1 　概述

 

 

　　建筑能耗即建筑使用能耗，包括采暖、空調(diào)、熱水供應、炊事、家用電器等方面的能耗。其中，以建筑采暖和空調(diào)能耗為主，占建筑總能耗的50%~70%。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國建筑能耗日益增長。1999年我國建筑能耗占社會總能耗的比例已達到20%～25%。而在西方國家，建筑能耗一般占全國總能耗的30%～40%。所以，隨著人民生活水平的不斷提高、城鎮(zhèn)化進程的加快以及住房體制改革的深化，我國的建筑能耗必將進一步增加。建筑能耗在我國增長空間很大，是我國今后能源消耗的一個主要增長點。1999年，美國的能源消費總量約占全世界能源消費總量的26%，其中的建筑能耗已經(jīng)接近于我國的能源消費總量。因為我國的人口是美國人口的4.5倍左右，設想如果我國的人均建筑能耗水平達到目前美國的人均水平，那么我國的建筑能耗將占當前全世界總能耗的40%。這種情況是難以想象的。隨著我國經(jīng)濟的不斷增長，人們對建筑室內(nèi)環(huán)境舒適程度要求的不斷提高，我國建筑節(jié)能究竟如何辦呢？但建筑節(jié)能不能以犧牲人的舒適和健康為代價，否則節(jié)能便失去了意義。所謂的建筑節(jié)能是指在建筑中提高能源利用效率，用有限的資源和最小的能源消費代價取得最大的經(jīng)濟和社會效應。因此，建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、實現(xiàn)國家節(jié)能規(guī)劃目標、減排溫室氣體的重要措施，符合全球發(fā)展趨勢。其解決途徑只有兩種：一方面通過開發(fā)利用可再生能源及節(jié)能建材等途徑降低建筑能耗的需求；另一方面要提高能耗系統(tǒng)的效率，從而降低終端能源使用量。

 

 

　　2 　實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術途徑及動態(tài)

 

 

　　經(jīng)粗略估算，采取周密、有效的建筑技術措施可以降低2/3～3/4的建筑能耗。因此，在建筑規(guī)劃設計、建造和使用過程中，在滿足室內(nèi)環(huán)境舒適、衛(wèi)生、健康的條件下，采取合理有效的建筑節(jié)能技術，有利于實現(xiàn)建筑節(jié)能和環(huán)保共進的目標。日本最近提出“建筑的節(jié)能與環(huán)境共存設計”的概念便是這一思想的體現(xiàn)。一般來說，實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術途徑為：盡量減少建筑內(nèi)能源總需求量的同時，大力開發(fā)利用可再生的新能源，從而減少使用在建筑領域內(nèi)易引起環(huán)境污染的能源。

 

 

　　2.1減少建筑內(nèi)的能源總需求量

 

 

　　據(jù)統(tǒng)計，在發(fā)達國家，空調(diào)采暖能耗占建筑能耗的65%。目前，我國的采暖空調(diào)和照明用能量近期增長速度己明顯高于能量生產(chǎn)的增長速度，因此，減少建筑的冷、熱及照明能耗是降低建筑能耗總量的重要內(nèi)容，一般可從以下幾方面實現(xiàn)。

 

 

　　2.1.1建筑規(guī)劃與設計

 

 

　　面對全球能源環(huán)境問題，不少全新的設計理念應運而生，如低能耗建筑、零能建筑和綠色建筑等，它們本質(zhì)上都要求建筑師從整體綜合設計概念出發(fā)，堅持與能源分析專家、環(huán)境專家、設備師和結構師緊密配合。在建筑規(guī)劃和設計時，根據(jù)大范圍的氣候條件影響，針對建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征，重視利用自然環(huán)境（如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等）創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)微氣候，以盡量減少對建筑設備的依賴。具體措施可歸納為以下三個方面：合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設計（主要方法為：在建筑周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍墻）；合理設計建筑形體（包括建筑整體體量和建筑朝向的確定），以改善既有的微氣候；合理的建筑形體設計是充分利用建筑室外微環(huán)境來改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的關鍵部分，主要通過建筑各部件的結構構造設計和建筑內(nèi)部空間的合理分隔設計得以實現(xiàn)。同時，可借助相關軟件進行優(yōu)化設計，如運用天正建筑（Ⅱ）中建筑陰影模擬，輔助設計建筑朝向和居住小區(qū)的道路、綠化、室外消閑空間及利用CFD軟件，如：PHOENICS，F(xiàn)luent等，分析室內(nèi)外空氣流動是否通暢。

 

 

　　2.1.2圍護結構

 

 

　　建筑圍護結構組成部件（屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽設施）的設計對建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有根本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3%～6%，而節(jié)能卻可達20%～40%。通過改善建筑物圍護結構的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。首先，提高圍護結構各組成部件的熱工性能，一般通過改變其組成材料的熱工性能實行，如歐盟新研制的熱二極管墻體（低費用的薄片熱二極管只允許單方向的傳熱，可以產(chǎn)生隔熱效果）和熱工性能隨季節(jié)動態(tài)變化的玻璃。然后，根據(jù)當?shù)氐臍夂颉⒔ㄖ牡乩砦恢煤统?，以建筑能耗軟件DOE-2.0的計算結果為指導，選擇圍護結構組合優(yōu)化設計方法。最后，評估圍護結構各部件與組合的技術經(jīng)濟可行性，以確定技術可行、經(jīng)濟合理的圍護結構。

 

 

　　2.1.3提高終端用戶用能效率

 

 

　　高能效的采暖、空調(diào)系統(tǒng)與上述削減室內(nèi)冷熱負荷的措施并行，才能真正地減少采暖、空調(diào)能耗。首先，根據(jù)建筑的特點和功能，設計高能效的暖通空調(diào)設備系統(tǒng)，例如：熱泵系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)等。然后，在使用中采用能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督和調(diào)控室內(nèi)的舒適度、室內(nèi)空氣品質(zhì)和能耗情況。如歐洲國家通過傳感器測量周邊環(huán)境的溫、濕度和日照強度，然后基于建筑動態(tài)模型預測采暖和空調(diào)負荷，控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行。在其他的家電產(chǎn)品和辦公設備方面，應盡量使用節(jié)能認證的產(chǎn)品。如美國一般鼓勵采用“能源之星”的產(chǎn)品，而澳大利亞對耗能大的家電產(chǎn)品實施最低能效標準（MEPS）。

 

 

　　2.1.4提高總的能源利用效率

 

 

　　從一次能源轉換到建筑設備系統(tǒng)使用的終端能源的過程中，能源損失很大。因此，應從全過程（包括開采、處理、輸送、儲存、分配和終端利用）進行評價，才能全面反映能源利用效率和能源對環(huán)境的影響。建筑中的能耗設備，如空調(diào)、熱水器、洗衣機等應選用能源效率高的能源供應。例如，作為燃料，天然氣比電能的總能源效率更高。采用第二代能源系統(tǒng)，可充分利用不同品位熱能，最大限度地提高能源利用效率，如熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）、冷熱電聯(lián)產(chǎn)（CCHP）。