建筑節(jié)能的意義與主要途徑

建筑節(jié)能的意義與主要途徑能源是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件。20世紀70年代的石油危機，對石油進出口的經(jīng)濟發(fā)展和社會生活產(chǎn)生極大的影響，給發(fā)達國家敲響了能源供應緊張的警鐘。同時能源大量消費造成了大氣污染和全球溫室效應，生態(tài)環(huán)境迅速惡化。1、建筑節(jié)能的意義實現(xiàn)建筑的“四節(jié)一環(huán)?！毙枰壳爸袊?jīng)濟發(fā)展最大的問題就是整個經(jīng)濟增長存在高投入、高消耗、高排放、高污染、低效率、難循環(huán)。我國已成世界第二大能源消費國。據(jù)統(tǒng)計，2003年我國GDP占世界4%，可是資源消耗情況是：石油消耗了7.4%、原煤31%、鐵礦30%、鋼材21%、氧化鋁25%、水泥40%。我們必須重視建筑節(jié)能的原因人均能源短缺中國自然與能源資源相對貧乏，中國自然資源總量排世界第七位；能源資源總量約4億噸標準煤，居世界第三位。我國人口眾多，到2000年底全國有12.6億人，其中城鎮(zhèn)4.58億，占全國36.22%；農(nóng)村8.07億人，占63.78%。據(jù)統(tǒng)計，我國的能源儲蓄與世界人均數(shù)相比：煤51.3%、石油1.3%、天然氣3.8%，能源資源條件決定了以煤為主的能源結構，必須高度重視國家的能源安全。環(huán)境保護的壓力大建筑能源消耗引起的污染嚴重，建筑用能對全國溫室氣體排放的“貢獻率”已達25%，中國北方城市冬季由于燃煤導致空氣污染指數(shù)是世界衛(wèi)生組織推薦的最高標準的2~5倍。經(jīng)濟增長帶來的環(huán)境污染問題十分突出，已成為進一步發(fā)展的制約因素。中國的主要污染物排放量均居世界第一位。大氣環(huán)境嚴重污染的問題已經(jīng)成為影響人民生活和社會發(fā)展、改善投資環(huán)境的障礙之一，也是長期困擾領導和百姓的重要問題之一。新疆主要城鎮(zhèn)污染源主要有：煙塵、揚塵、汽車尾氣、主要表現(xiàn)為采暖期的煤煙型污染；采暖期煤煙型污染源自建筑的高能耗；建筑采暖的高能耗源于建筑的保溫性能差；建筑的保溫性能差源于建筑沒節(jié)能。治理大氣環(huán)境污染應把開展建筑節(jié)能、減少煤的燃燒量作為優(yōu)先途徑?？照{(diào)負荷加大近幾年空調(diào)建筑有了很大發(fā)展，炎熱夏季城市電網(wǎng)高峰負荷約有1/3用于空調(diào)制冷，夏天空調(diào)能耗不僅能增加煤炭資源的消耗，而且造成環(huán)境污染，排出的熱量又增加城市的熱島效應，都對環(huán)境造成很大的危害。經(jīng)濟增長帶來的環(huán)境污染問題十分突出，已成為國民經(jīng)濟進一步發(fā)展的制約因素。環(huán)境污染造成的經(jīng)濟損失約占GDP的3—4%,中國主要污染物排放量均居世界第一位。建筑能耗急驟增加房屋建筑的增加要消耗大量的能源我國正處在房屋建筑的高峰時期，建筑規(guī)模之大，在中國和世界歷史上都是前所未有的，中國每年新建建筑竣工面積大于各發(fā)達國家每年新建建筑竣工面積總和。我國城鄉(xiāng)現(xiàn)有建筑總面積約400億平方米，這些建筑在使用過程中，其采暖、空調(diào)、通風、炊事、照明、熱水供應等方面要不斷消耗大量的能源。目前建筑能耗已占全國總能耗的近30%。根據(jù)發(fā)達國家的經(jīng)驗，這個比例還會持續(xù)上升并將最終達到35%左右。與氣侯條件相近的發(fā)達國家相比，我國每平方米建筑采暖能耗約為他們的2~3倍，而建筑熱舒適程度則遠不如他們。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，預計到2020年，我國還將新增建筑面積約300億平方米，建筑耗能必將對我國的能源資源造成長期的影響。全社會的總用能在不斷增加隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，全社會的總用能也在不斷增加，建筑用能所占的比例不斷上升，使得能源緊缺加劇。中央提出2020年達到小康水平，GDP較2000年翻兩番，這就是意味著2000年到2020年國民生產(chǎn)總值年均要增長7.2%，但中國的能源總產(chǎn)量是年平均最多只能增長4%左右。也就是說，只能用大約“翻一番”的能源，保證“翻兩番”的GDP增長目標。這種高增長、高消耗、高污染的經(jīng)濟增長方式，不可能如此長期持續(xù)下去。近幾年連年能源消費增長速度均高于GDP增長速度，這是對我們過度消費能源的嚴重警告。人民生活水平的提高，人均能耗迅速增長目前，房屋建筑繼續(xù)增加，人口每年增加約900萬人，近幾年每人每年平均新增房屋面積1.3~1.5面。以烏魯木齊為例，現(xiàn)在人均居住建筑面積約15面,到“十一五”末將增加到25面。目前，中國人均GDP超過1000美元，這正是居民消費進入上升階段，人民生活條件進一步改善，人均能耗迅速增加，特別是建筑與交通能耗必然會快速增長。城鎮(zhèn)化的發(fā)展，建筑用能迅速增長隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，我國建筑用能還在快速增加。城市化不斷加快，平均每年有1500萬以上的農(nóng)村人口向城市轉(zhuǎn)移，而每個城市人口與農(nóng)村人口用能量的比例為3.5:1。同時人們對建筑熱舒適性的要求越來越高，有通風要求，采暖要求，空調(diào)要求，都將消耗大量的能源。建筑節(jié)能潛力巨大建筑節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水和節(jié)材有巨大潛力總體目標：到2020年,我國住宅和公共建筑建設的資源消耗水平要接近或達到現(xiàn)階段中等發(fā)達國家的水平。建筑在建造和使用中消耗大量能源直接消耗的能源占全社會總耗能的30%;建材的生產(chǎn)能耗占16.7%；用水占城市用水的47%；建筑使用的鋼材占全國用鋼量的30%；水泥用量占全國水泥用量的25%。目前烏魯木齊現(xiàn)有各類建筑約7000萬^,按建筑節(jié)能標準要求,耗煤量指標為17kg標準煤（相當于23kg42張恒業(yè)原煤），而實際上每平方米每個采暖期耗煤量為47kg原煤，有的甚至高達60kg原煤（均不含供熱用電的耗煤量），每年用于冬季采暖耗煤約329萬噸，如果實現(xiàn)了節(jié)能50%的目標，每個采暖期就可節(jié)煤160多萬噸。建筑節(jié)能是發(fā)展國民經(jīng)濟的需要。能源是發(fā)展國民經(jīng)濟、改善人民生活水平的重要物質(zhì)基礎。據(jù)測算，我國年需各種能源共17億噸標準煤，但生產(chǎn)的能源僅有13.7億噸標準煤，遠低于世界平均水平。（經(jīng)換算，1kg普通煤為0.712?0.786kg標準煤，或1kg標準煤為1.27?1.40kg普通煤。為了比較和統(tǒng)計計算，其他能源也可以按發(fā)熱量換算成標準煤）。我國能源生產(chǎn)的增長速度長期滯后于國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長速度，能源短缺是制約國民經(jīng)濟發(fā)展的根本性因素。因此，節(jié)約能源是發(fā)展國民經(jīng)濟的客觀需要。中國的能源蘊藏量位居世界前列，同時也是世界第二大能源生產(chǎn)國與消費國。中國能源開發(fā)利用呈現(xiàn)出三個主要特點：.能源以煤炭為主，可再生資源開發(fā)利用程度很低。.能源消費總量不斷增長，能源利用效率較低。.能源消費以國內(nèi)供應為主，環(huán)境污染狀況加劇，優(yōu)質(zhì)能源供應不足。據(jù)專家預測，中國的石油資源還能開采41年，煤炭資源可以開采30年。（山東的煤炭資源還可以開采20年）我國能源消費結構以煤炭為主。我國煤炭和水利資源蘊藏量豐富，但能源消費結構是以煤炭為主，煤炭占3/4以上，我國建筑采暖用煤約占75%以上，其他高質(zhì)能源所占比例很小，這與發(fā)達國家存在很大差距。例如，在采暖能源中，法國：電力占5%,天然氣占50%,煤和石油等只占10%；荷蘭：天然氣占46%,石油占46%,煤占6%,其他占2%。二十多年以來，中國建筑迅速發(fā)展，僅近幾年，全國每年竣工的房屋面積約20億面,其中公共建筑3?4億面,我國新建建筑規(guī)模已經(jīng)超過了歐美各發(fā)達國家之和。但是建筑能耗的增長遠高于能源的增長速度。我國既有建筑及每年新建建筑量巨大，加之居住人口眾多，建筑能耗占全國總能耗的1/4以上，特別是高能耗建筑大量建造，建筑能耗的增長遠高于能源生產(chǎn)的增長速度，尤其是電力、燃氣、熱力等優(yōu)質(zhì)能源的需求急劇增加。鑒于建筑用能的嚴重浪費，抓緊建筑節(jié)能工作是國民可持續(xù)發(fā)展的重大課題。建筑節(jié)能是提高經(jīng)濟效益的重要措施。建筑節(jié)能需要投入一定的資金，但投入少、產(chǎn)出多。實踐證明，只要選擇適合當?shù)貤l件的節(jié)能技術，使用4%?7%的建筑造價，可達到節(jié)能要求。建筑節(jié)能的回收期一般為3?6年，與建筑物使用周期50?100年相比，其經(jīng)濟效益是非常突出的，可見節(jié)能建筑在一次投資后，可短期內(nèi)回收，并能長期獲益。此外，新的節(jié)能建筑的大量興建，加上既有建筑的大規(guī)模節(jié)能改造，將產(chǎn)生巨大的市場需求，可以帶動新型建材、節(jié)能技術等十幾個新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動建設行業(yè)科技進步，促進產(chǎn)業(yè)結構升級和產(chǎn)品結構校正，拉動國民經(jīng)濟增長。建筑用能已逐步成為我國能源消費的主體之一。減少建筑能耗是中國可持續(xù)發(fā)展必須研究解決的重大問題。.3建筑節(jié)能是減輕大氣污染和改善建筑熱環(huán)境的需要,建筑節(jié)能可改善大氣環(huán)境。我國建筑采暖能源以煤炭為主，約占75%。目前我國采暖煤排放二氧化碳每年約1.9億噸，排放二氧化硫近300萬噸，煙塵約300萬噸，造成嚴重大氣環(huán)境污染。眾所周知，二氧化碳及二氧化硫給大氣、生態(tài)環(huán)境、人類的身體健康造成的危害不可估量。所以，降低建筑能耗，提高建筑節(jié)能效果是改善大氣環(huán)境43的重要途徑。建筑節(jié)能可以改善室內(nèi)熱環(huán)境（室內(nèi)熱環(huán)境是對室內(nèi)溫度、空氣濕度、氣流速度和環(huán)境熱輻射的總稱）。它是影響人體冷熱感覺得環(huán)境因素。適宜的室內(nèi)熱環(huán)境，可使人體易于保持平衡，從而使人產(chǎn)生舒適感。節(jié)能建筑則可改善室內(nèi)熱環(huán)境，做到冬暖夏涼。對符合節(jié)能要求的采暖居住建筑，屋頂保溫能力約為一般非節(jié)能建筑的1.5?2.6倍，外墻的保溫能力約為非節(jié)能建筑的2.0?3.0倍，窗戶約為1.3?1.6倍。節(jié)能建筑的采暖能耗僅為非節(jié)能建筑的一半左右，且冬季室內(nèi)溫度可保持在18℃左右，并使圍護結構內(nèi)表面保持較高的溫度，從而避免其結露、長霉，顯著改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境，對夏季隔熱也極有利。黨的十六大提出了全面建設小康社會的歷史任務，要實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、環(huán)境和人的協(xié)調(diào)發(fā)展，要大力提高人民的生活水平。（小康社會的內(nèi)容中，針對居住環(huán)境有一個標準，即人均居住面積為35平方米）為了廣大人民群眾的生存、健康和生活舒適，建筑在寒冬必須采暖，炎熱又要空調(diào)制冷，這就要求建筑圍護結構做好保溫隔熱，并配備當?shù)毓岷椭评湓O施。為達到外圍護結構的保溫隔熱功效，所選用建筑材料及設備，也直接影響到能源消耗的不同，從而導致人民的生產(chǎn)與健康條件有所差異。2、我國建筑能耗現(xiàn)狀我國建筑能耗的影響因素室外熱環(huán)境的影響：建筑物室外熱環(huán)境，即各種氣候因素，通過建筑的圍護結構、外門窗及各類開口直接影響室內(nèi)的氣候條件。與建筑物密切相關的氣候因素有：太陽輻射、空氣溫度、空氣濕度、風及降水等。采暖區(qū)與采暖度日數(shù)：采暖區(qū)是一年內(nèi)日平均氣溫穩(wěn)定低于5c的時間超過90d的地區(qū)。采暖區(qū)與非采暖區(qū)的界線大體為隴海線東、中段略偏南，西延至西安附近后向西南延伸。太陽輻射強度：冬季晴天多，日照時間長，太陽入射角低，太陽輻射度大，南向窗戶陽光射入深度大，可達到提高室內(nèi)溫度，節(jié)約采暖用能的效果。建筑物的保溫隔熱和氣密性：建筑圍護結構的保溫隔熱性能和門窗的氣密性是影響建筑能耗的主要內(nèi)在因素。圍護結構的傳熱熱損失約占70%?80%；門窗縫隙空氣滲透的熱損失約占20%?30%。加強圍護結構的保溫，特別是加強窗戶，包括陽臺門的保溫性和氣密性，是節(jié)約采暖能耗的關鍵環(huán)節(jié)。采暖供熱系統(tǒng)熱效率：采暖供熱系統(tǒng)是由熱源熱網(wǎng)和熱用戶組成的系統(tǒng)。采暖供熱系統(tǒng)熱效率包括鍋爐運行效率和管網(wǎng)輸送效率。鍋爐運行效率是指鍋爐產(chǎn)生的可供有效利用的熱量與其燃燒煤所含熱量的比值。在不同條件下，又可分為銘牌效率（又稱額定效率）和鍋爐運行效率。室外管網(wǎng)輸送效率是指管網(wǎng)輸出總熱量與管網(wǎng)輸入總熱量之比值。我國建筑能耗的特點夏季空調(diào)用電量大。1997年以來，中國每年發(fā)電量以5%?8%的速度增長，工業(yè)用電量每年減少17.9%。由于空調(diào)耗電大（2001年全國新增房間空調(diào)機裝機容量1600萬KW）、使用集中，有些城市的空調(diào)負荷甚至占到尖峰負荷的50%以上。許多城市如上海、北京、濟南、武漢、廣州等普遍存在夏季缺電現(xiàn)象。冬季采暖能耗高。中國的東北、華北和西北地區(qū)，城鎮(zhèn)的建筑面積約占全國的近50%,年采暖能耗約1.3億噸標準煤，占全國能源消費量的11%,占采暖地區(qū)全社會總能耗的21.4%。在一些嚴寒地區(qū)城鎮(zhèn)建筑能耗已占到當?shù)厝鐣偰芎牡囊话胍陨稀ｉL期以來，我國單位GDP綜合能耗保持下降趨勢，但2002年以后卻大幅度增長，情況十分緊迫。44張恒業(yè)年份GDP增長速度能源消費增長速度％1980-198510.74.91986-19907.95.71991-199512.35.91996-20008.6-0.120018.33.520029.19.9200310.015.3200410.115.210月8日召開的中共十六屆六中全會也提出了構建和諧社會的目標任務。在這里強調(diào)人與自然之間關系的和諧是社會的和諧一個方面，是因為離開符合人類生活客觀自然條件的人類社會是無法延續(xù)的，人類與自然之間關系的不和諧必然會導致人類社會生存條件的惡化，更談不上人類社會的和諧了。所以，合理并可持續(xù)的利用能源顯得尤為重要。3、建筑節(jié)能的途徑建筑節(jié)能，在國家確定的六大節(jié)能中占據(jù)第二位，現(xiàn)階段總目標已達到50%,已開始65%的試點。我國在建筑節(jié)能的發(fā)展歷程：1.1986年頒布《民用建筑熱工設計規(guī)程》JGJ24-83；《民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）》JGJ26-86，節(jié)能率30%。.1995.12頒布的《民用建筑熱工設計規(guī)范》GB50176-93；《民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）》JGJ26-95。建筑節(jié)能50%，預計減少一半的用煤量。建筑節(jié)能由兩部分承擔圍護結構和供熱系統(tǒng)。其中建筑物30%，供熱系統(tǒng)20%。.夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)節(jié)能《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》JGJ134-2001參照國外先進建筑節(jié)能設計核心