第1章能源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展

1、建筑節(jié)能建筑節(jié)能 請談談你建筑節(jié)能的理解？請談談你建筑節(jié)能的理解？ 建筑節(jié)能與節(jié)能建筑的區(qū)別建筑節(jié)能與節(jié)能建筑的區(qū)別 ？ 1-1 1-1 能源概論能源概論能量能量 能量能量 熱能熱能 機械能機械能 化學能化學能 核能核能 輻射能輻射能 電能電能 是與物體機械運 動或空間狀態(tài)相 關的能量，包括 固體和流體的動 能、勢能、彈性 能和表面張力能。 設溫度為T的系統(tǒng)的 熵的變化為dS，則 熱能Eq可以表述為： q ETdS （1-5） （1-6） 4 0( ) 100 r T Ec 以電子的流動傳遞 的能量。設驅動電 子流動的電動勢為U， 電流強度為I，則電 能Ee可以表示為： e EUI （1-7）

2、 是原子核內部粒 子相互作用所釋 放的能量。 圖圖1-1示意圖示意圖 1 o Qo T EXWQQQ T QEXAX 在一定的能量中，占的比例越大越大，其能質越高能質越高。 （能量（能量=+） 兩個原則：在熱能利用中，兩個原則：在熱能利用中， （1）不應將高能級的熱能用到低能級的用途；）不應將高能級的熱能用到低能級的用途； （2）盡量實現(xiàn)熱能的梯級利用，減小應用的級差。）盡量實現(xiàn)熱能的梯級利用，減小應用的級差。 1-1 1-1 能源概論能源概論能源能源 一次能源一次能源二次能源二次能源 煤炭、石油、天然氣、水力、核能、煤炭、石油、天然氣、水力、核能、 太陽能、地熱能、生物質能、風能、太陽能、地

3、熱能、生物質能、風能、 潮汐能、海洋能潮汐能、海洋能 電力、城市煤氣、各種石油制品、蒸電力、城市煤氣、各種石油制品、蒸 汽、氫能、沼氣汽、氫能、沼氣 一次能源和二次能源一次能源和二次能源 表表1-1 1-1 1-1 能源概論能源概論能源能源 地熱能地熱能 太陽能太陽能 風能風能 現(xiàn)代生現(xiàn)代生 物質能物質能 小水電小水電 能源能源 從資源的角度分 為可再生能源可再生能源和 不可再生能源不可再生能源。 海洋能海洋能 圖圖1-2 2005年世界各國的能源消費比例年世界各國的能源消費比例 圖圖1-3 2005年世界一次能源消費量構成年世界一次能源消費量構成 圖圖1-4 紐約石油期貨市場油價的變化（截止

4、至紐約石油期貨市場油價的變化（截止至2008年年6月）月） 1-2 1-2 能源與環(huán)境能源與環(huán)境能耗引起環(huán)境污染能耗引起環(huán)境污染 1、大氣污染和酸雨（雪、霧），即跨國界的大氣污染問題； 2、溫室氣體排放問題； 3、臭氧層破壞問題； 4、土地退化和荒漠化問題； 5、水資源短缺和水污染問題； 6、熱帶雨林的迅速減少； 7、生物多樣性（包括基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)）的破壞； 8、有害廢棄物的越境轉移； 9、海洋污染； 10、人口增長過快。 這十大問題或多或少都與人類消耗能源有關，也或多或少與人 類大規(guī)模的建設活動有關。其中最直接的，也是影響最大的問 題是溫室氣體排放、酸雨和臭氧層破壞溫室氣體排放、酸雨和

5、臭氧層破壞。 1-2 1-2 能源與環(huán)境能源與環(huán)境能耗引起氣候問題能耗引起氣候問題 圖圖1-5 1-5 溫效應示意圖溫效應示意圖 圖圖1-6 1-6 從公元元年開始大氣中溫室氣體濃度的變化從公元元年開始大氣中溫室氣體濃度的變化 圖圖1-7 有氣象記錄以來地球表面溫度的變化有氣象記錄以來地球表面溫度的變化 （以（以19611990年平均值為基準）年平均值為基準） 全球變暖潛勢（全球變暖潛勢（global warming potentialglobal warming potential，GWPGWP）： 為了評價各種溫室氣體對全球溫暖化影響的相對能力大小。 1-2 1-2 能源與環(huán)境能源與環(huán)境能

6、耗引起氣候問題能耗引起氣候問題 的累積輻射強迫同一時間段內 體的累積輻射強迫給定時間段內某溫室氣 2CO GWP （1-14） 圖圖1-9 1-9 地球大氣層構造地球大氣層構造 圖圖1-101-10美國航空航天局（美國航空航天局（NASNAS）提供的南極上空圖像（）提供的南極上空圖像（20062006年年9 9月）月） 圖圖1-11 HCFCs1-11 HCFCs淘汰時間表（淘汰時間表（20072007年年9 9月）月） a a）發(fā)達國家；）發(fā)達國家；b b）發(fā)展中國家）發(fā)展中國家 儲采比（儲采比（R/PR/P）：單位為）：單位為“年年”，即剩余的開采年限，表，即剩余的開采年限，表1-1- 3

7、 3。 1-3 1-3 能源與環(huán)境能源與環(huán)境 （1-8） R P 探明可開采量 儲采比 當年開采量 圖圖1-6 2005年我國人均能耗（電耗）與世界各國的比較年我國人均能耗（電耗）與世界各國的比較 圖圖1-7 1-7 我國能源消費的增（億噸標準煤）我國能源消費的增（億噸標準煤） 圖圖1-8 我國電力裝機量的增長（億千瓦）我國電力裝機量的增長（億千瓦） 縱觀我國的能源消費狀況，有以下幾個顯著特點：縱觀我國的能源消費狀況，有以下幾個顯著特點： 1 1、我國的能源消費以工業(yè)為主。、我國的能源消費以工業(yè)為主。 1-3 1-3 能源與環(huán)境能源與環(huán)境 圖圖1-9 20051-9 2005我國各部門能耗比例

8、我國各部門能耗比例 2 2、能源效率低、能源效率低 1-3 1-3 能源與環(huán)境能源與環(huán)境 圖圖1-101-10我國能源效率與我國能源效率與20052005年國際水平的比較年國際水平的比較 （每千美元（每千美元GDPGDP消耗油當量）消耗油當量） 圖圖1-11 我國我國GDP（以（以PPP計算）與計算）與2005年國際水平的比較年國際水平的比較 （每千美元（每千美元GDP消耗油當量）消耗油當量） 3 3、人均能源消費量低，人均生活能耗量更低、人均能源消費量低，人均生活能耗量更低 1-3 1-3 能源與環(huán)境能源與環(huán)境 圖圖1-12 我國人均生活能耗（電耗）的增長我國人均生活能耗（電耗）的增長 4

9、4、農村用能水平很低、農村用能水平很低 我國農村人均生活能耗不到城市的三分之一，人均生我國農村人均生活能耗不到城市的三分之一，人均生 活用電量不到活用電量不到100kWh100kWh，我國很多農村還處于，我國很多農村還處于“能源能源 貧困貧困”之中。之中。 能源貧困是指缺乏電力和高度依賴傳統(tǒng)的生物質燃料能源貧困是指缺乏電力和高度依賴傳統(tǒng)的生物質燃料 （如農業(yè)廢棄物、秸稈、柴草、家畜糞便等），是發(fā)（如農業(yè)廢棄物、秸稈、柴草、家畜糞便等），是發(fā) 展中國家貧困的標志。展中國家貧困的標志。 1-3 1-3 能源與環(huán)境能源與環(huán)境 5 5、能源消費結構以煤為主、能源消費結構以煤為主 1-3 1-3 能源與

10、環(huán)境能源與環(huán)境 圖圖1-19 2006年我國能源消費結構年我國能源消費結構 圖圖1-20 2006年世界能源消費結構年世界能源消費結構 圖圖1-20 2006年世界能源消費結構年世界能源消費結構 3 3、人均能源消費量低，人均生活能耗量更低、人均能源消費量低，人均生活能耗量更低 1-41-4能源與可持續(xù)發(fā)展能源與可持續(xù)發(fā)展 圖圖1-16 中國化石燃料的碳排放系數(shù)（中國化石燃料的碳排放系數(shù)（tC/TJ） 1-41-4能源與可持續(xù)發(fā)展能源與可持續(xù)發(fā)展 圖圖1-17 中國太陽能資源分布圖（中國太陽能資源分布圖（10MJ/m2） 1-41-4能源與可持續(xù)發(fā)展能源與可持續(xù)發(fā)展 圖圖1-18 中國風能資源

11、分布中國風能資源分布 1-41-4能源與可持續(xù)發(fā)展能源與可持續(xù)發(fā)展 圖圖1-19 VAWT的一些形式的一些形式 現(xiàn)代生物質能源的應用也存在一些問題：現(xiàn)代生物質能源的應用也存在一些問題：P22P22，4 4點點 1-41-4能源與可持續(xù)發(fā)展能源與可持續(xù)發(fā)展 圖圖1-20 燃料電池工作原理燃料電池工作原理 補充補充 建筑節(jié)能的重要性、存在問題和主要途徑建筑節(jié)能的重要性、存在問題和主要途徑 （一）建筑節(jié)能的重要性（一）建筑節(jié)能的重要性 （二）建筑節(jié)能存在的問題（二）建筑節(jié)能存在的問題 （三）建筑節(jié)能的主要途徑（三）建筑節(jié)能的主要途徑 （一）建筑節(jié)能的重要性（一）建筑節(jié)能的重要性 l我國現(xiàn)有我國現(xiàn)有4

12、00多億多億m2房屋建筑面積，房屋建筑面積，99%為高能耗建為高能耗建 筑，所以必須進行建筑節(jié)能。筑，所以必須進行建筑節(jié)能。 我國建筑能耗我國建筑能耗 和社會能源消和社會能源消 費總量的變化費總量的變化 南方南方 年增年增3億平方米億平方米 建筑能耗占全國建筑能耗占全國 能耗總量能耗總量29% 29% 南方建筑能耗占全南方建筑能耗占全 國建筑能耗國建筑能耗60% 60% 南方既有建筑南方既有建筑220220億億 平方米平方米 20032003年年20092009年年 百戶擁有空調百戶擁有空調 5858臺臺 百戶擁有空調百戶擁有空調 145145臺臺 年均增長年均增長25%25% 南方建筑能耗的

13、主要特征：南方建筑能耗的主要特征： 1、經濟增長推動建筑能耗的剛性增長、經濟增長推動建筑能耗的剛性增長 2、建筑能耗中、建筑能耗中1/2 2/3是空調能耗是空調能耗 （一）建筑節(jié)能的重要性（一）建筑節(jié)能的重要性 l建筑用能正持續(xù)快速上升，所占社會能耗的比重不斷增建筑用能正持續(xù)快速上升，所占社會能耗的比重不斷增 大。將從目前的大。將從目前的27%左右上升到左右上升到2020年的年的35%左右。左右。 l建設部要求到建設部要求到2020年應在年應在1981年基礎上節(jié)能年基礎上節(jié)能65%，到達，到達 中等發(fā)達國家水平，所以建筑節(jié)能任重而道遠。中等發(fā)達國家水平，所以建筑節(jié)能任重而道遠。 l實施建筑節(jié)能

14、的好處：改善建筑物的室內熱環(huán)境；降低實施建筑節(jié)能的好處：改善建筑物的室內熱環(huán)境；降低 建筑使用能耗；有利于減少大氣污染。建筑使用能耗；有利于減少大氣污染。 （一）建筑節(jié)能的重要性（一）建筑節(jié)能的重要性 l建筑能耗包括建材生產能耗、建筑施工能耗和建筑使建筑能耗包括建材生產能耗、建筑施工能耗和建筑使 用能耗，其中建筑使用能耗占用能耗，其中建筑使用能耗占80-90%。 l建筑使用能耗主要包括采暖、通風、空調、照明、炊建筑使用能耗主要包括采暖、通風、空調、照明、炊 事、電氣等。事、電氣等。 l建筑節(jié)能是一個建筑節(jié)能是一個系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程，必須在能源利用的，必須在能源利用的各個環(huán)各個環(huán) 節(jié)和系統(tǒng)節(jié)和系統(tǒng)

15、從規(guī)劃設計到運行的全過程中貫徹節(jié)能的觀點從規(guī)劃設計到運行的全過程中貫徹節(jié)能的觀點 ，才能取得較好的效果。，才能取得較好的效果。 第1章能源環(huán)境與可 持續(xù)發(fā)展 門窗門窗 防熱防熱 屋頂屋頂 防熱防熱 墻體墻體 防熱防熱 遮陽遮陽 隔熱隔熱 通風通風 遮陽遮陽 隔熱隔熱 遮陽遮陽 隔熱隔熱 節(jié)能率節(jié)能率 國家目標國家目標 節(jié)能貢獻率：節(jié)能貢獻率： 遮陽節(jié)能技術遮陽節(jié)能技術13% 隔熱節(jié)能技術隔熱節(jié)能技術14% 南方建筑節(jié)能的技術路線南方建筑節(jié)能的技術路線 27 % 23% 50% 高效率高效率 圍護：高性能圍護：高性能 設備：設備： 共性技術共性技術 （二）建筑節(jié)能存在的問題（二）建筑節(jié)能存在的問

16、題 l1、現(xiàn)行標準對于室內熱環(huán)境設計指標全國一致、城鄉(xiāng)、現(xiàn)行標準對于室內熱環(huán)境設計指標全國一致、城鄉(xiāng) 一致，不符合實際：一致，不符合實際： 應以全國應以全國5個建筑熱工分區(qū)的熱適應人群為依據，分個建筑熱工分區(qū)的熱適應人群為依據，分 別確定本地區(qū)的室內熱環(huán)境控制指標；別確定本地區(qū)的室內熱環(huán)境控制指標； 同一地區(qū)的熱環(huán)境質量水平應考慮城鄉(xiāng)差別。同一地區(qū)的熱環(huán)境質量水平應考慮城鄉(xiāng)差別。 l2、經典的節(jié)能技術尚未發(fā)揮足夠的節(jié)能效益：、經典的節(jié)能技術尚未發(fā)揮足夠的節(jié)能效益： 圍護結構遮陽、隔熱，窗口通風，墻面隔熱涂料，圍護結構遮陽、隔熱，窗口通風，墻面隔熱涂料， 玻璃貼膜等被動式、低能耗降溫技術的標準強

17、制力度玻璃貼膜等被動式、低能耗降溫技術的標準強制力度 不夠。不夠。 （二）建筑節(jié)能存在的問題（二）建筑節(jié)能存在的問題 l3、南方玻璃建筑空調裝機容量和能耗同比高過一倍：、南方玻璃建筑空調裝機容量和能耗同比高過一倍： 忽視玻璃幕墻建筑整體熱惰性差、削峰能力弱的問忽視玻璃幕墻建筑整體熱惰性差、削峰能力弱的問 題所致。題所致。 現(xiàn)行設計標準推行的現(xiàn)行設計標準推行的“權衡判斷權衡判斷”、“對比評定對比評定” 方法，成為了高能耗方法，成為了高能耗“節(jié)能建筑節(jié)能建筑”泛濫的助推器。泛濫的助推器。 l4、建筑設備的系統(tǒng)運行效率普遍不高：、建筑設備的系統(tǒng)運行效率普遍不高： 系統(tǒng)運行優(yōu)化控制技術，尚未納入強制設

18、計要求；系統(tǒng)運行優(yōu)化控制技術，尚未納入強制設計要求； 設備系統(tǒng)設計者不懂自控，自控設計者不懂運行，設備系統(tǒng)設計者不懂自控，自控設計者不懂運行， 關鍵沒有合作意識。關鍵沒有合作意識。 （二）建筑節(jié)能存在的問題（二）建筑節(jié)能存在的問題 l5、建筑方案設計和規(guī)劃許可管理環(huán)節(jié)建筑節(jié)能嚴重失、建筑方案設計和規(guī)劃許可管理環(huán)節(jié)建筑節(jié)能嚴重失 控：控： 基礎能耗高的設計方案，只能通過大量投入高成本基礎能耗高的設計方案，只能通過大量投入高成本 材料或技術期補救。材料或技術期補救。 根本原因在于方案許可管理無視建筑節(jié)能，違背根本原因在于方案許可管理無視建筑節(jié)能，違背 民用建筑節(jié)能管理條例民用建筑節(jié)能管理條例規(guī)定，

19、城市規(guī)劃管理部門無規(guī)定，城市規(guī)劃管理部門無 此作為難逃其咎。此作為難逃其咎。 （二）建筑節(jié)能存在的問題（二）建筑節(jié)能存在的問題 l6、建筑節(jié)能施工技術水平低、質量安全隱患大：、建筑節(jié)能施工技術水平低、質量安全隱患大： 未經培訓，無證施工，超高層玻璃幕墻、墻體外保未經培訓，無證施工，超高層玻璃幕墻、墻體外保 溫、節(jié)能外窗、建筑外遮陽等質量安全隱患堪憂。溫、節(jié)能外窗、建筑外遮陽等質量安全隱患堪憂。 l7、建筑節(jié)能標準化水平不高：、建筑節(jié)能標準化水平不高： 材料標準、技術標準、標準設計（圖集）、施工工材料標準、技術標準、標準設計（圖集）、施工工 法有待普及。法有待普及。 （三）建筑節(jié)能的主要途徑（三

20、）建筑節(jié)能的主要途徑 l建筑節(jié)能建筑節(jié)能在滿足居住舒適性前提下，采用新型保溫在滿足居住舒適性前提下，采用新型保溫 圍護結構、高效采暖空調、節(jié)能照明設備及利用可再生圍護結構、高效采暖空調、節(jié)能照明設備及利用可再生 能源以達到節(jié)能的目的。能源以達到節(jié)能的目的。 建筑節(jié)能的途徑建筑節(jié)能的途徑 建筑設計建筑設計 建筑設備建筑設備 建筑使用者建筑使用者新能源利用新能源利用 （三）建筑節(jié)能的主要途徑（三）建筑節(jié)能的主要途徑 寒冷地區(qū)：以節(jié)約采暖能耗為主，兼顧夏季空調節(jié)約寒冷地區(qū)：以節(jié)約采暖能耗為主，兼顧夏季空調節(jié)約 ，對圍護結構以保溫為主；，對圍護結構以保溫為主； 夏熱冬冷地區(qū)：既要節(jié)約冬季采暖能耗，也要

21、節(jié)約空夏熱冬冷地區(qū)：既要節(jié)約冬季采暖能耗，也要節(jié)約空 調能耗；對圍護結構既要保溫，又要考慮夏季隔熱；調能耗；對圍護結構既要保溫，又要考慮夏季隔熱； 夏熱冬暖地區(qū)：主要是節(jié)約空調能耗，兼顧冬天采暖夏熱冬暖地區(qū)：主要是節(jié)約空調能耗，兼顧冬天采暖 節(jié)約；對圍護結構主要考慮隔熱。節(jié)約；對圍護結構主要考慮隔熱。 l不同地區(qū)節(jié)能重點不同地區(qū)節(jié)能重點 1.1.試簡述我國建筑節(jié)能的發(fā)展歷史試簡述我國建筑節(jié)能的發(fā)展歷史 ； 2.2.試對我國建筑的總體能耗水平進行描述；試對我國建筑的總體能耗水平進行描述； 3.3.我國建筑節(jié)能難的原因是什么？我國建筑節(jié)能難的原因是什么？ 4.4.我國建筑節(jié)能方面存在的主要問題是什么？我國建筑節(jié)能方面存在的主要問題是什么？ 5.5.我國在建筑節(jié)能方面有哪些標準并存？我國在建筑節(jié)能方面有哪些標準并存？ 6.6.國務院關于建筑節(jié)能的具體要求是什么？國務院關于建筑節(jié)能的具體要求是什么？ 7.7.建設部提出的建筑節(jié)能的十個方面的要求是什建設部提出的建筑節(jié)能的十個方面的要求是什 么？么？ 8.8.建設部提出的建筑節(jié)能的七個方面的工作是什建設部提出的建