶家庭房間空調器擁有量的增長我國還有一半的住宅地處夏熱冬冷和夏熱冬暖地區，傳統上是沒有采暖的。隨著經濟發展和氣候變暖，近幾年包括寒冷地區在內，我國城市家庭空調器的擁有量呈快速增長的態勢（見圖2）。但是，由于電費與收入相比，還占較高的比例，因此，多數居民使用空調的
8、時間并不多。根據在上海市的調查，一般家庭年使用空調只有600800小時，有超過一半的家庭冬季從來不使用空調（熱泵）。根據上海市2004年在1萬戶家庭中的調查，平均一次能耗（包括電力和燃氣）只有973kgce/戶（折合13.7kgce/m2a或166.3MJ/m2a），是美國家庭平均能耗（3320kgce/戶）的三四分之一。上海平均每戶年耗電2081kWh，低于美國2001年平均家庭空調（單供冷）耗電（2263kWh），是美國家庭平均耗電（10656kWh）的五分之一。因此，認為我國建筑能耗已經是發達國家的幾倍的提法并不準確，客觀上為“中國能源威脅論”制造了口實。再看公共建筑。近年來很多城市對公
9、共建筑能耗做了調研。但因為迄今為止還沒有開展正規的建筑能耗統計和建筑能源審計，加之各地能夠接受調查的樓宇樣本數有限，所以各地調查數據并不一定反映當地能耗現狀。在數據采集上，以電力、燃氣等用表具按月計量的數據最為準確。像燃油等批量采購的數據，特別是北京地區市政熱網供熱按建筑面積打包收費的耗熱量數據，在各調查中要么是估值、要么干脆回避。筆者采用按住宅2004年調研同樣的采暖能耗量來替代。另外，在各地公開發表的調查數據中，筆者盡量棄用帶有商場的辦公樓的能耗數據。圖3 我國部分城市和地區辦公樓能耗調查結果與日本省能中心（ECCJ）調查結果的比較從圖3中可以看出，除了京津和臺灣省以外，其它城市辦公樓能耗
10、均小于日本的辦公樓能耗。日本的發電效率高于中國，其電力/一次能換算采用2200kCal/kWh，而我國則是2900 kCal/kWh。如果我國的發電效率能達到日本的水平（近年來我國發電效率逐年有所提高），則我國公共建筑能耗還可能更低。就圖3進行分析，可以發現以下幾個問題：(1) 日本辦公樓能耗比中國多數城市高的主要原因，筆者也曾多次與日本學者探討，可以歸結為，第一，日本辦公樓空調運行時間長，晚上有人加班，整棟樓的空調都會運行；第二，日本的“大樓管理法”對辦公樓室內空氣品質做了法律規定，必須確保新風量和空氣處理裝置的過濾級別。因此，日本的建筑節能的歸宿是“以人為本”。(2) 我國臺灣地區辦公樓建
11、筑能耗與日本基本相當。是不是也是出于上述原因，筆者沒有調查，無法妄下結論。(3) 我國北京、天津的能耗高于日本，完全是由于采暖系統的低效率所造成的。像廣州、深圳這樣基本沒有采暖負荷的地區，其能耗值要低于其它城市,也說明空調供冷效率遠大于集中供熱。(4) 圖2中數據都是均值。各地調查也發現，能耗最大的辦公樓能耗值是能耗最小的辦公樓的幾倍。所以，圖2并不能證明各地沒有高能耗公共建筑。根據上面的分析，是不是說，我們就不需要搞建筑節能了？顯然不是的。這恰恰證明，我們必須認真分析中國的國情，科學地、理性地、有重點地、有針對性地發展我國的建筑節能事業。歸納起來有以下幾點：(1) 根據上面的分析，北京地區按
12、“節能50%”標準設計的住宅，其理論采暖能耗值是13.5kgce/m2a，與上海2004年住宅全年能耗相當。由此可見，采暖能耗在我國建筑能耗中占有“半壁江山”，建筑節能的重點應是采暖建筑的節能。要實現實質性建筑節能，就應該重視既有采暖建筑的節能。(2) 對既有采暖住宅建筑的圍護結構節能改造，重點應放在窗戶的改造上，特別要發展不動窗框而改造窗戶的產品和技術。(3) 結合采暖分戶計量改造，使用戶能夠根據需要手動調節采暖散熱器的散熱量。這是采暖建筑能夠實現實質性節能的關鍵。(4) 對夏熱冬冷和夏熱冬暖地區的住宅建筑，其節能目標應該是控制建筑能耗增長相對于經濟增長的彈性系數。即以盡可能少的能耗，去滿足
13、日益增長的需求，改善室內環境。(5) 夏熱冬冷地區住宅圍護結構除了重視遮陽之外，還是需要有保溫。因為該地區住宅空調采暖主要依靠對流型的房間空調器，建筑物保溫主要起到夏季降低內壁面溫度、冬季提高內壁面溫度、避免結露，從而提高舒適性的作用。按照當地人生活習慣，壁面輻射溫度的降低（提高）可以使人們耐受更高（低）的室內空氣溫度，推遲開啟空調的時間，同樣起到節能作用。(6) 夏熱冬冷和夏熱冬暖地區住宅建筑節能，重點不在圍護結構，而在于提高耗能設備的能效。例如采用高能效等級的房間空調器、推廣熱泵熱水器和太陽能熱水器等。(7) 我國公共建筑的主要問題是在管理上。此處所指的“管理”，并不僅指運行管理，它涵蓋了
14、公共建筑建設的全過程。從規劃開始，就沒有把建筑節能和建筑能源系統考慮在內。設計中高估負荷、設備選型偏大、系統不做平衡。設備招標中沒有對能效指標做強制性要求。系統不做“commissioning”。而在運行管理中，多數公共建筑無法做到兼顧節能與室內環境品質，從前些年SARS流行到這些年講節能，我們不少公共建筑的空調運行也經歷了從不惜代價提高室內空氣品質的一個極端，走到以犧牲室內環境為代價而節能的另一個極端。(8) 公共建筑節能要抓“兩頭”，即高能耗建筑和低能耗建筑。前者要通過節能改造降低能耗，如果是能耗特別大的公共建筑，要下決心更換主要用能設備。后者則分成三種情況，一種是該建筑確實通過科學管理實
15、現了節能，應該被樹為“標桿建筑”；另一種是依靠犧牲環境、犧牲服務質量而實現的節能（例如關閉新風、少開設備等），應該限期整改；第三種情況往往出現在一些超標政府辦公樓中，每人占有面積達到上百平米，盡管耗能低，但占用其它資源。這種情況也不符合建設節約型社會的目標，必須整改。參考文獻1. 涂逢祥，建筑節能形勢與政策建議，建筑節能（45），中國建筑工業出版社，2006年4月，ISBN 7-112-08115-72. 王君來，劉應宗，我國北方城市建筑節能現狀及對策探討，河北建筑科技學院學報，第21卷第2期，2004年3. Edelgard Gruber，Behaviour and Energy Consumption in the Residential Sector in Germany，4. 龍惟定，馬素貞，白瑋，我國住宅建筑節能潛力分析除供暖外的住宅建筑能耗，暖通空調，第37卷第5期，2007年5. 龍惟定，我國大型公共建筑能源管理的現狀與前景，暖通空調，第37卷第4期，2007年6. 龍惟定，試論建筑節能的科學發展觀，建筑科學，第23卷第2期，2007年龍惟定 同濟大學中德工程學院 上海200092Tel: 021-69584736, E-mail: weidinglong
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