1-1建筑節(jié)能課程

建筑節(jié)能技術(shù)江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

學(xué)習(xí)單元一

建筑節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展主講教師張洪波學(xué)習(xí)單元一

建筑節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展

建筑節(jié)能意義與目標(biāo)

建筑節(jié)能基礎(chǔ)

建筑節(jié)能計(jì)算初步

建筑節(jié)能規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單元一

建筑節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展第一講建筑節(jié)能意義與目標(biāo)

主要內(nèi)容1能源概況2國(guó)內(nèi)外建筑能耗基本概況3建筑節(jié)能的重要性4建筑節(jié)能意義與目標(biāo)1能源概況1）能源種類

煤石油天然氣核裂變核聚變常規(guī)能源新能源化石能源不可再生能源太陽能風(fēng)能海洋能地?zé)崮苌镔|(zhì)能水能新能源可再生能源《可再生能源法》第2條：風(fēng)能太陽能水能生物質(zhì)能地?zé)崮芎Ｑ竽艿确腔茉矗ㄊ强梢杂览m(xù)利用的能源資源）

生物質(zhì)能：利用自然界的植物、糞便以及城鄉(xiāng)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化成的能源

——生物柴油（麻風(fēng)樹）乙醇汽油1能源概況我國(guó)是“富煤、貧油、少氣”的國(guó)家，這一特點(diǎn)決定了煤炭將在一次性能源生產(chǎn)和消費(fèi)中占據(jù)主導(dǎo)地位。煤炭：目前我國(guó)煤炭可供利用的儲(chǔ)量約占世界煤炭?jī)?chǔ)量的11.67%位居世界第三。我國(guó)是當(dāng)今世界上第一產(chǎn)煤大國(guó)，煤炭產(chǎn)量占世界的35%以上。我國(guó)也是世界煤炭消費(fèi)量最大的國(guó)家，煤炭一直是我國(guó)的主要能源和

1能源概況2）我國(guó)能源應(yīng)用情況重要原料，在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)構(gòu)成中煤炭始終占一半以上。世界煤炭可采儲(chǔ)量約為9800多億噸，按照目前的全球生產(chǎn)能力，煤炭資源尚可開采190多年，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年全球煤炭產(chǎn)量約為62億噸，約占世界一次能源消費(fèi)總量的28.4%。

1能源概況2）我國(guó)能源應(yīng)用情況石油：我國(guó)石油資源最終可采儲(chǔ)量約130億―150億噸，僅占世界總量的3％左右。石油可采資源量的豐度值約為世界平均值的57％，剩余可采儲(chǔ)量豐度值僅為世界平均值的37％?？梢?，我國(guó)可采石油資源量相對(duì)不足我國(guó)石油資源賦存條件差。在剩余探明可采儲(chǔ)量中，低滲或特低滲油重油、稠油

1能源概況2）我國(guó)能源應(yīng)用情況和埋深大于3500米的占50％以上。而待探明的可采資源量中大都是難動(dòng)用的資源。資源賦存特點(diǎn)決定了我國(guó)石油資源增儲(chǔ)難度大,勘探成本會(huì)進(jìn)一步提高。新建的原油生產(chǎn)能力難以彌補(bǔ)老油田的產(chǎn)量遞減，老油田挖潛成為原油產(chǎn)量的重要組成部分，原油穩(wěn)產(chǎn)難度加大。

1能源概況2）我國(guó)能源應(yīng)用情況天然氣：2000年以來，全國(guó)天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量年增4700億方，儲(chǔ)量高速增長(zhǎng)，進(jìn)入儲(chǔ)量增長(zhǎng)高峰期。全國(guó)天然氣產(chǎn)量由2000年的262億方增至2009年的830億方年均增長(zhǎng)率16%,年均增長(zhǎng)63億方，產(chǎn)量進(jìn)入快速發(fā)展期。

1能源概況2）我國(guó)能源應(yīng)用情況天然氣燃燒后無廢渣、廢水產(chǎn)生，相較煤炭、石油等能源有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢(shì)。所以近年來，天然氣雖然在能源總消費(fèi)中比重很小(3%)，消費(fèi)卻快速增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)天然氣需求一直保持大幅上漲的勢(shì)頭。

1能源概況2）我國(guó)能源應(yīng)用情況電力：世界第二電力消費(fèi)國(guó)。2008年，火電裝機(jī)增長(zhǎng)速度繼續(xù)減緩，水電風(fēng)電裝機(jī)增長(zhǎng)加快。在關(guān)停小火電機(jī)組的同時(shí)大容量、高參數(shù)、高效率、低能耗、低排放的節(jié)能環(huán)保型燃煤發(fā)電機(jī)組得到進(jìn)一步發(fā)展。

1能源概況2）我國(guó)能源應(yīng)用情況全國(guó)新增裝機(jī)容量保持較大規(guī)模，裝機(jī)結(jié)構(gòu)繼續(xù)優(yōu)化。全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到7.93億千瓦，同比增長(zhǎng)10.37%，增速比上年降低4.78個(gè)百分點(diǎn)，2008年全國(guó)新增220千伏及以上變電容量2.35億千伏安，比上年多投產(chǎn)0.47千伏安；新增220千伏及以上輸電線路長(zhǎng)度4.2萬千米，比上年多投產(chǎn)502千米,全國(guó)全口徑發(fā)電量完成34510億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)5.72%。

1能源概況2）我國(guó)能源應(yīng)用情況可再生能源:如水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能和海洋能等，不存在資源枯竭問題。中國(guó)水能的可開發(fā)裝機(jī)容量和年發(fā)電量均居世界首位，太陽能較豐富的區(qū)域占國(guó)土面積的2／3以上，年輻射量超過6000MJ／㎡，每年地表吸收的太陽能大約相當(dāng)于1.7萬億tce的能量；風(fēng)能資源量約為32億kW，初步估算可開發(fā)利用的風(fēng)能資源約10億kW，

1能源概況2）我國(guó)能源應(yīng)用情況海洋能資源技術(shù)上可利用的資源量估計(jì)約為4億-5億kW,地?zé)豳Y源的遠(yuǎn)景儲(chǔ)量為1353億tce，探明儲(chǔ)量為31.6億tce；生物質(zhì)能源包括：秸稈、薪柴、有機(jī)垃圾和工業(yè)有機(jī)廢物等，資源總量達(dá)7億tce，2006年底，中國(guó)可再生能源年利用量總計(jì)為2億tce，約占中國(guó)一次能源消費(fèi)總量的8%。

1能源概況2）我國(guó)能源應(yīng)用情況1能源概況3）中國(guó)經(jīng)濟(jì)與能源增長(zhǎng)1能源概況4）能源規(guī)劃2004年國(guó)家發(fā)改委《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》2010年：24億噸標(biāo)煤2020年：30億噸標(biāo)煤實(shí)際上2005年：22.48億噸標(biāo)煤2006年：24.62億噸標(biāo)煤2007年：26.55億噸標(biāo)煤屢次突破2國(guó)內(nèi)外建筑能耗現(xiàn)狀1）建筑能耗2）我國(guó)建筑能耗的分類面積(億m2)年能耗狀況（每年）農(nóng)村居住建筑農(nóng)村生活用能2401.9億噸標(biāo)煤，2.6億噸標(biāo)煤的生物質(zhì)能城鎮(zhèn)民用建筑北方城鎮(zhèn)采暖641.27億噸標(biāo)煤城鎮(zhèn)建筑(除采暖外)住宅用能(含炊事)960.78億噸標(biāo)煤一般公共建筑490.94億噸標(biāo)煤大型公共建筑40.18億噸標(biāo)煤長(zhǎng)江流域住宅采暖400.074億噸標(biāo)煤總計(jì)建筑能耗建筑總面積：389億平米，總商品能源消耗5.1億噸標(biāo)煤，占社會(huì)總能耗的25.5%2）我國(guó)建筑能耗的分類建筑能耗持續(xù)增加房屋建筑需求繼續(xù)增加城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快采暖區(qū)向南擴(kuò)展人們對(duì)建筑熱舒適性的要求越來越高農(nóng)村能源改變家庭家用電器品種、數(shù)量增加3）能耗增長(zhǎng)的因素03000060000900001980198219841986198819901992199419961998200020022004051015202530354045城鎮(zhèn)人口（萬人）鄉(xiāng)村人口（萬人）城鎮(zhèn)化水平（%）4）中國(guó)建筑能耗狀況城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快最主要原因：城市化不斷加快平均每年有2000萬農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，而每個(gè)城市人口的能耗為鄉(xiāng)村人口的3.5倍；

4）中國(guó)建筑能耗狀況

房屋建筑需求繼續(xù)增加

我國(guó)近年來，建筑規(guī)模巨大，發(fā)展迅速。城鄉(xiāng)建筑竣工面積2001年為18.2億m2,2002年為19.7億m2,2003年達(dá)20.3億m2,2004年為20.7億m2。我國(guó)GDP只有全世界的4％，但每年新建建筑竣工面積超過世界各發(fā)達(dá)國(guó)家每年新建建筑竣工面積之和。中國(guó)建筑規(guī)模世界最大，是世界上最大的建筑市場(chǎng)中國(guó)現(xiàn)有房屋建筑數(shù)量巨大。

4）中國(guó)建筑能耗狀況

城鄉(xiāng)既有建筑面積達(dá)441億m2，同時(shí)現(xiàn)在我國(guó)正處于房屋建設(shè)的戰(zhàn)略機(jī)遇期，預(yù)計(jì)到2020年底，全國(guó)房屋建筑面積將達(dá)686億m2，其中城市為261億m2房屋建筑增加。每年每人平均新增房屋面積1.3～1.5平方米，人口每年增加約900萬人；中國(guó)人均GDP已超過1000美元，居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)階段，人均能耗迅速增加建筑熱舒適性的要求越來越高。

4）中國(guó)建筑能耗狀況

人們對(duì)建筑熱舒適性的要求越來越高

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，人們生活水平的提高，建筑室內(nèi)熱環(huán)境舒適度的要求逐漸增加，建筑能耗還要增加，建筑能耗占總能耗的比重還會(huì)加大。建筑能耗連同圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料生產(chǎn)能耗占到全國(guó)能源消耗總量的27.6％，并將隨著人民生活水平的提高而提高。

4）中國(guó)建筑能耗狀況

家用電器品種數(shù)量增加(建筑使用能耗增加)

采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明炊事燃料、家用電器和熱水供應(yīng)等能耗，其中以采暖和空調(diào)能耗為主。隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善，我國(guó)建筑耗能比重最終還將上升至35％左右。建筑能耗持續(xù)迅速增加是不可避免的趨勢(shì)。能源供應(yīng)將更加緊張，導(dǎo)致影響經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

目前,人類面臨能源短缺和環(huán)境惡化兩大問題，而這兩者又緊密聯(lián)系,由此帶來的氣候變化已成為21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展所遇到的巨大挑戰(zhàn)之一。眾所周知，二氧化碳是導(dǎo)致氣候變化的主要原因。在英國(guó)、美國(guó)等國(guó)家，建筑業(yè)的能源消耗所產(chǎn)生的二氧化碳已占到全部能源消耗排量的40%；在中國(guó)，目前建筑業(yè)的能源消耗也占到了全部能源消耗的1/3左右。

5）建筑能耗增加帶來的影響在資源方面，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(fēng)，5%的能源用于其設(shè)備的制造；40%的水資源被用于建筑的維護(hù)，16%的水資源用于建筑的建造；60%的良田被用于建筑開發(fā)；70%的木制品被用于建筑。

5）建筑能耗增加帶來的影響3建筑節(jié)能重要性1）建筑全過程的物質(zhì)與能源消耗全球的資源：能源：40%水資源：42%原材料：50%耕地：48%

建筑全過程全球的污染：空氣污染：50%溫室效應(yīng)：42%水污染：50%固體廢物：48%氟氯化物：50%

20世紀(jì)60年代，保羅把生態(tài)學(xué)和建筑學(xué)兩詞合并，提出了著名的生態(tài)建筑（綠色建筑）的理念。20世紀(jì)70年代，石油危機(jī)的爆發(fā)，使人們清醒的意識(shí)到，以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的高速文明發(fā)展史是難以為繼的。耗用自然資源最多的建筑產(chǎn)業(yè)必須改變發(fā)展模式，走可持續(xù)發(fā)展之路。30多年來，綠色建筑由理念到實(shí)踐，在發(fā)達(dá)國(guó)家逐步完善，形成了較成體系的設(shè)計(jì)方法、評(píng)估方法，各種新技術(shù)、新材料層出不窮2）生態(tài)建筑理念3）建筑節(jié)能定義建筑節(jié)能在滿足居住舒適性前提下，采用新型保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)、高效采暖空調(diào)、節(jié)能照明設(shè)備及利用可再生能源以達(dá)到節(jié)能的目的。建筑節(jié)能的途徑建筑設(shè)計(jì)建筑設(shè)備建筑使用者新能源利用4）建筑節(jié)能的涵義建筑節(jié)能的涵義經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段：稱為在建筑中節(jié)約能源，我國(guó)稱為建筑節(jié)能第二階段：稱為建筑中保持能源，意為在建筑中減少能源的散失第三階段：稱為在建筑中提高能源利用效率在我國(guó)，現(xiàn)在通稱的建筑節(jié)能，其涵義應(yīng)為第三階段的內(nèi)涵，即在建筑中合理地使用和有效地利用能源，不斷提高能源利用效率。5）全球的建筑節(jié)能概況在英國(guó)，政府已制定了一系列政策和制度來促進(jìn)高能效技術(shù)在新建建筑和既有建筑改造中的應(yīng)用。在低碳排放量方面，英政府也采取了一些新的規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策。另外，英國(guó)在科技研究和革新方面投入很大，并已在可持續(xù)建筑領(lǐng)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(guó)際上是屬于發(fā)展較好的。在美國(guó)，聯(lián)邦政府已頒布了很多綠色建筑政策，并已取得了顯著成效。降低建筑能耗、促進(jìn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。5）全球的建筑節(jié)能概況在德國(guó)，目前大力發(fā)展擁有公共綠地和具有環(huán)境友好性的建筑。在基礎(chǔ)設(shè)施方面，德國(guó)非常注重種植屋面、多孔滲水路面、各種排水設(shè)施、露天花園等低污染、低環(huán)境影響的基礎(chǔ)設(shè)施的利用。目前德國(guó)是歐洲太陽能利用最好的國(guó)家之一。

在中國(guó)，嚴(yán)峻的事實(shí)表明，中國(guó)要走可持續(xù)發(fā)展道路，發(fā)展節(jié)能與綠色建筑不僅必須，而且刻不容緩！1986年頒布了《北方地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，這是國(guó)家啟動(dòng)節(jié)能建筑的一個(gè)標(biāo)志。主要包括以下幾項(xiàng)：第一民用建筑節(jié)能的管理規(guī)定、法律體系初步建立第二初步形成了建筑節(jié)能的技術(shù)支撐體系；第三建筑節(jié)能的試點(diǎn)示范工程已經(jīng)完成；

5）全球的建筑節(jié)能概況第四建立了廣泛的國(guó)際合作。

與此同時(shí)，伴隨著可持續(xù)發(fā)展思想在國(guó)際社會(huì)的認(rèn)同，綠色建筑理念逐漸加強(qiáng)。

6）建筑節(jié)能的范圍

建筑節(jié)能在具體的實(shí)施中一般包括如下幾方面的節(jié)能措施： （1）建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中的節(jié)能。 （2）建筑構(gòu)造，主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)上采取措施。 （3）在建筑的使用中節(jié)能。我國(guó)目前的建筑節(jié)能工作主要圍繞提高建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能和提高供熱制冷系統(tǒng)效率兩個(gè)方面展開。7）我國(guó)的建筑能耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家

之間的差距

我國(guó)建筑節(jié)能水平與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大差距。歐洲國(guó)家的住宅年實(shí)際采暖耗能已經(jīng)普遍降到了平方米8.57公斤的標(biāo)準(zhǔn)煤，領(lǐng)先的“高舒適度，低年能耗”住宅達(dá)到了3升油以下。而目前我國(guó)推行的50標(biāo)準(zhǔn)也僅為年平方米12.5公斤的標(biāo)準(zhǔn)煤。即使達(dá)到65標(biāo)準(zhǔn)，也僅為年平方米8.75公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，仍低于歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家水平。8）建筑節(jié)能存在的問題(1)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)指標(biāo)全國(guó)一致、城鄉(xiāng)一致、不符合實(shí)際，同一地區(qū)的熱環(huán)境質(zhì)量水平應(yīng)考慮城鄉(xiāng)差別。(2)經(jīng)典的節(jié)能技術(shù)尚未發(fā)揮足夠的節(jié)能效益：圍護(hù)結(jié)構(gòu)遮陽、隔熱，窗口通風(fēng)，墻面隔熱涂料玻璃貼膜等被動(dòng)式、低能耗降溫技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制力度不夠。8）建筑節(jié)能存在的問題(3)建筑設(shè)備的系統(tǒng)運(yùn)行效率普遍不高：系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化控制技術(shù)，尚未納入強(qiáng)制設(shè)計(jì)要求；設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)者不懂自控，自控設(shè)計(jì)者不懂運(yùn)行，關(guān)鍵沒有合作意識(shí)。(4)建筑方案設(shè)計(jì)和規(guī)劃許可管理環(huán)節(jié)建筑節(jié)能嚴(yán)重失控基礎(chǔ)能耗高的設(shè)計(jì)方案，只能通過大量投入高成本材料或技術(shù)期補(bǔ)救。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?xiàng)l例》規(guī)定，城市規(guī)劃管理部門無此作為難逃其咎。8）建筑節(jié)能存在的問題(5)建筑節(jié)能施工技術(shù)水平低、質(zhì)量安全隱患大：未經(jīng)培訓(xùn)，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(zhì)量安全隱患堪憂。(6)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化水平不高：材料標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)（圖集）、施工工法有待普及。4建筑節(jié)能的意義與目標(biāo)

建筑作為人類文明最重要的產(chǎn)物，耗費(fèi)了地球約50%的資源，建筑業(yè)已成為最不可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)而在今后50年的建筑設(shè)計(jì)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(xù)發(fā)展模式已成為建筑業(yè)持續(xù)發(fā)展的迫切需要。由此可見，推動(dòng)建筑向節(jié)能、綠色、智能化方向發(fā)展，將是國(guó)際建筑界實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念的大趨勢(shì)，也是中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)面臨的重要任務(wù)。

1）建筑節(jié)能的意義（1）有利于緩解能源供給的緊缺局面我國(guó)是一個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)，全年能源消耗總量居世界第二位。從現(xiàn)在起對(duì)新建建筑全面強(qiáng)制實(shí)施建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)既有建筑有步驟地推行節(jié)能改造，到2020年，我國(guó)建筑能耗可減少3.35億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，空調(diào)高峰負(fù)荷可減少約8000萬千瓦，由此造成的能源緊張狀況必將大為緩解。我們?cè)诖罅ν顿Y建設(shè)電站設(shè)施以緩解我國(guó)目前電力緊張狀況的同1）建筑節(jié)能的意義時(shí)，必須充分考慮建筑節(jié)能的巨大潛力。如果不改變目前建筑高耗能的狀況，即使再建10座三峽電站也不能滿足我們對(duì)電力的需求。（2）有利于改善大氣環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展由于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)是以煤為主，煤炭的大量直接燃燒引起了城市大氣污染日益嚴(yán)重。建

筑采暖是城市大氣的一個(gè)主要污染源。只有

從源頭上減少建筑采暖能耗，才能使城市采

暖期大氣污染的嚴(yán)重狀況得到根本改變1990

年后，全球變暖的現(xiàn)實(shí)正不斷地向世界各國(guó)

敲響警鐘。我國(guó)己正式核準(zhǔn)《京都議定書》。切實(shí)履行減排溫室氣體義務(wù)，這對(duì)建筑節(jié)能提出了更高要求（3）有利于保護(hù)耕地資源

到2000年底，我國(guó)人均耕地的占有量?jī)H為1.51畝只占世界人均耕地的45％。我國(guó)目前每年燒制粘土磚耗用粘土約14.3億立方米，相當(dāng)于毀壞耕地50萬畝。此外我國(guó)每年燒磚要燒掉6000多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占建材生產(chǎn)