我国既是一个发展中大国,同时又是一个建筑大国,每年新建房屋面积高达(1.7~1.8)×10 9 m 2 ,几乎超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进,建设事业迅猛发展,以后建筑能耗将会迅速增长。所谓建筑能耗是指建筑使用能耗,主要包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗,其中采暖、空调能耗和照明用电占建筑总能耗的70%以上。
我国既有的近4.0×10 10 m 2 的建筑,仅有1%为节能建筑,其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量,均属于高耗能建筑。单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的2~3倍。这是由于我国的建筑围护结构保温隔热性能差,采暖用能的2/3被白白浪费掉。而每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不足1×10 8 m 2 ,建筑耗能总量在我国能源消费总量中的份额已超过27%,逐渐接近30%。
我们必须清醒地认识到,我国是一个发展中国家,人口众多,人均能源资源相对匮乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水资源只有世界人均占有量的1/4,已探明的煤炭储量只占世界储量的11%,原油占2.4%。每年新建建筑使用的实心黏土砖,毁掉良田12万亩(1亩≈666.7m 2 ,下同)。物耗水平相较发达国家,钢材高出10%~25%,每立方米混凝土多用水泥80kg,污水回用率仅为25%。国民经济要实现可持续发展,推行建筑节能势在必行、迫在眉睫。
目前,我国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度,如果听任这种高耗能建筑持续发展下去,国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求,为此必须组织大规模的旧房节能改造,这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率,就能够大大缓解国家能源紧缺状况,促进我国国民经济建设的发展。因此,建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。
(1)建筑能耗非常大 据有关资料统计表明,1996年,我国建筑年消耗3.35×10 8 t标准煤,占能源消费总量的24%;2001年,我国建筑年消耗达到3.76×10 8 t标准煤,占能源消费总量的27.6%,年增加比例约为0.5%。
据有关研究分析认为,2000~2015年是民用建筑发展鼎盛的中后期,到2016年民用建筑约有50%是2000年以后新建的。随着建筑业的高速发展和人民生活水平的提高,建筑能耗占全社会总能耗的比例还将急剧增长。
(2)建筑能耗的能效低 我国建筑能耗的50%~60%是供热和空调,尤其是北方地区城市集中供热的热源,仍然是以燃煤锅炉为主。由于锅炉的单台热功率普遍较小,热效率较低,污染很严重,加上供热输配管网保温隔热性能差,整个供热系统的综合效率一般仅为35%~55%,远远低于先进国家80%左右的水平,而且整个供热系统的电耗、水耗也极高。
据我国某城市统计分析表明,空调负荷随季节和气候等因素变化,空调耗能占总耗能的22.33%~79.60%,平均空调耗能为42.90%。最大值可达到87.84%。由此可见,空调耗能是主要的建筑耗能。但是公共建筑中央空调系统的综合效率也较低。
(3)围护结构保温隔热性能差 中国既有建筑面积达4.2×10 10 m 2 ,其中城市房屋建筑面积1.4091×10 10 m 2 。新增建筑中超过80%的房子是高能耗建筑。既有建筑中,95%以上属于高能耗建筑。
我国大部分建筑的保温隔热性能差,门窗的空气密闭性差,导致我国的单位建筑面积能耗为同纬度气候相近国家的2~3倍,而且舒适性较差。尤其是外墙窗户的传热系统为同纬度发达国家的3~4倍。以多层住宅建筑为例,外墙的单位面积能耗是4~5倍,屋顶是2.5~5.5倍,外窗是1.5~2.2倍,门窗空气渗透率是3~6倍。
近年来,尽管我国已经出台了很多建筑节能标准,但是目前新建建筑中的节能标准达标率还不到6%。北京市的新建筑节能标准中要求一个采暖季的平均能耗为20.6W/m 2 ,而相同气候条件的瑞典、丹麦、芬兰等国家一个采暖期的平均能耗仅为11W/m 2 ,仍然比纬度相近的北欧国家高出近1倍。
多年来,我国开展了相当规模的建筑节能工作,主要采取先易后难、先城市后农村、先新建后改建、先住宅后公建、从北向南逐步推进的策略。但是到目前为止,建筑节能仍然停留在试点、示范的层面上,尚未扩大到整体,究其原因主要有以下几个方面。
① 工程实践证明,建筑节能开发建设,尤其是达到新的节能标准成本较高,多数建设单位在经济上和观念上达不到建筑节能的要求。
② 据我国北京节能建筑设计和施工经验表明,按新的建筑节能设计标准测算,大体上每平方米建筑面积成本要增加100元左右。而多数开发商对建筑节能认识不足,追求的是以最小的投资换取最大的空间利益。
③ 建筑设计从围护的结构、设计的角度、施工的角度、计算达到的系数等要比普通建筑复杂。我国多年来习惯普通建筑工程的选材、设计和施工,对节能建筑的设计和施工不仅缺乏经验,而且也比较保守。
④ 很多地方政府考虑的是地区生产总值在全国所占的位置,对建筑节能工作的重要性和紧迫性认识不足,这是建筑节能工作发展缓慢的根本原因。
⑤ 由于我国对建筑节能研究开展较晚,设计观念、技术水平和设备仍比较落后,所以建筑节能的建筑材料、工艺技术还没有形成体系,对建筑节能的推广应用不利。
⑥ 近年来,国家对建筑节能虽然越来越重视,先后颁布了《中华人民共和国节约能源法》、《公共建筑节能设计标准》(GB 50189—2015)、《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 26—2010)、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 75—2012)、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 134—2010)等法令、规范和标准,但还没有全部把建筑节能在规范中列入强制执行的范畴。
⑦ 国家及地方政府缺乏对建筑节能的实质性经济鼓励政策,对建筑节能缺乏必要的资金支持,导致建筑节能的研究进展缓慢,对建筑节能的推广不利。