談國內外建筑節能研究現狀

徐鵬程 顧平道

(東華大學環境科學與工程學院，上海 201101)

談國內外建筑節能研究現狀

徐鵬程 顧平道

(東華大學環境科學與工程學院，上海 201101)

根據當前國際能源消耗情況及建筑能耗所占比重，對國內外建筑節能發展概況及研究現狀進行了闡述，指出了國內建筑節能技術存在發展緩慢、區域發展不平衡、缺乏監督管理等問題，列舉了國外建筑節能的前瞻性政策及可借鑒措施，同時，整理了國內外重要的階段性研究成果。

能源短缺，建筑節能，研究現狀

1 建筑節能背景

進入21世紀以來，我國的能源消耗量翻了一番，成為主要的能源消耗國之一。建筑能耗是我國能源消耗的重要方面，同時建筑能耗的總量也在不斷上升，建筑能耗約占社會總能耗的1/3。根據研究表明，未來我國建筑能耗比例將上升至35%左右，位列我國社會能耗第一，成為我國經濟發展的最大限制。建筑能耗指建筑物使用過程中用于供暖、通風、空調、照明、給排水和熱水供應等的能耗。其中，以采暖和空調能耗為主，一般占建筑總能耗的50%～70%。在發達國家中，建筑能耗一般占總能耗的30%～40%[1]。

2 國內建筑節能概況

我國人口基數過大，人均資源短缺，國家相繼頒布并實施了各類節能政策。從20世紀80年代開始，我國開始建筑節能的研究。最早始于北方，90年代末建筑節能工作陸續在夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區開始。我國頒布了多項與建筑節能相關的設計標準、法律法規，如：JGJ 26—95民用建筑節能設計標準、GB 50189—2005公共建筑節能設計標準、GB/T 50378—2014綠色建筑評價標準、《民用建筑節能條例》等，全國32個省市地區也出臺了多項地方性的建筑節能設計標準。從建筑的設計、施工、改造等多方面進行節能管理和監督。

我國在建筑節能方面雖然取得了一些成績，但和發達國家相比，我國仍然處于起步階段，并且進程較為遲緩。主要問題表現為：

1)地區發展不平衡，能耗分布不均勻。

我國土地遼闊，橫跨嚴寒、寒冷、溫和、亞熱等多個氣候帶。北方地區，每年冬季有5個月之久，全季采暖，采暖能耗占建筑能耗較大比重。在南方，夏季天氣較為炎熱，夏季空調能耗為主要建筑能耗。同時，我國地區經濟發展不平衡，居民生活方式差異大，造成民用建筑中的能耗差異也較大。

2)建筑節能技術落后。

已有建筑節能技術在設計、改造等過程中使用情況較差。我國是發展中國家，人們缺乏對建筑節能技術的認識，甚至存在誤解，給建筑節能技術的推廣使用造成巨大的阻力。同時，現有技術還比較低級，節能率不高，缺乏成熟、完善、經濟適用、數量足夠的節能產品。

3)建筑節能技術人才缺乏。

建筑節能設計學科廣泛，從規劃、建筑、結構、暖通、給排水等方面都對設計師有一定要求，大多數應屆畢業生由于薪資等問題對建筑節能等方面的工作較為排斥。全社會的建筑節能意識較低，對我國目前能源的供應現狀不了解。

4)管理機構不健全，缺乏引導監督。

在市場經濟的引導下，企業短期盈利最大化傾向嚴重，對建筑節能的發展十分不利，政府應當給予一定的引導，消除市場本身的盲目性。雖然我國出臺了建筑節能相關的規范，但是監管力度還是不夠。政府部門對于建筑節能標準的監管往往重視的是設計階段，對于工程建設、建筑調試運行等環節沒有引起足夠的重視。據有關資料測算，當建筑節能為30%以上時，造價增加3%～6%；節能50%，造價增加6%～11%[2]。政府缺乏必要的經濟調控激勵措施，這樣便讓建筑單位缺少了實施建筑節能的主動性。

建筑節能理論研究在我國起步較晚，最早在1982年國家下達了有關建筑節能方面的科研工作，開始陸續擬定一系列的節能建筑標準。從1997年開始我國強制實施建筑節能，在2005年前，我國停留在對綠色節能建筑的了解認識上，對建筑節能開始有了初步定義，構建國家建筑行業的可持續發展框架。2005年—2010年，國家通過政策鼓勵和引導建筑節能研究工作，有關建筑節能的研究成果如雨后春筍般紛紛出現，研究成果遍布各個領域。

清華大學薛志峰等對北京現有的大型公共建筑進行實測勘察，分析了公共建筑的節能潛力[3]。

K.T.Chan等通過研究高層商業建筑圍護結構的熱工性能，發現高效能的圍護能夠減少接近35%的能源消耗[4]。

李志生等利用eQUEST模擬軟件對比不同圍護結構的能耗情況，說明了建筑外墻保溫系統的研究必要[5]。

戴雪芝對中國能源政策、建筑節能經濟激勵政策實施效果進行了詳細分析，并對經濟激勵政策效益進行了量化評價[6]。

3 國外建筑節能概況

因全球可利用資源的日趨減少，能源問題的威脅顯現，使西方發達國家充分認識到能源對國家的穩定和發展而言至關重要。20世紀90年代，“溫室氣體”“全球氣候變暖”成為舉世矚目的話題，人們逐步開始意識到環境與能源對人類生存發展的重要性，環保、節能成為了世界環境發展的重要議題。2001年—2011年間世界一次能源消耗量的變化情況見圖1。

美國政府對建筑節能環保十分重視。政府制定了行業和產品標準、開發和推薦能源技術，注重標準的先進性、實用性和合理定位。1998年，美國綠色建筑協會創立了以節能為主旨的《綠色建筑評估體系》，成為目前世界各國中最具有影響力的建筑環保評估標準。美國的建筑節能從兩方面入手：首先是建筑物熱工性能，提高建筑圍護結構的保溫隔熱性能、采用高密閉性能的門窗和充分利用自然通風、太陽能等節能環保措施降低采暖和空調能耗；其次，對能耗系統和設備的能源效率作進一步的優化設計使用。美國政府積極推廣新能源、無污染能源技術的使用，制定一系列減稅優惠政策，刺激太陽能等新能源的研究發展。在學校、醫院等公共建筑部門使用太陽能，光電池板收集的光能同時用來照明、熱水供應，實現了光能到電能的轉化[7]。

在歐洲，低耗能高舒適的建筑十分常見，在外墻、屋面、門窗玻璃、空調系統等方面運用了大量的節能材料和節能新技術，在建筑使用過程中，盡量采用自然送新風方式，減少建筑能耗降低運營費用。2004年英國政府實施百萬“綠色住宅”建筑計劃；德國政府制定了嚴格的建筑圍護結構熱工指標、建筑物CO2濃度排放量、建筑規劃設計等標準，大力推廣清潔能源、可再生能源使用，為節能環保工程提供低利率貸款，積極發展低碳環保項目和建筑節能改造項目[7]。

1979年，日本頒布《能源法》，逐步建立國家節能體制，設立能源管理機構，組織民間節能團體交流經驗。政府還提出“建筑的節能與環境共存設計”的概念。

建筑節能是各國建筑業發展不可忽視的問題，如何使建筑業由粗放型發展轉變為集約型發展，實現行業的跨越式轉變，完成建筑行業的技術革命，也成為建筑業發展的巨大挑戰。

GA.Florides等通過TRNsys軟件對一個典型建筑進行了綜合模擬分析，發現隨著建筑保溫水平的提高，自然通風的節能效果也會增強。在對建筑朝向的研究中指出長方體的建筑長邊面向南北最合理[8]；NurdilEskin和HamdiTurkmen利用模擬軟件Energy-Plus研究分析，得出了影響全年能耗的具體數據[9]；Mari-Louise Persson等通過利用DEROB-LTH軟件模擬分析，得出南向門窗的最優尺寸[10]；Elisabeth Gratia和Andre DeHerde經過深入研究指出：建筑墻體最內層材料對建筑內部溫度的控制起關鍵作用[11]；印度建筑設計師查爾斯·柯利亞提出“形式追隨氣候”的設計理念，提倡支持國產，多使用自然采光和自然通風；馬來西亞知名生態建筑設計師楊經文倡導生物氣候有限和低能源耗費原則。

在國外還有許多成功的綠色節能建筑案例。例如德國著名設計師托馬斯·赫爾佐格設計的雷根斯堡住宅陽光房[12]、英國BedZED零能耗生態村和德蒙特福特大學工程技術館、日本大林組本部大樓和大阪市中央體育館。

4 結語

建筑節能是一項系統工程，應當加大政策扶持，完善法規、標準，加強國家間節能項目上的交流，吸取、借鑒國外節能建筑發展經驗，鼓勵與發展新型節能材料與技術運用。在規劃、設計、建造、使用、維護全過程中，要盡量減少能源、土地、水和材料等資源的消耗，并盡可能對資源進行循環利用，建設資源節約和循環利用的建筑。

[1] 康艷兵.實現“十一五”節能目標的建筑節能措施分析(1)[J].中國能源,2007(1)：42.

[2] 鄭文亨.國內外建筑節能現狀及對比[J].制冷與空調,2008,22(4)：96.

[3] 薛志峰,江 億.北京市大型公共建筑用能現狀與節能潛力分析[J].暖通調,2004,34(9):13-16.

[4] K.T.Chan,W.K.Chow.Energy impact of commercial-building envelopes in the sub-tropical climate[J].Applied Energy,1998(60):21.

[5] 李志生.夏熱冬暖地區辦公建筑能耗模擬與分析[J].節能技術,2006,24(6):483-486.

[6] 戴雪芝,何維達,狄彥強.建筑節能經濟激勵政策多指標綜合評價體系研究[J].建筑科學,2007,23(2):54-60.

[7] 崔新明,廖春波.國內外建筑節能的比較與經驗[J].建設科技，2006(7)：45.

[8] GA.Florides,S.A.Tassou,S.A.Kalogirou,et al.Measures used to lower building energy consumption and their cost effectiveness[J].Applied Energy,2002,73(7):229.

[9] NurdilEskin, HamdiTurkmen. Analysis of annual heating and cooling energy requirements for office buildings in different climates in Turkey[J].Energy and Buildings,2007,40(5):763-773.

[10] Mari-Louise Persson, Arne Roos.Maria Wall. Influence of window size on the energy balance of low energy houses[J].Energy and Buildings,2006,38(3):181-185.

[11] Elisabeth Gratia, Andre DeHerde. Design of low energy office buildings[J].Energy and Buildings,2003,35(3):473-491.

[12] 朱穎心.國外綠色建筑面面觀[J].清華大學建筑學報(特稿),2010(32):13-15.

Discussion on construction energy conservation research status at home and abroad

Xu Pengcheng Gu Pingdao

(DonghuaUniversityEnvironmentalScienceandEngineeringInstitute,Shanghai201101,China)

The article according to the situation of the current international energy consumption and building energy consumption accounted, for building energy saving development survey and research status at home and abroad, points out that the slow development of domestic building energy efficiency technology, imbalance of regional development, and problems such as lack of supervision and management, listed a forward-looking policy of building energy saving, and can draw lessons from abroad. At the same time, the important phases of research results at home and abroad were reviewed.

energy shortage, building energy conservation, research status

2015-05-27

徐鵬程(1979- )，男，在讀工程碩士; 顧平道(1965- )，男，副教授

1009-6825(2015)22-0184-02

TU201.5

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