建筑节能问题

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一、举世瞩目的世界能源形势

二十世纪以来，世界能源消耗的增长，远远超过了人口增长的速度。1900至1975年，全世界人口由15.71亿增加到40.45亿，增长1.5倍，而同一时期能源消耗由7.75亿吨增加到85.7亿吨标准燃料，增加10倍。由此可见，本世纪能源的消耗十分惊人，已造成世界能源的逐渐枯竭，以及各国能源供应的短缺状况。据1978年在土耳其召开的世界能源会议报导：世界化石燃料的经济可采储量约为7300亿吨(折合标准煤炭)。按现在的开采技术水平，煤只能用200午，石油30余年，天然气50年。常规能源很快会枯竭。

我国的能源形势怎样呢？从储量来看，煤、油、气、水力等常规能源资源很丰富；从开采量看，近年来已达6亿吨标煤，占世界第四位，而消费量也近6亿吨，占世界第三位。我国能源消费量的增长速度远远超过美俄等国，但每人平均能源消费量却很低，仅为0.6吨，美国是8.1吨，日本是3.6吨，比世界平均水平还低二倍。另一个差距是能源的有效利用率问题，我国的有效利用率仅占28%，而西欧国家为40%，美国为51%。由于利用率低的原因，我国消耗一吨能源所创造的国民经济生产总值为308美元，而美国是664美元，日本是1299美元。总的来说，我国的能源供求一直是相当紧张的，能源缺口很大。严重影响国民经济的迅速发展。

可见，整个世界的能源形势是很紧张的。但究竟怎样解决能源短缺问题呢？各国认为，根本的途径是开源节流。除增加能源生产和开发新能源以外，就目前来讲，节约能源是解决当前世界能源的首要任务。因为各国都不同程度地存在着能源浪费的现象，尤其是我国浪费更为严重。国外把节约下来的能源称为煤、石油、天然气、核能之外的第五种能源。可见节能的重要性。但是，在各行各业的节能中建筑节能占据什么地位呢？

二、建筑节能的重要性

谈建筑节能的重要性，首先要搞清楚建筑用能包括哪些范围。这个问题不搞清楚，就无从着手建筑节能工作。有些人往往把建筑用能局限于建筑业的建造用能，甚至更局限于施工用能。另外，由于建筑业是一个综合性的部门，它的大量用能(如生产各种工程、装修材料和设备器具的能耗)均被肢解于其他工业部门的能耗中，成为“无形”的耗能，致使建筑业被排入“小户”的用能之列，往往容易被人忽视。

什么算是建筑用能呢？国外认为，建筑的总的能源消费量，用公式表示为：

T=A+B+C+D–E

A:为构成建筑物的各种资材（工程材料、装修材料等）、设备（机器、器具等)的生产制造、加工、搬运等消费的能量，简称建筑生产用能;

B:为建筑物建设时资材、机器、器具的装配、安装等施工过程中消费的能量，筒称建筑施工用能；

C:为建筑物日常使用过程中采暖、制冷、空调、照明、烹任、家用电器用能，以及维修管理用能，筒称建筑日常运转用能；

D：为建筑物因老化陈朽需拆除所耗能量，筒称为建筑解体用能；

E：为建筑物拆除后，资材、机器设备的再利用，对生产用能来说，起到节能的效用．

如果把建筑物的使用年限称为L，则在使用年限内建筑物每年的总耗能可列为：

T＇=(A+B+C+D–E)/L

筒单说，建筑的总能耗应包括生产用能、施工用能、日常用能和拆除用能等方面。在这些能耗中，以日常用能（C）最大，生产用能（A）次之，施工用能（B）位三，拆除用能（D）最小。但彼此之间耗能比例又如何呢？由于建筑物的规模标准、设备条件、使用年限不同而差别很大，所以很难提出精确的、绝对的定量值，但可举几例说明大致的能耗比例关系。

美国对芝加哥的一幢三层38000平米的钢结构公共建筑物作了能耗分析，结果是生产耗能为4.24年的日常运转耗能量；施工耗能为1.86年的日常运转耗能量。总建造用能（A+B）为6.12年的日常运转耗能量。如果这幢楼房的使用年限是60年，则建造耗能量将占整个建筑物耗能量的十分之一。英国对使用年限是为60年的典型砖结构公寓作了能耗分析：不做保温隔热时，建筑耗能量为5.1年的日常运转耗能量；做保温隔热时，建造耗能量为7.4年的日常耗能量。瑞典对一栋使用年限为40年的居住建筑作了能耗分析：生产耗能量约占总耗能量的4%，施工耗能量占2.5%，而建筑物的日常耗能量则高达93.5％。

由上述诸例可见，建造耗能量与日常耗能量之比，约在1：9或2：8左右(仅为参考性的分析)。所以，各国把建筑节能的重点，放在建筑物日常运转耗能上面。

那末，建筑能源的消费量究竟有多少，它占一个国家总能源消费量的比例有多大呢？我们通过欧美十二国1975年的统计(这些国家的能源消费量约占全世界一半以上)可以看到，民生耗能量约占总耗能量的1/3左右。所谓民生耗能量，主要指各类建筑物（住宅与公共建筑物等）的日常使用耗能量。在民生耗能量中，采暖耗能量最大。根据欧美十国综合统计，每套住宅建筑面积平均为109平米，平均年耗能量折标准煤4吨，其中采暖、空调占65％，供热水占15％，照明、电视占14％，烹饪、洗衣占6％。按此计算，采暖空调每平米年耗能折标准煤23.8公斤。可见采暖是民生节能重点。

如前所述，建筑的总用能不仅包括建筑物的日常用能（即民生用能），还包括其他方面的用能。也就是说，工业、运输的用能中，建筑用能也占有一定的数量。据日本1978年报导：日本建筑业的施工耗能量仅占日本总耗能量的1%。但是，占总耗能量20%的钢铁工业中，有20%的钢材用于建筑业；占总耗能量4%的水泥工业中，有一半以上用于建筑业；占总耗能量12%的运输业中，也有相当比例用于建筑业。考虑这些耗能量，估计日本建筑业的建造耗能量（A+B+D）约占全国总耗能量的10%。如果再加上20%的民生耗能量，则建筑物每年的直接耗能约为全国耗能量的30%。而欧美国家的比例数更高。

我国的建筑能源消费量还缺乏系统的统计数据。据1978年统计资料，我国民生耗能量约占总耗能量的17.66%，低于欧美国家，而且主要能耗是生活用煤(采暖和厨房炊事等)，与先进国家的煤气化、电气化的日常用能相比，差距很大。但是，我国的耗能指标并不比国外低，如我国北京地区住宅每平米每年4个月采暖耗能折标准煤18--20公斤(欧美采暖空调每年耗能23.8公斤)；我国非采暖住宅，每户每年用小煤炉做饭，耗煤在400公斤以上，而北美西欧每户厨房年耗能量相当于240公斤标准煤。可见我国能源利用率之低。究竟我国建筑物耗能占全国总耗能的比例多大，有人估计不低于1／4，我认为也差不多这个数字。

纵观国内外建筑消费能源的状况，可以认为，在能源消费的绝对比例值上，建筑的总耗能量大于任何部门的耗能量，而且随着生活水平的不断提高，它的耗能比例有增无减。因此，在当前能源紧张的形势下，各国都普遍重视建筑节能工作，对建筑工作者赋予了做好节能工作的重任，制定了一系列建筑节能政策，采取了多种建筑节能技术措施。

三、各国建筑节能的政策措施

由于各国能源的消费状况和水平不同，各国制定的节能政策的出发点也各不相同。美国的民生耗能率高达消耗量的1／3，绝大部分是消费在建筑物上。可是，美国长期以来建筑物本身的设计和设备系统设计，根本不考虑节能问题，致使建筑物在使用中造成很大浪费。所以美国非常重视建筑物的节能。鉴于这种情况，美国的节能政策是：从国家的立场出发，限制全民能源消费量，对各类建筑物提出强制性的耗能标准，以取得节能效果。日本是另一个典型，民生耗能量仅占总耗能量的1／5，居住环境条件低于欧美国家。因此，它所制定的节能政策是：以较少的能量消耗获取舒适的居住环境条件。也就是说，既要节能，又要不断提高人民的居住环境水平。主张在消耗能源的阶段防止能源的浪费，并采取措施尽可能有效地使用能源，而并不是采取定量分配制那种把耗能量控制在一定范围内的限制性的措施。这种制定节能政策的观点正好与美国相反。我认为，它对我国制定节能政策很有参考意义。因为，从我国经济条件出发，在今后一段时间内，提高建筑居住环境标准的可能性不大，但是，象过去那种一搞增产节约运动，就降低房屋质量标准的做法，应引以为戒。我国建筑节能的基本途径，应当是提高能源利用效率，减少能源损失，在不增加或少增加投资的情况下，改善人民的居住环境条件。

尽管各国制定节能政策的出发点不同，但采取的节能政策措施大致可归纳为以下几个共同点，对我国颇有参考价值。

1．建立完善的建筑节能管理体制

许多国家认为，建立完善的能源管理体制是解决一个国家能源问题的关键。日本是体制搞的较完善的国家，特别是从上至下建立了一套能源管理机构和咨询机构。政府内阁一级有“省能省资源对策推进会议”，议长由首相府总务长官担任，会议成员由政府各有关部门负责人及学者专家参加，该会议负责讨论审定能源政策、法令制度。政府部一级有通产省下设的资源能源厅，它是主管全国的能源工作，负责组织制定能源的长远规划和方针政策，并在资源能源厅内设有咨询参谋机构“综合能源调查会”，由有关财团，商社负责人和专家参加，组织调查和讨论修改国内能源政策问题，向政府提出建议。再从日本的建筑节能体制上看，一是在资源能源厅内成立“隔热材料节能制度研究委员会”、“节能建材和设备标准化调查委员会”等机构，专门研究建筑节能问题；二是在建设省设立“住宅节能研究会”、“建筑节能交流会”、“节能住宅体系开发机构”、“建筑物节能对策推进方针”会议等，进行研究建筑节能政策和技术措施。另外，在资源能源厅下，设立一个半官方的全国性民间组织“节能中心”，主要任务是总结交流节能工作经验，对中小企业进行技术指导和培训能源管理人员，起节能技术情报中心的作用。民间的建设公司、设计公司、设计事务所等企业，在参加政府有关节能活动的同时，还独立进行节能技术开发工作。日本这种自上而下、一环扣一环的节能管理体制，对我国建筑部门搞建筑节能管理是很有参考价值的。

美国也建立了一套能源管理体制。有一点值得参考：美国的建筑节能研究工作，是以国家标准局(NBS)研究所为主，组织美国原子能研究所、宇航研究所等科学研究实力雄厚的单位，根据国家能源形势的需要，将其设施、人员以及基础研究资料迅速转向建筑节能研究工作。美国把这类称为“技术转换”(TechnologyTransfer)，这种在不花费投资、设备、人员的条件下，迅速取得适应当前需要的科研成果的做法，是很值得我们参考的。

2．制定建筑节能立法

以法律的形式保证节能工作的顺利进行，这是各国制定节能立法的基本思想。许多国家不仅制定国家节能大法，还专门制定了一系列建筑节能法规、标准等法律文件，从而取得良好的节能效果。值得一提的是，日本制定建筑节能立法的指导思想很有特点。政府颁布这些法律条文的目的是，国家要求建筑业主能自主地搞节能，具体说不是通过法律来对实施节能化的各种设计、施工方法加以限制或硬性规定，而是规定一种判断标准，由建筑业主自主地去搞节能型建筑。政府规定以“热损失系数”作为判断建筑物节能性的标准。所谓热损失系数，就是住宅的室内外温度差为一度时，从住宅内部通过屋顶、墙壁、地板、窗户等传热而损失的热量，以及由于自然通风而损失的热量之和。是以住宅建筑面积每平方米换算而得的数值，也就是说，住宅每平方米建筑面积在一小时内室内比室外气温每提高一度所耗费的热量。根据这个判断原则，制定了有关能源使用合理化的建筑业主判断标准。

3．采取经济手段支持建筑节能

许多国家的经验证明，为使节能工作在全国范围内迅速地开展，必须对采取节能措施的企业、个人给予经费补助、贷款、减免税率等经济支持。在这方面美国做得比较突出。美国在1978年颁布的“能源政策法”中，详尽地规定了建筑节能的经济支持问题。基本做法是：为支持州一级地方政府开展节能工作(能源调查、执行国家能源计划等)给予补助费；对低收入者实行住宅隔热措施给予补助金；对中等以下收入者提供低利贷款(利息补助)；对中等以上收入者提供一般贷款(无利息补助)；对于采用新能源设施者(太阳能利用等)给予贷款；对于采取隔热保温措施的住宅，实行隔热设施的税额扣除(免税)制度等等。许多国家为保证这项工作的顺利开展，均设置相应的专门金融机构。

除采取经济支援措施以外，一些国家还采取经济惩罚的办法。如德国“关于新建筑物节能法”于1976年7月生效后，要求新建筑物必须做隔热保温，违反此法律者，条文中规定款5马克。

4．以保温隔热为主开展节能工作

欧美各国一致认为，在实行建筑节能的各项措施中，保温隔热是最主要的节能措施。认为“保温隔热是最显而易见和最有效的途径”，“是防止建筑物热损失的最经济有效的措施”。所以，有些国家以法律的形式颁布“建筑物节能的隔热令”，对各类建筑物作出保温隔热规定。

国外所指的保温隔热措施，主要是用隔热材料构成建筑物的外围部分。所谓隔热材料，从广义说，各种建筑材料都有一定的隔热性能，如砖、混凝土、木板等，但并不能统称为隔热材料。构成隔热材料的基本条件，一是热工性能好，二是耐燃。普通建筑材料的导热系数在0.02—2.5之间，通常把导热系数≤0.2的材料称为隔热材料。国外用于建筑物上的大宗隔热材料主要是玻璃棉、矿棉，泡沫塑料等。对此，各国都把隔热材料生产放在很重要的位置，大量进行生产。各国为什么要把保温隔热作为建筑节能的主要措施呢？因为保温隔热能大大改善居住环境条件，提供舒适性，增强居住者健康，对人民有利，老百姓满意；另外从整个国家看，它可节省大量的能源，能获得良好的经济效果，对国家有利。美国估计，实施建筑物的保温隔热措施后，可节约全国一次能源5％。另外实施中证明，提高隔热性能所增加的造价，可通过改善房屋隔热性能节省下来的费用补偿。据匈牙利的经济分析，为改善隔热性能所增加的工程造价仅为3—8％，但采取保温隔热措施后，节省能源可达20—40％。挪威七十年代采取建筑物隔热化后，与六十年代未采取隔热措施的建筑相比，每年可回收因改善隔热措施而化费的额外投资10—15%，每年可节省能源50%，认为建筑物的外围结构采取保温隔热在经济上是合理的。

5．加强节能与开发并重的科学研究

各国在节能科学研究方面，归纳起来主要是三项工作：

第一，建筑节能技术研究。首先是对建筑能量消费的状态进行调查研究，从而掌握建筑耗能现状，清楚建筑能源问题的所在；研究建筑设备机器的耗能效率化问题，如何提高采暖制冷、空调、照明等设备的效率，以及研制新的节能设备；研究建设能量的重复利用问题，充分利用余热与废热。但最主要的是开展建筑节能的综合研究，从规划和设计开始，包括结构构造、材料选择、设备系统选型，自动控制等，进行综合技术研究和经济分析，搞“节能型”的建筑体系。

第二，积极开展建筑新能源的开发利用，主要是太阳能、地热等的开发利用。

第三，搞节能试点工程和样板建筑。例如美国政府为取得制定节能政策的定量数据资料，由政府出面组织办公楼建筑和住宅建筑的节能型样板工程，通过试点，检验效果，以取得经验。

四、对我国建筑节能的几点建议

第一，鉴于建筑节能的重要地位，建议研究并逐步建立适合我国特点的建筑节能管理体制，开展对我国建筑节能的规划与政策研究工作。

第二，鉴于我国尚未制定建筑立法，马上着手制定建筑节能法条件尚不成熟，应在今后制定建筑大法及其有关规范标准中，把建筑节能以法律条文列入其中，促使建筑节能工作的顺利开展。

第三，组织力量，对我国不同地区的各类建筑的实际耗能进行典型调查测定，通过掌握基础数据，进行系统分析，找出我国建筑物节能的重点环节，制定各类建筑的耗能定额指标，制定我国现阶段建筑物节能的技术措施。

第四，开展建筑节能的科学研究和设计竞赛。建议对建筑进行综合性的节能体系研究，即从设计、材料、结构、设备、施工等统盘考虑节能措施；从工程造价，节省能源费用的经济分析，作出综合平衡的结果；选择典型建设项目，进行综合节能设计，通过样板试点，检验效果，以取得经验。由建筑学会等部门组织建筑节能设计竞赛。

第五，改善建筑物的保温隔热性能。国家应重视保温隔热材料的生产，合理选择建筑围护结构，在可能的经济条件下，逐步把建筑物的保温隔热问题，提到议事日程上来研究实施。

第六，现阶段应致力于提高民用能源利用效率的研究。如采暖耗能、厨房炊事耗能、照明耗能等的能量效率。有条件者应尽量利用集中供热供气，积极利用新能源。要改变厨房燃料结构，尽快实现城市煤气化，这些都是节约民生用能的切实有效措施。

第七，要大力开展建筑节能的技术培训、技术交流，宣传教育活动。要为基层培训能源管理专职或兼职技术人员，开展节能技术交流或学术活动，利用多种宣传工具(广播、电视、报刊，杂志、宣传画，挂图等)进行节能宣传教育工作，在大中小学的教学中应传授节能技术知识，把节能当作全民的活动来搞。