建筑节能设计研究论文

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早在20世纪70年代，建筑节能概念就被正式提出。建筑节能的中心是减少建筑耗能，提高建筑中的能源利用效率。同时，建筑节能需以不影响人们感觉舒适度为前提，即室温冬季不低于18摄氏度，夏季不高于26摄氏度。时隔30年，2004年，围绕着石油与能源问题的“大事件”再次集中发生，而我国的能源问题更是显露无遗：石油消耗量仅次于美国、燃煤紧张、拉闸限电、北方冬季供暖受阻。2005年3月23日，北京上调成品油价格……

本文将在总结国际与国内能源现状的基础上，分析建筑节能的必要性与紧迫性，同时通过调研目前国内建筑节能设计实例，评判建筑节能设计的经济效益，希望能够使社会各界意识到，建筑节能不单是发达国家的问题，我国正面临一场真正的能源危机，建筑节能迫在眉睫。

一、国际能源危机加剧

1、能源储量减少，石油仅供开采41年

目前，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。然而2004年BP世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界石油总储量为1.15万亿桶，仅供生产41年；全球天然气储量为176万亿立方米，仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明，全球煤炭埋藏量10316亿吨，可开采231年；核反应原料铀已探明储量436万吨，可供72年使用（海水中的铀可供使用1万年，利用钚为燃料的增值核反应堆可使用100万年）；利用热核反应，海水中的锂能源可开采年限为1600万年。可见，全世界最为依赖的能源——石油与天然气，在21世纪的前半，就将日趋枯竭。科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰，2100年石油消费将减少到不足能源消费总量的5%%.而从2050年开始，核能、生物能、水利地热、风力、太阳能的比率大大上升，达到总能源消费的1/3，热核能源将达到总能源消费的1/4.

因此，在世界能源供给结构转轨的大趋势下，不考虑建筑节能而建造的房屋，终有一日会因为没有能源可用，终被社会淘汰。呼吁建筑节能，很重要的一点就在于减少使用石油、天然气等不可再生资源，通过科学合理的建筑节能措施，采用可再生新能源，使建筑可持续发展。

2、能源需求不断增加，价格无法下降

根据美国能源部能源资讯署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”，1999—2020年全球能源消费形势如下：

全球能源总消费量将增加60%，其中亚洲及南美州发展我国家将增长1倍（每年增长4%，相比发达国家每年增长1.3%）。

石油：石油预计增长59%（年增长率为2.2%）。此外，石油将维持占全球能源总消费量40%以上的比例。

天然气：争议较小的天然气将是需求增长最快的能源，预计增长一倍。天然气占全球能源消费量比重也将由23%升至28%.

煤：由于空气污染及二氧化碳排放等问题，煤炭占全球能源总消费量的比重将由22%降至20%.

核能：在政治问题影响下，全球核能发展情势尚难确定，但保守估计全球核能消费量将比现在略为增长。

可再生能源（包含大水力）：预估将增长53%.但由于现阶段数量过少、成本高、能源密集度低且供应不稳定，所以占全球能源总消费量的比重将由9%下降到8%.不过预计更远的未来，随着技术的进步，比重将上升较快。

以上预测在2004年阿拉伯石油输出国的12月月报中已经得到体现，它指出截止到2020年，世界石油需求量将以年平均1.7%至2%的速度增长，日需求量逐渐从目前的8200万桶到近1.07亿桶。

可见，由于核能与可再生能源的替代性迟迟无法实现，石油、天然气的需求量仍会不断增加，但能源储量是有限的，这种供需关系导致了石油、天然气等能源价格不会下降。

同时，恐怖活动增加了石油以天然气运输风险及成本。自美国发生“9.11”恐怖攻击事件后，全球恐怖活动升温，而保护措施较为不足的石油及天然气供应等能源基础设施成为恐怖分子攻击目标的可能性提高。例如2001年10月斯里兰卡一艘油轮遭受其境内恐怖组织攻击；2002年10月法国油轮在叶门遭受不明恐怖分子攻击；……各国为了预防恐怖攻击，正大兴土木加强能源设施的保护工作，而随着防范设施、人力及保险费用的增加，能源使用价格也面临逐渐上涨的压力。

面临能源价格，尤其是天然气价格逐步上涨，居高不下，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，或者售价、租金一降再降的现象。因此，建筑尤其是高层住宅与办公楼、大型共建正面临着一场新的革命，建筑节能节能势在必行。

3、美国企图掌控全球石油供给，强力遏制我国、欧洲的发展

许多石油生产地区，尤其是中东地区，由于拥有全世界2/3油藏，一直存在政治、外交及军事的动乱。在近期较大规模的战争有1980年两伊战争、1990年波斯湾战争、1994年俄国出兵车臣、2001年阿富汗战争和2004年的美伊战争，而其他小型区域冲突也非常多，都是围绕着石油资源而展开的。每次争夺石油资源引发的动荡，使众多石油进口国家经济发展及能源安全受到威胁，牵动整个世界的经济。从这个意义上说，哪个国家能掌握全球的石油、天然气能源，就如同握紧全球经济命脉。

因此，美国攻打伊拉克，拿伊拉克石油做文章，不仅是要赚回为之付出的巨额战争费用，还要建立起有利于美国的世界石油市场“新秩序”：一来拉低美元汇率、弥补贸易逆差、打压欧元；二来美国可以时时掌控我国、俄罗斯、印度等国家石油进口价格与能源供给量，遏制这些国家的经济腾飞。

面临美国今后可能采取的能源阻扰政策，我国除了争取更多的与石油出口国的贸易协议外，能源节约是最关键的一步。

二、我国所面临的能源挑战

1、人均储量少，先天不足，但能耗效率却低。

我国能源总量丰富，但人均能源可采储量远低于世界平均水平。2000年人均石油可采储量只有2.6吨，人均天然气可采储量1074立方米，人均煤炭可采储量90吨，分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上，2004年，人均石油最终可采储量居世界第41位。因此，一旦平均到个人消费量，我国能源并非地大物博，实际上存在先天不足的弱势。

从能源利用效率来看，目前国内能耗高，能源效率低。2001年，我国终端能源用户能源消费的支出为1.25万亿元，占GDP总量的比例为13%，而美国仅为7%.同时，我国单位产品的能耗水平较高，目前8个高耗能行业的单位产品能耗平均比世界先进水平高47%，而这8个行业的能源消费占工业部门能源消费总量的73%.这造成了很大社会能源浪费。

2、我国成为能源消耗大国，进口依赖度提高。

2003年我国已经成为世界上仅次于美国的第二大石油消费国。全年原油消费量达到2.5亿吨以上。其中全国原油产量约1.69亿吨，进口原油8900万吨，分别占世界石油需求增长总量的41％、32%，约每天60万桶和260桶。

2004年原油消费需求量仍以10%以上的增速增长，约达到2.75亿吨，进口原油数量超过1亿吨。同时，煤炭消耗量占世界总量的40%以上，天然气供暖需求量也一直在增长。预计到2020年，我国石油需求量为4.5亿吨，年均递增12%；天然气在一次能源消费中，所占比例将由目前的2.7%增长到10%以上；我国对海外能源的依赖程度将达到55%以上。

可见，我国能源消耗需求旺盛的同时，进口依赖度提高，这使得国内经济受中东动乱及石油危机冲击的概率上升，危及我国能源供应安全，存在较大风险。

3、能源成为我国经济命脉所在，威胁国家稳定安全

2004年全国电荒、煤荒集中爆发。上半年，27个省份全面告急，国家线网被迫拉闸电线80多万次。下半年，今年北方供暖的城市无一例外都面临能源紧张的考验。以吉林省为例，往年到9月底供热企业储煤应达年用煤总量的80%，而今年供热用煤的储量不足40%；长春市每年锅炉供热用煤为306万吨，截至10月底只有总量的40%入库；在吉林市，每年锅炉供热用煤为46.5万吨，今年到10月底也才入库42%；吉林省其他城市同样存在紧缺情况。就连首都北京也难逃厄运。预计北京冬季煤炭需求为1460万吨。受全国煤炭资源紧、运输难、价格高等因素影响，北京市电煤库存一直在警戒线以下运行，到10月底锅炉及民用燃煤库储煤率不足45%.而为防止大气污染，北京城区的燃煤锅炉大多变为燃气或燃油。随着石油价格的上调，北京冬季供暖承受着巨大的压力，2005年3月，北京油价再次上调，93号汽油每升上涨了0.26元。

能源的供给直接影响到人民生活与国民生产。一次拉闸对平常老百姓无关大要，但对于长期依赖电力生产的工厂、企业来说，损失可能是上百上千万；而全国27个省份同时出现问题，这种经济损失就根本无从计算，直接关系到国家经济命脉。而冬季供暖的短缺，导致很多底保户和困难企业失去基本生存条件，威胁到国家稳定安全。

三、建筑节能要求十分紧迫

1、建筑能耗约占社会总能耗的1/3

我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%，上升到近年的27.45%.而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。以此推断，国家建设部科技司研究表明，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比例最终还将上升至35％左右。如此庞大的比重，建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。

2、高耗能建筑比例大，加剧能源危机

直到2002年末，我国节能建筑面积只有2.3亿平方米。目前，我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑，总量庞大，潜伏巨大能源危机。正如建设部有关负责人指出，仅到2000年末，我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿吨标准煤，占全社会终端能耗总量的27.6%，而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%.因高耗能建筑比例大，单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，多排二氧化碳52万吨。如果任由这种状况继续发展，到2020年，我国建筑耗能将达到1089亿吨标准；到2020年，空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷能力，这将会是一个十分惊人的数量。

据分析，我国目前处于建设鼎旺期，每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建设增速，预计到2020年，全国高耗能建筑面积将达到700亿平方米。因此，如果现在不开始注重建筑节能设计，将直接加剧能源危机。

3、我国建筑节能状况落后，亟待改善

在70年代能源危机后，发达国家开始致力于研究与推行建筑节能技术，而我国却忽视了这一方面的问题。时至今日，我国建筑节能水平远远落后于发达国家。举例说明，国内绝大多数采暖地区围护结构的热功能都比气候相近的发达国家差许多。外墙的传热系数是他们的3.5至4.5倍，外窗为2至3倍，屋面为3至6倍，门窗的空气渗透为3至6倍。现在，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。例如与北京气候条件大体上接近的德国，1984年以前建筑采暖能耗标准和北京目前水平差不多，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，而北京却一直是22.45.

因此，与当前发达国家建筑能耗已经大大降低的情况相比，我国单位建筑面积采暖能耗是发达国家标准的3倍以上，与发达国家存在较大的差距。而对于美国而言，全球石油资源的战略布局以及石油的开采区域和运输线路等关键点的调整工作已基本完成，我国却没有那样强有力的能源后盾支持，在这样的国情下，建筑节能水平的改善实际上应该比发达国家更为紧迫。