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【摘 要】 建筑能耗将是我国未来能源消耗的主要增长点,建筑节能技术的研究与应用将对我国能源消费产生深远的影响。本文介绍了建筑能耗的概念,分析了我国现阶段的建筑能耗的情况,探讨了建筑节能的具体方法。
【关键词】 建筑;能耗;节能
前言:
随着我国经济的长期高速增长,能源消耗也快速增加,目前已经成为世界第二大能源消费国,这给能源供应带来很大压力,2004年以来出现了煤、电、油、气全面紧张的状况,超过26个省、市、自治区采取了拉闸限电措施,石油的对外依存度达到了45.2%,南方一些城市出现了“油荒”,北方一些城市则出现了“气荒”,国际上原油的价格也一路飚升,突破了70美元l桶的大关,国内的燃油价格也是一涨再涨,因此从国内和国外增加能源供应的难度和代价都越来越大,能源问题已经成为我国经济发展的瓶颈。建筑是能耗大户,不仅大量既有建筑中采暖、空调、照明、家用电器、炊事用具等用能设备消耗着大量能源,而且在新建建筑的建造过程中消耗了大量的钢铁有色金属、水泥、玻璃,塑料等建筑材料,在这些建材的生产过程中也消耗着大量的能源,另外在建筑设备和建筑机械的制造、材料运输、能源生产及加工等为建筑服务的相关环节也消耗着大量能源。
一、建筑能耗的概念
建筑能耗有广义和狭义之分。广义建筑能耗是指从建筑材料制造、建筑施工直至建筑使用全过程的能耗;而狭义建筑能耗或建筑使用能耗是指维持建筑功能所消耗的能量,包括照明、供暖、空调、电梯、热水供应、烹调、家用电器以及办公设备等的能耗,通常所说的建筑能耗就是使用能耗。建筑能耗作为社会总能耗的重要组成部分,在不同发展状况的国家和地区,它在社会总能耗中的份额不同。据统计,西方的发达国家建筑能耗占中国总能耗的30%一40%,而中国的建筑能耗占总能耗的27.6%。而且,随着人们对居住环境质量要求的不断提高,这一比例也会随之上升。针对全球能源紧缺的现状,如何在建筑中提高能源效率,即用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应,是摆在全人类面前的一项艰巨而迫切的任务。
二、建筑能耗现状
目前中国每年建成的房屋达16亿一20亿m2,这些建筑中95%以上属于高能耗建筑,单位建筑面积供暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。按照目前建筑能耗水平发展,到2020年,中国建筑能耗将达到10.89亿tce(吨标准煤),超过2000年的3倍,空调高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷出力。尽管中国人均用能还不到世界人均用能的一半,但能源消费总量已达到世界第二。所以,国务院总理温家宝在十届人大四次会议上的政府工作报告中明确指出,资源节约是今年及“十一五”期间政府主要工作之一,并提出了做好资源节约工作的六项措施;在2006年6月2日召开的中国能源领导小组会议上再次强调了认识新形势下做好能源工作的重要性和紧迫性,对能源战略规划和重大政策、能源开发与节约、能源安全与应急、能源对外合作等前瞻性、综合性、战略性工作做了重要指示。
1、耗能特点
从总体上看,中国的建筑能耗有如下特点:
(1)耗能方式在不同的地区有所侧重。北方以供暖耗能为主,南方以空调照明耗能为主。
(2)建筑能耗中供暖能耗所占份额最大。就北方城镇供暖而言,所消耗的能源折合1.3亿tce/a,占中国总的城镇建筑耗能的52%。
(3)办公建筑能耗以电力消耗为主。
(4)建筑系统绝大部分时问处于部分负荷的运行状态,能效比较低。
(5)部分经济发达城市的能耗总量已接近发达国家水平,其中,空调能耗呈上升趋势。
2、耗能现状
中国目前的建筑能耗以供暖、空调和通风为主,三项之和占到了建筑总能耗的2/3。近几年来,随着生活条件的不断改善,建筑能耗在总能耗中的比例也在逐步上升。表1为建设部对中国1996—2001年建筑能耗的统计资料。最近几年的增长幅度更大。
表2列举了不同气候条件下的建筑物耗热量的组成比例。从表中数据不难看出,不同地区围护结构传热耗热(能)量,占建筑物总耗热(能)量的57%—77%。也就是说,不论北方地区还是南方地区,建筑物围护结构的传热损失,都是建筑节能设计中应重点采取技术措施的部位。而在围护结构中,窗户传热及其空气渗透耗热量最大,各地区约占建筑物总耗热量的50%—60%不等,显然该部位应是建筑节能的重中之重。其次是外墙传热耗热量所占的比例也较大,约为30%—45%左右,因此,也应列为建筑节能应着重采取技术措施的部位。
三、现阶段可进行的住宅节能改造技术
住宅节能改造主要包括3个方面:围护结构外保温改造;更换节能保温门窗;供暖系统分户热计量和室温分室控制。
1、围护结构的节能技术
围护结构的节能技术是指通过采用墙体保温(外保温、内保温、自保温、夹芯保温等技术)、门窗及屋面节能等措施,减少建筑的使用能耗。如住宅节能就是通过围护结构节能设计,达到比传统住宅节约能耗25%的目标,在结合设备节能设计上,达到住宅总体使用能耗降低50%的目标,到2010年实施节能65%的设计标准。
2、门窗节能
建筑门窗的主要功能是在获得足够采光的条件下,需要控制门窗在有太阳光照射时合理得到热量,而在没有太阳照射时减少热量流失。影响门窗获得太阳热能力的因素包括:
(1)窗戶的位置和方向;
(2)窗户产品的设计(窗户孔道的数量);
(3)使用的玻璃种类;
(4)内部和外部阴影的数量。
3、住宅采暖、空调等进行节能改造势在必行
建筑使用过程中的能耗主要包括建筑采暖、空调、热水供应等方面的能耗,各部分能耗大体比例为:采暖空调占65%,热水供应占15%,电气占14%,炊事占6%。
建筑能耗不仅仅影响国家能源供应,而且能源使用效率的高低还影响环境,例如据有关测试表明:在城市内建筑四周挂满分体式空调时,将造成局部“热岛”现象,空调机的运行能效比COP显著下降,建筑周围热环境也被严重恶化。也就是说,建筑节能和居住环境是两个相互关联、相互影响的问题。
以占我国城市建筑总面积约60%的住宅建筑为例,采暖地区城镇住宅面积约有40亿平方米,2000年的采暖季平均能耗约为25kg标煤/m,如果在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省0.5亿吨标煤。空调是住宅能耗的另一个重要方面,我国住宅空调总量年增加约1100万台,空调电耗在建筑能耗中所占的比例迅速上升。根据预测,今后10年我国城镇建成并投入使用的民用建筑至少为每年8亿平方米,如果全部安装空调或采暖设备,则10年增加的用电设备负荷将超过1亿千瓦,约为我国2000年发电能力的1/3。如果我国大部分新建建筑按节能标准建造并对既有建筑进行节能改造,则可使空调负荷降低40%—70%,有些地区甚至不装空调也可保证夏季基本处于舒适范围。以单元面积为90IIl2的普通住宅楼为例,该住宅楼位于天津市区,3个单元,户型一致,共36套单元房,层高2.7m,共6层,总建筑面积为3500m。节能改造后,冬季供暖年能耗可降低55.6%,夏季空调年能耗可降低35.7%,夏季年能耗的降低幅度比冬季少20%。节能改造后冬季供暖每年每1m建筑面积可节省燃煤费用4.3元(或天然气费用14.6元),夏季空调可节省电费2.2元。
四、结论
我国建筑能耗居高不下,我们应将建筑节能作为全国建筑领域内的一项紧迫的战略性任务,并且尽快制定并出台相关的政策、法规,限制能耗水平,为建筑节能工作的推进提供良好的法律环境;同时鼓励科研单位对新型节能技术的研究与开发,加强新型节能建材的生产与应用,以推进我国建筑节能工作。
参考文献:
[1]江亿.我国建筑耗能状况及有效的节能途径.暖通空调.2005,35(5):30-40.
[2]李力.建筑能耗计算法的分析比较[J].重庆建筑大学学报,1999,21(5):122—124
[3]杨善勤.用有效传热系数法估算采暖耗热量及进行建筑节能设计[J].建筑科学,1986(2):55—65
【关键词】 建筑;能耗;节能
前言:
随着我国经济的长期高速增长,能源消耗也快速增加,目前已经成为世界第二大能源消费国,这给能源供应带来很大压力,2004年以来出现了煤、电、油、气全面紧张的状况,超过26个省、市、自治区采取了拉闸限电措施,石油的对外依存度达到了45.2%,南方一些城市出现了“油荒”,北方一些城市则出现了“气荒”,国际上原油的价格也一路飚升,突破了70美元l桶的大关,国内的燃油价格也是一涨再涨,因此从国内和国外增加能源供应的难度和代价都越来越大,能源问题已经成为我国经济发展的瓶颈。建筑是能耗大户,不仅大量既有建筑中采暖、空调、照明、家用电器、炊事用具等用能设备消耗着大量能源,而且在新建建筑的建造过程中消耗了大量的钢铁有色金属、水泥、玻璃,塑料等建筑材料,在这些建材的生产过程中也消耗着大量的能源,另外在建筑设备和建筑机械的制造、材料运输、能源生产及加工等为建筑服务的相关环节也消耗着大量能源。
一、建筑能耗的概念
建筑能耗有广义和狭义之分。广义建筑能耗是指从建筑材料制造、建筑施工直至建筑使用全过程的能耗;而狭义建筑能耗或建筑使用能耗是指维持建筑功能所消耗的能量,包括照明、供暖、空调、电梯、热水供应、烹调、家用电器以及办公设备等的能耗,通常所说的建筑能耗就是使用能耗。建筑能耗作为社会总能耗的重要组成部分,在不同发展状况的国家和地区,它在社会总能耗中的份额不同。据统计,西方的发达国家建筑能耗占中国总能耗的30%一40%,而中国的建筑能耗占总能耗的27.6%。而且,随着人们对居住环境质量要求的不断提高,这一比例也会随之上升。针对全球能源紧缺的现状,如何在建筑中提高能源效率,即用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应,是摆在全人类面前的一项艰巨而迫切的任务。
二、建筑能耗现状
目前中国每年建成的房屋达16亿一20亿m2,这些建筑中95%以上属于高能耗建筑,单位建筑面积供暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。按照目前建筑能耗水平发展,到2020年,中国建筑能耗将达到10.89亿tce(吨标准煤),超过2000年的3倍,空调高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷出力。尽管中国人均用能还不到世界人均用能的一半,但能源消费总量已达到世界第二。所以,国务院总理温家宝在十届人大四次会议上的政府工作报告中明确指出,资源节约是今年及“十一五”期间政府主要工作之一,并提出了做好资源节约工作的六项措施;在2006年6月2日召开的中国能源领导小组会议上再次强调了认识新形势下做好能源工作的重要性和紧迫性,对能源战略规划和重大政策、能源开发与节约、能源安全与应急、能源对外合作等前瞻性、综合性、战略性工作做了重要指示。
1、耗能特点
从总体上看,中国的建筑能耗有如下特点:
(1)耗能方式在不同的地区有所侧重。北方以供暖耗能为主,南方以空调照明耗能为主。
(2)建筑能耗中供暖能耗所占份额最大。就北方城镇供暖而言,所消耗的能源折合1.3亿tce/a,占中国总的城镇建筑耗能的52%。
(3)办公建筑能耗以电力消耗为主。
(4)建筑系统绝大部分时问处于部分负荷的运行状态,能效比较低。
(5)部分经济发达城市的能耗总量已接近发达国家水平,其中,空调能耗呈上升趋势。
2、耗能现状
中国目前的建筑能耗以供暖、空调和通风为主,三项之和占到了建筑总能耗的2/3。近几年来,随着生活条件的不断改善,建筑能耗在总能耗中的比例也在逐步上升。表1为建设部对中国1996—2001年建筑能耗的统计资料。最近几年的增长幅度更大。
表2列举了不同气候条件下的建筑物耗热量的组成比例。从表中数据不难看出,不同地区围护结构传热耗热(能)量,占建筑物总耗热(能)量的57%—77%。也就是说,不论北方地区还是南方地区,建筑物围护结构的传热损失,都是建筑节能设计中应重点采取技术措施的部位。而在围护结构中,窗户传热及其空气渗透耗热量最大,各地区约占建筑物总耗热量的50%—60%不等,显然该部位应是建筑节能的重中之重。其次是外墙传热耗热量所占的比例也较大,约为30%—45%左右,因此,也应列为建筑节能应着重采取技术措施的部位。
三、现阶段可进行的住宅节能改造技术
住宅节能改造主要包括3个方面:围护结构外保温改造;更换节能保温门窗;供暖系统分户热计量和室温分室控制。
1、围护结构的节能技术
围护结构的节能技术是指通过采用墙体保温(外保温、内保温、自保温、夹芯保温等技术)、门窗及屋面节能等措施,减少建筑的使用能耗。如住宅节能就是通过围护结构节能设计,达到比传统住宅节约能耗25%的目标,在结合设备节能设计上,达到住宅总体使用能耗降低50%的目标,到2010年实施节能65%的设计标准。
2、门窗节能
建筑门窗的主要功能是在获得足够采光的条件下,需要控制门窗在有太阳光照射时合理得到热量,而在没有太阳照射时减少热量流失。影响门窗获得太阳热能力的因素包括:
(1)窗戶的位置和方向;
(2)窗户产品的设计(窗户孔道的数量);
(3)使用的玻璃种类;
(4)内部和外部阴影的数量。
3、住宅采暖、空调等进行节能改造势在必行
建筑使用过程中的能耗主要包括建筑采暖、空调、热水供应等方面的能耗,各部分能耗大体比例为:采暖空调占65%,热水供应占15%,电气占14%,炊事占6%。
建筑能耗不仅仅影响国家能源供应,而且能源使用效率的高低还影响环境,例如据有关测试表明:在城市内建筑四周挂满分体式空调时,将造成局部“热岛”现象,空调机的运行能效比COP显著下降,建筑周围热环境也被严重恶化。也就是说,建筑节能和居住环境是两个相互关联、相互影响的问题。
以占我国城市建筑总面积约60%的住宅建筑为例,采暖地区城镇住宅面积约有40亿平方米,2000年的采暖季平均能耗约为25kg标煤/m,如果在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省0.5亿吨标煤。空调是住宅能耗的另一个重要方面,我国住宅空调总量年增加约1100万台,空调电耗在建筑能耗中所占的比例迅速上升。根据预测,今后10年我国城镇建成并投入使用的民用建筑至少为每年8亿平方米,如果全部安装空调或采暖设备,则10年增加的用电设备负荷将超过1亿千瓦,约为我国2000年发电能力的1/3。如果我国大部分新建建筑按节能标准建造并对既有建筑进行节能改造,则可使空调负荷降低40%—70%,有些地区甚至不装空调也可保证夏季基本处于舒适范围。以单元面积为90IIl2的普通住宅楼为例,该住宅楼位于天津市区,3个单元,户型一致,共36套单元房,层高2.7m,共6层,总建筑面积为3500m。节能改造后,冬季供暖年能耗可降低55.6%,夏季空调年能耗可降低35.7%,夏季年能耗的降低幅度比冬季少20%。节能改造后冬季供暖每年每1m建筑面积可节省燃煤费用4.3元(或天然气费用14.6元),夏季空调可节省电费2.2元。
四、结论
我国建筑能耗居高不下,我们应将建筑节能作为全国建筑领域内的一项紧迫的战略性任务,并且尽快制定并出台相关的政策、法规,限制能耗水平,为建筑节能工作的推进提供良好的法律环境;同时鼓励科研单位对新型节能技术的研究与开发,加强新型节能建材的生产与应用,以推进我国建筑节能工作。
参考文献:
[1]江亿.我国建筑耗能状况及有效的节能途径.暖通空调.2005,35(5):30-40.
[2]李力.建筑能耗计算法的分析比较[J].重庆建筑大学学报,1999,21(5):122—124
[3]杨善勤.用有效传热系数法估算采暖耗热量及进行建筑节能设计[J].建筑科学,1986(2):55—65