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1.2 国内外建筑节能发展史

1.2.1 建筑节能的国外发展史

国外开展建筑节能研究与实践相对国内较早,居住条件和生活方式与水平没有显著变化,其建筑节能市场框架体系比较完善,形成了相对稳定的建筑节能工程技术实践体系,各国针对自身的气候资源条件、社会经济发展水平和居住文化传统形成建筑节能发展特色,值得我们研究和借鉴。下面以德国、日本、美国、波兰为例介绍建筑节能的发展。

1)德国

自 1952 年起,德国的建筑标准开始提出了最低保温要求,保护建筑部件不受凝露和水浸破坏,提高建筑的安全使用寿命。在 1973 年第一次石油危机后,节能目标首次成为人们关注的焦点。1977 年,德国首部《保温条例》正式颁布实施,对新建建筑外露部件的热工质量提出具体要求。2002 年,《节能条例》取代了《保温条例》,不再针对单个建筑构件进行计算和评估,首次将包含技术设备在内的建筑物作为一个系统,并且用一次性能源需求取代热需求作为最重要的节能考核参数,实现了从保温证书过渡到能源证书管理,将低能耗房屋变成了普遍适用的标准。2004 年、2007 年和 2009 年版《节能条例》中相关要求进一步提高,而根据综合能源、气候一体化计算,自 2012 年起,能效要求还将进一步提高,最大幅度可达 30%,低能耗房屋标准、被动式房屋标准到零能耗(采暖能耗)房屋标准都从建筑设计、围护结构、技术设备等方面依据建筑物所处的气候区域、地理位置以及具体用途和目的,因地制宜地采取了最佳节能措施。

2)日本

日本在经历了 1973 年、1979 年的两次石油危机后,节能技术开发和相关的节能法规建设都得到了很大发展,其建筑能耗约占全社会能耗的 27%。隶属于《节约能源法》的住宅建筑节约能源基准就经历了多次修订,逐渐强化了日照和热损失基准值,设置了采暖、空调标准,扩大并完善了气密性保温隔热设计的适用范围,并且根据不同区域、地域的自然条件,因地制宜地制定了包括建筑换气、空调采暖、空气污染在内的一系列规定条款。日本作为高效的建筑运行管理典范,2003 年开始实施的《修正节能法》,将建筑运行过程的节能纳入日常管理,确保建筑节能的各项措施效益最大化。日本还建立了健全的住宅节能体系,积极地推动了节能环保的产业化发展,并且重视提高整个社会的节能环保意识。比如,在依据 2000 年开始实施的品确法(住宅品质确保促进法)而产生的住宅性能表示制度中,对住宅的热工环境、节能等项目设定了评价基准。

3)美国

美国人口约 3.1 亿,近 2 /3 的家庭拥有自己的房屋,人均住房面积近 60 m 2 。其中大部分住宅都是 3 层以下的独立房屋,热水、暖气、空调设备齐全,而且供暖、空调全部是分户设置,电力、煤气、燃油等能源是家庭日常开销的一个主要部分。建筑节能关系到家庭的支出,所以建筑节能是一个市场化的行为,每个家庭根据能源价格、自身收入和生活水平等因素来选择建筑能源的消费方式和水平。能源效率在同类建筑中占前 25%,且室内环境质量达标的建筑授予“能源之星”标识。联邦机构必须采购有“能源之星”标识的用能产品,或能效在同类产品中占前 25%的产品。

美国依靠市场机制,制定建筑行业和节能产品标准、开发和推荐能源新技术等,同时推行强制节能标准。美国以行业协会牵头、政府机构示范推进公共建筑节能。美国绿色建筑协会(USGBC)积极建设并推行以节能为主旨的《绿色建筑评估体系》,劳伦斯伯克利实验室对住宅节能技术进行了重点研究,与一些州政府合作建设“节能样板房”,为大型公共建筑节能起到了表率作用。

4)波兰

20 世纪七八十年代,波兰建设了不少以煤炭为能源的大板房,这些房屋能耗非常高。波兰作为 2004 年才加入欧盟的成员国,在住宅节能上需严格按照欧盟标准执行,即房屋的耗能量不超过 30 kW·h /(m 2 ·a);不管是在房屋租赁还是买卖时,出租方或卖方必须给出该房屋的能耗曲线,使租房者或买房者知道该房屋的能耗量是多少。通过推行“取暖现代化计划”,政府将向全国居民提供约 2.4 亿欧元的“取暖现代化贷款”,以支持那些身居旧房的居民通过节能改造来实现旧房翻新和居住条件的现代化。节能改造后的住宅,耗能量由以前的 130 kW·h /(m 2 ·a)普遍降到了 30 kW·h /(m 2 ·a)以内,有的甚至可控制在 9 kW·h /(m 2 ·a)之内。波兰通过住宅节能改造实现了旧房“取暖现代化”。

从发达国家建筑发展过程看,美国及日本从 20 世纪五六十年代起,经过了 15 ~ 20 年的时间,单位建筑面积能耗增加了 1~1.5 倍。在能耗强度大致稳定的近 20 ~ 30 年间,与经济发展同步的全社会总建筑拥有量呈现出缓慢增长,由此使建筑能耗总量持续增长,并逐渐成为生产、交通、建筑三大能源消费领域中的比例最大者。发达国家的建筑节能已从 20 世纪 70 年代初为应对能源危机而被迫实行节约和缩减,逐步演变成以提高能源利用效益、减少环境污染、改善居住生活质量和改善公共关系为目标的绿色建筑发展阶段。

1.2.2 建筑节能的国内发展史

中国建筑节能是以建筑业发展过程为物质基础的。居住建筑问题一直是最重要的民生问题之一。中华人民共和国成立之初,城市住宅数量较少,卫生条件极差,当时针对全国 50 个城市人均居住面积只有 3.6 m 2 的现状,制定每人居住面积 4 m 2 的设计标准,实行了 30 年。1978 年 10 月,国务院批转国家建设委员会《关于加快城市住宅建设的报告》,要求迅速解决职工住房紧张问题,到 1985 年,城市人均居住面积才达到 5 m 2 。1984 年 11 月,国家科学技术委员会提出到 2000 年争取实现城镇居民每户有一套经济实惠的住宅,全国居民人均居住面积达到 8 m 2 的目标。1994 年,国务院提出实施国家“安居工程”计划,平均每套建筑面积 60 m 2 左右,1995—1997 年,共有近 245 个城市批准实施,建筑面积近 5 000 万m 2 。1994—2000 年,全国各地有 7 批共 70 多个小康住宅示范小区设计通过审查进入实施,2000 年后,示范小区并入康居工程。2004 年 11 月 22 日,原建设部政策研究中心颁布了我国居民住房的小康标准。

截至 2006 年年底,城镇居民住房自有率达到 83%。按户籍人口计算,2008 年,城镇人均住宅建筑面积达到了 28 m 2 左右,全国城镇住宅投资总额已达到 6.7 万亿元,年均竣工住宅超过 6 亿m 2 。城镇住宅建设面积从数量上已与发达国家居住水平接近,居住环境得到改善,但住宅建设过程中土地、能源、材料浪费和环境污染严重,城镇居住建筑能耗总量逐年增长,住宅建筑节能问题日益突出。

同样,公共建筑建设规模和能耗总量也逐年上升。城镇公共建筑总面积,2005 年达到 57亿m 2 ,其中,大型公共建筑 6.6 亿m 2 ,一般公共建筑 50 亿m 2 。公共建筑能耗占建筑总能耗近20%。其中,一般公共建筑总耗电量从 1995 年的全国平均 24 kW·h /(m 2 ·a)提高到 2005 年的28 kW·h /(m 2 ·a),大型公共建筑则从平均 148 kW·h /(m 2 ·a)提高到 168 kW·h /(m 2 ·a),单位面积年耗电量大型公共建筑是一般公共建筑的 6 倍左右。2010—2020 年,中国建筑能耗总量及其电力消耗量均大幅增长。2020 年,建筑运行的总商品能耗为 10.6 亿吨标准煤(tce),约占全国能源消费总量的 21%,建筑商品能耗和生物质能共计 11.1 亿tce,其中,生物质能耗约 0.9 亿tce。

总之,中国建筑节能大致经历了以下 5 个阶段。

①1986 年之前为理论探索阶段,主要是在理论方面进行了一些研究,了解、借鉴国际上建筑节能的情况和经验,对我国建筑节能进行初步探索,1986 年出台了《民用建筑节能设计标准》,提出建筑节能率目标是 30%。

②1987—2000 年为第二阶段,即试点示范与推广阶段。原建设部加强了对建筑节能的领导,并从 1994 年开始有组织地出台了一系列的政策法规、技术标准与规范,制定建筑节能政策并组织实施。如《建筑节能“九五”计划和 2010 年规划》,修订节能 50%的新标准。

③2001—2005 年是第三个阶段,一个承上启下的转型阶段。这一时期,地方建筑节能工作广泛开展,建筑节能趋向深化,地方性的节能目标、节能规划纷纷出台,28 个省、市制定了“十一五”建筑节能专项规划;各地建设项目在设计阶段执行设计标准的比例提高到 57.7%,部分省、市提前实施了 65%的设计标准。2005 年修订的《民用建筑节能管理规定》,总结既往经验和教训,针对建筑节能工作面临的新情况进行管理规定,对全面指导建筑节能工作具有重要意义。

④2006—2020 年是建筑节能的全面发展阶段,其重要标志是新修订的《中华人民共和国节约能源法》成为建筑节能上位法,以及《民用建筑节能条例》《公共机构节能条例》的实施。

⑤2021 年至今,建筑节能进入低碳发展新阶段。2020 年,中央明确提出“3060”目标,国务院印发《2030 年前碳达峰行动方案》。建筑领域低碳目标是寻求在建筑全生命周期中通过采取有效措施降低其碳排放,包括建造过程的碳排放、建材生产运输的碳排放及建筑运行过程的碳排放,通过低碳或零碳电力系统,协调能源供给侧与需求侧的关系,实现低碳与节能的协同目标。

中国建筑发展及能耗现状研究表明,随着社会经济的发展,城市化进程加快,人们对人居环境质量水平要求的提升,建筑能耗规模还将持续增加,必将给能源供应安全带来极大的压力,表明推动建筑节能事业健康的紧迫性。

1.2.3 国内外建筑节能发展比较

根据能耗数据分析,国内外建筑能耗存在差别的主要原因包括:用能设备的运行模式差异、建筑内居住者或使用者的行为差异,以及室内环境的设定参数差异。表 1.2 给出了中美两国建筑空调能耗差别的原因,其中最根本的原因是居民控制的室内参数不同。

表1.2 中美两国建筑空调能耗差别的原因

对比美国、日本等国家的建筑能耗水平,我国城市的单位面积建筑能耗水平、经济发展水平还有较大的提升空间。但是,我国人口总量大、国土面积和资源量有限,并且不能像美国、日本那样大规模借助国外的自然资源,无论从能源供应、能源运输还是能源转换后的碳排放,都不能承担这样大的能源消耗量。从人均资源、能源和综合资源禀赋来看,我国的建筑气候条件、能源资源状况和社会经济发展水平与美国、日本不同,这就决定了我国不能照搬其建筑节能管理制度和技术体系,而需要研究、开发适合我国国情的建筑节能技术体系和管理制度,使建筑能耗规模和能源服务水平控制在合理水平,保持建筑能耗总量的适度增长。 L9o1L3OzIv6yLD3aE4zAkkL1t0rZGo9DbW8c4zY0WnoffypNjiv+GAuRbwtJAwFU

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