节能建筑的理论探究。

热心网友：一、全球性的能源危机 1．国际能源趋势 　　目前，世界范围内，石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费约90%以上，其中石油占一半以上。2004年最新权威数据显示，世界石油总储量为1．15万亿桶，仅供人类开采约40年；石油与天然气，在21世纪的前半，就将日趋枯竭，高能耗的建筑终有一日会因为没有能源可用，终被社会淘汰。科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰，而从2050年开始，人类将不得不转向成本较高的生物能、水利地热、风力、太阳能、核能。 2．我国能源状况与建筑能耗 　　我国能源发展主要存在四大问题。一是人均能源拥有量低、储备量低。二是我国的能源结构依然以煤为主，约占75%。全国年耗煤量已超过13亿吨。由于燃煤效率低，对环境污染严重，造成我国大气污染和酸雨严重。三是能源资源分布不均。主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足，造成北煤南运、西气东送、西电东送。四是能源利用效率低。我国能源终端利用效率仅为33%，比发达国家低10个百分点。 　　随着城市建设的高速发展，建筑能耗逐年大幅度上升，已成为中国能源消费的主体之一，目前我国建筑用能已达全社会能源消费量的32%。加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%，我国的建筑总能耗已达全国能源总量的45%。我国现有建筑面积为400亿平方米，绝大部分为高能耗建筑，预计到2020年，总建筑面积将达到700亿平方米。庞大的建筑能耗，已经成为我国国民经济的巨大负担。 3．能源需求不断增加，价格上涨是必然趋势 　　根据美国能源部能源资讯署资料，1999—2020年全球能源消费形势中，全球能源总消费量将增加60%，其中亚洲及南美州发展中国家将增长1倍。面临能源价格，尤其是石油、天然气价格逐步上涨，居高不下，西方国家很多高耗能建筑开始出现因承担不起昂贵的能源维持费用而被迫停用或者租金一降再降的现象。建筑面临着一场新的革命，建筑节能势在必行。 二、中国建筑节能技术的现状 　　我国目前正处于建设高峰期，每年新建房屋近20亿平方米，超过所有发达国家建设量的总合。而其中95%以上的建筑都是高耗能的建筑，节能技术相对落后。 　　与欧洲相比，许多欧洲国家住宅的实际年采暖能耗已普遍达到每平方米6升油，大约相当于每平方米8.57公斤标准煤，而在我国，达到节能50%的建筑，它的采暖耗能每平方米也要达到12.5公斤，约为欧洲国家的1.5倍。例如在德国，1984年以前建筑采暖能耗标准和中国目前水平差不多，每平方米每年消耗24.6至30.8公斤标准煤，但到了2001年，德国的这一数字却降低至每平方米3.7至8.6公斤标准煤，其建筑能耗降低至原有的1/3左右，而我国却一直是25公斤标准煤。 　　面对能源危机的巨大压力，虽然我国已在1996年就公布了民用建筑节能设计标准，逐步对建筑能耗高的现况进行改善，但是我国在设计水平，建筑技术，设备材料制造及应用上、都与西方发达国家存在较大的差距，主要体现在以下几点。 　　第一，我国绝大部分建筑的能源系统还都依赖于不可再生的一次能源，而对于可再生能源的利用还相当落后。目前中国以水电、风能利用、太阳能利用、生物质能利用等为代表的可再生能源利用量还不够大，到2003年只有约相当5200万吨标准煤的利用，仅占全国一次能源总消费量的3%。 　　第二，我国建筑的能源利用效率较低，很多还可再利用的余热，余冷都不回收而被直接白白的排放掉，在造成能源极大浪费的同时也增加了建筑对周围热环境的影响。仅以建筑供暖为例，，北京市一个采暖期的平均能耗为20.6瓦/平方米，与气候条件相同的瑞典、丹麦、芬兰等国家相比，条件相同的建筑一个采暖期的平均能耗仅为11瓦/平方米。因建筑能耗高，仅北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元。 建筑生态节能的宏观策略与实施技术体系 　　第三，我国建筑自身的节能效果还较差，建筑围护结构的热工性能不高，门窗的保温性能，气密性能都有待提高，因此造成了单位面积能耗较高局面。目前，在执行国家节能规范的前提下，我国建筑的围护结构传热系数依然比欧洲国家大20%~40%。 　　第四，我国材料设备的生产水平不高，粗放式的生产模式导致了设备及材料的生产成本高，能耗高，排放高，从而导致了建筑间接能耗的增加。 　　第五，落后的运行管理水平进一步加剧了建筑的能耗。即便是高效节能的系统，如果不辅以优秀的运行管理，也达不到节能的目的。一个优秀的运行管理系统可节能10%~20%。 　　第六，无论是开发商，设计者，施工人员，设备制造商，还是最终的业主，运行管理人员都还没有普遍树立 ，主动创建生态节能建筑的意识。 三、中国建筑节能落后的原因 　　我国的建筑能耗非常高，采暖用能是气侯相近的发达国家的三倍。建筑高能耗的现状还没有引起全社会的充分重视。虽然1995年制定了国家节能建筑的强制性设计标准，按照这个标准来设计，可以做到节能50％的目标。遗憾的是，此标准实施已经进入第9个年头了，但真正按照这个标准去建造的建筑，最乐观的估计，在新建筑里还不到10％。影响我国建筑节能推进的深层根源主要体现在以下四方面： 1．缺乏有效的政策激励制度 　　长期以来，国家缺乏有效的激励政策引导和扶植节能与绿色建筑。我国现行的法律法规对能源、土地、水资源、材料的节约也没有可操作的奖惩方法来强制各方利益主体必须积极参与；而颁发的《民用建筑节能管理规定》，作为一个部门规章，力度远远不够。虽然已先后颁布实施针对三个气候区的节能50%的设计标准，初步形成了比较完善的民用建筑节能标准体系；但关于建筑节能、节地、节水、节材和环境保护的综合性的标准体系还没有建立。 2．能源价格目前偏低，对消费者缺少足够吸引力 　　中国目前能源价格偏低，对中国目前经济条件下的建筑业主来说，建筑后期运营的能耗费用对业主的影响不大，而建造节能建筑的一次性资金高于变通建筑，业主不愿投入，形成建造节能建筑积极性差的局面。 3．施工监管不力及施工验收手段差 　　中国虽然建立了相对完整的节能设计规范，包括2005年7月，我国批准发布的《公共建筑节能设计标准》。但施工质量差，施工验收不严格，使中国的节能建筑数量很少。国家现有的节能建筑规范未能在施工验收阶段严格执行，许多不合标准的建筑也能投入使用，使不达标建筑不断出现。 4．公众节能意识不足 　　我国公众的节能、环保意识落后，也是制约中国建筑节能推进的重要原因。公众作为住宅的消费者，意识影响行动，决定了自身对住宅的选择，并进而影响了开发商开发什么样的产品。 　　公众对节能建筑的意识不足，对节能建筑的需求不强，开发商以市场为导向、以客户为导向，自然在操作中对开发节能建筑也缺乏热情。

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　下面说的，对现在的一些节能建筑问题的介绍。

不容乐观的我国高能耗建筑 

　　中国既有建筑面积达420亿平方米，其中城市房屋建筑面积140．91亿平方米。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。 

　　由于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约为同纬度气候相近国家的2到3倍左右，而且舒适性较差。尽管我国也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／m2，仍然比纬度相近的瑞典、丹麦等北欧国家高出近1倍。 

　　根据清华大学的实测调查结果：上海9幢商用楼全年一次耗能量超过了日本相应商业建筑节能标准近45％；北京10家大型百货商场中，每平方米年均耗电量最高的商场比耗电量最低的商场能耗高出将近50％。这些事实都充分说明我国存在着巨大的建筑节能潜力。 

　　细加分析不难发现，占建筑能耗60％的是采暖和空调，因此建筑节能的重点，应该锁定在采暖和空调方面。据专家预测，到2020年，我国当年的建筑节能潜力空间就可能达到3．5亿吨标煤以上，超过目前全国总能耗的1／5。其中，空调高峰负荷节电空间约9000万千瓦，相当于5个三峡电站的满负荷容量。 

　　建筑外遮阳：减少空调负荷巧节能 

　　采取对新老建筑进行附加外遮阳的措施可使空调的高峰负荷大大削减下来。打个比方，不加外遮阳，如同人站在太阳下；加了外遮阳，如同人站在树阴里。 

　　户外遮阳在欧洲等地已经有了30多年的发展历史，在我国明清故宫内，寝宫也都设有可调节的遮阳板，可是当前所谓的时尚和新潮让人们忘却了祖先留下的宝贵经验和最基本的生活常识。 

　　国际经验表明，夏季建筑节能最简单有效且性价比最好的方法就是使用外窗遮阳。因为通过建筑外窗的热量中，占窗面积80％左右的玻璃得热是第一位，把遮阳做好则夏季节能可以达到50％以上。通过建筑能耗计算表明，如果室内挂上浅色布窗帘而不采用外遮阳时，太阳辐射造成的空调负荷至少为采取垂直式外遮阳手段后的一倍，这是因为太阳能已经进入室内了，而加上外遮阳时负荷会降低75％至85％。试验表明，使用外遮阳后原来运行4匹空调的房子只需不到2匹的空调就可保证舒适度。 

　　可调节的外遮阳，还可灵活地解决建筑冬季与夏季对太阳需求不同的矛盾。 

　　 “现代化住宅”破坏了城市凉爽 

　　炎炎夏日，在北京市中心的胡同区，温度明显比高楼聚集的住宅区低，胡同区的空调也明显比高楼区少。如果不是被高楼包围，也许胡同里就不需要空调。建设部副部长仇保兴最近对媒体说，北京四合院这样的古建筑，能耗比其他建筑都要低。 

　　可惜，在建设“现代化”城市的雄壮口号中，开发商正在快速消灭胡同四合院这样真正的节能建筑。随着大片胡同区的快速消逝，与四合院共同成长的千万棵大树也消逝了。“城市森林”的覆没，如同消灭了一块巨大的天然吸热海绵。胡同的废墟上盖起了密集的高大住宅楼群，灰色森林取代了绿色森林。水泥森林不能吸热，却是一个个巨大的散热体。楼群带来的热岛效应，逼着家家户户都装上空调，空调又使城市温度更高。大片拆除老宅子，大批居民被迫远迁郊外，城市边缘大片农田被毁掉盖上了延绵不断的楼房。 

　　到世界著名城市看看，发现人家那儿的老房子多着呢！人家把老房子当宝贝留着。在伦敦和巴黎，上百年甚至几百年的建筑都保存维护得好好的住着居民。透着历史沧桑的楼房中，小玻璃窗上遮着雪白的纱帘。人家没有大拆大建闹得百姓居无宁日，为了环保与节能，巴黎许多人家都没有空调。 

　　中国是世界上最大的建筑工地，每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米，超过发达国家年建成建筑面积的总和。与其紧赶节能建筑的时尚，不如停止大拆大建的城市改造模式，多保留那些蕴含城市个性与历史的老房子，小心呵护它们，让百姓安居于其中。 

　　发达国家的建筑节能经验 

　　正确的建筑节能观，应该以提高建筑物的能源利用效率，同时尽量降低建筑物的固有能耗，用最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效益，满足日益增长的需求为目标，走可持续发展的道路。 

　　根据发达国家的经验，可从三个途径来推动我国的建筑节能工作：1．制定和贯彻实施建筑物及建筑设备的强制性最低能耗标准。目前，我国在绿色照明、绿色冰箱等领域已经取得了一定的节能效果。2．建立能效标识制度。让老百姓购房时把它作为重要的考虑因素。3．通过经济激励措施鼓励高效节能的建筑物及建筑设备。 

　　怎样估算空调制冷量 

　　空调匹数，原指输入功率，因不同的品牌其具体的系统及电控设计差异，其输出的制冷量不同故其制冷量以输出功率计算。 

　　一般来说，1匹的制冷量大致为2000大卡，换算成国际单位应乘以1．162，故1匹的制冷量应为2000大卡×1．162＝2324（w），这里的w（瓦）即表示制冷量，1．5匹的应为2000大卡×1．5×1．162＝3486（w）。 

　　制冷量确定后，即可根据自己家庭的实际情况估算制冷量，选择合适的空调机。家用电器要消耗制冷量的较大部分，电视、电灯、冰箱等每w（瓦）功率要消耗制冷量1（w），门窗的方向也要消耗一定的制冷量，东面窗150w／m2，西面窗280w／m2，南面窗180w／m2，北面窗100w／m2，如是顶楼及西晒可考虑适当增加制冷量。