張利民
(上海建科深水港檢驗有限公司,上海 200000)
近年來,我國高新科技高速發展,更多新興科技運用于當代人民的日常生活中,與此同時,不可再生資源的過度消費已引起人民高度重視,能源消耗也成為社會關注的焦點。我國目前的能源消費主要來源于煤炭資源,其他能源的利用率不高,根據《2019 年國家統計局公報》顯示,我國的煤炭消耗占據消耗總量的近六成,其中全年能源消耗總量中標準煤的耗量為48.6 億t,同比增長3.3%,依然呈現逐年攀升趨勢。傳統的能源經過巨大的消耗已經向我們發出了短缺的信號,然而我國在節能減排等方面的技術發展速度卻遠遠低于傳統能源的消耗速度。基于我國的建筑能耗相對比較高而利用率偏低的現狀,無論是對經濟發展還是生態環境的保護,建筑節能技術的研究的重要性已明顯顯現[1]。
建筑能耗主要包括空調制冷、取暖、通風換氣等生活所需的能源消耗及其從事建設、生產、存儲等生產所需的能源消耗。減少生產生活中的建筑能源消耗,主要通過以下兩個方面進行:①改進建筑設計過程中的保溫設計,降低建筑的熱量損失;②提高對自然資源的利用率,降低對高能耗設備的依賴[2]。
從本質上講,建筑節能的核心在于提升建筑能源利用率,通過能源的合理分配和使用,在不影響居住舒適性的前提下,最大限度地提升能源利用率,降低能源消耗量。建筑節能覆蓋工程建設的全周期,即無論是前期設計規劃階段,還是后期的建設使用階段,都應盡可能通過節能、減排等各項措施,提高各項建筑中能源的利用率。同時,還要提高對于可再生資源的利用,使建筑物得以充分利用各項資源,達到節能要求。
(1)地域性。我國地域遼闊且經緯跨度較大,各地自然環境和氣候條件差異顯著,致使我國在從事基礎建設過程中需滿足不同的技術要求,即在不同的客觀環境條件之下,其建筑也應該在形態和空間布局上要因地制宜。因此根據區域差異,應合理地應用或研發節能技術。
(2)協調性。建筑節能從規劃、設計、施工、檢測、驗收、監管及經濟評價等諸多環節,組成一個覆蓋多環節、多部門的系統工程。因此,建筑節能工作的開展,需要合理統籌安排,逐步推進,協作配合,共同推進。
(3)強制性。根據相關法律法規和技術標準的要求,建設、設計、施工、監理、審圖、檢驗檢測、監督監管等機構在實施建筑節能活動中必須嚴格執行各自的職責,進行節能系統的設計、建設、檢測等活動。任何個人和單位,都必須嚴格遵照執行國家和地方強制性規范、標準的具體要求。對于國家、地方性強制性規范要求,任何個人和單位都必須遵照執行[3]。
(4)周期性。作為現代社會節能減排的重要環節,建筑節能應從其全壽命周期角度進行考慮。我國普通住宅產權一般為70年,若以此作為其全壽命周期,新建建筑則須明確采暖所需能量、能耗核心值及熱損失值(尤其是建筑外圍結構)等指標,以此計算建筑每年所需電能、燃氣以及其他能源的消耗數量。房屋建筑在出售或出租時,開發商必須出具一份能耗證明,以告知購房者或承租者該建筑每年包括供暖、通風和熱水供應等產生的能耗情況。對于在建和已建成的房屋建筑,應通過多方渠道(如政府監督、專家鑒定等)嚴格監控其能耗情況,以確保符合現行法規和標準的要求。
(5)動態漸進性。雖然現如今世界各國都制定了相應的建筑節能標準,但是標準卻參差不齊,究其原因主要是由于各個國家和地區的經濟發展水平、綜合國力及國情不同,再加上各個區域的自然條件也不盡相同,促使建筑節能標準進行不斷的變化和調整,以符合各國及地區的實際要求。
(6)多樣性。當今社會,科學技術日新月異,新技術、新產品不斷涌現,并逐漸淘汰落后或不當的技術和產品。對于建筑節能而言,其方案的選擇也就相應的變得多樣化,特別是新能源技術的不斷發展,使建筑節能方案也呈現出多樣化的發展。
(7)兼顧舒適性。除了滿足節能指標外,建筑節能必須考慮建筑的舒適度。建筑是人們生產生活所居場所,在滿足人們居住要求的前提下,提高居住的舒適性,進一步降低能耗,是建筑節能技術發展過程中不可忽視的硬性指標之一。
節能減排事關國家發展全局,節約建筑用能作為節能減排中不可或缺的一部分,是經濟社會可持續發展的重要推動力量。
(1)經濟發展的需要。根據相關調查研究表明,在經濟發展過程的全周期,發達國家建筑耗能約占國家整體耗能的30%~40%,降低建筑耗能對提高國家經濟水平的影響極大。因此,節約建筑用能、減少資源浪費成為經濟發展的必由之路。
(2)環境保護的需要。工業革命后,人類在發展經濟的過程中破壞了賴以生存的自然環境,惡劣的自然災害使世界各國已經充分了解到根源所在,因此也提出“新能源”的概念。而在建筑工程領域,燃煤取暖、秸稈燃燒等無疑是造成大氣污染、破壞自然環境的黑手之一。因此,治理大氣污染、保護環境成為各國人民急待開展的重要工作,轉換發展理念、推動綠色節能技術的開發成為建筑行業可持續發展的重中之重。
(3)改善建筑熱環境的需要。根據相關調查顯示,舒適健康的工作、居住環境已成為當代我國居民對日常生活的基本要求。我國大多數疆土位于亞熱帶地區,大部分地區處于冬寒夏熱的氣候環境中,冬需采暖,夏需納涼。在我國能源供需不平衡的情況下,只有通過大力發展建筑節能技術,力爭有效利用能源和資源,高效節能,才是改善建筑熱環境、滿足人民所求的有效途徑[4]。
目前,我國在建筑設計和結構設計上實施的節能手段尚未取得顯著效果,究其原因主要是當前許多建筑材料在節能指標的突破上仍然面臨著瓶頸。設計階段選用的節能材料及施工過程中節能材料、設施設備的選用難以達到最終要求,尤其是在建筑上使用的多種設備能耗大、利用效率低,導致設計中采用的材料無法真正達到節能目標。節能技術亟待改善與提高。
當前我國對建筑節能用材、設備的研發主要以引進為主,建筑節能技術發展應用緩慢,主要表現在成果不多、存在起點低、技術水平不高、創新能力弱等方面。一方面,由于我國工業基礎比較薄弱,在生產、加工方面的技術仍然需要依賴于國外,特別是一些關鍵的核心生產技術仍然掌握在國外少部分國家手中。另一方面,我國許多企業在技術和產品方面,往往都是以仿制、參照為主,很少有自身創新的產品或是具有自主知識產權的產品拿得出手。隨著國家綜合實力的提升,國家對節能要求越來越重視,建筑節能技術領域人才的培養需全力推進,才能全面改善我國在建筑節能領域的落后,提高我國建筑節能技術及產品研發能力。
國家對節約能源越來越重視,我國頒布了《節能能源法》等一系列法律法規,推定節能工作的發展。但無論是國家層面,還是地方政府層面,都缺乏對建筑節能的實質性的鼓勵政策,尤其是經濟層面資金上的支持,這導致部分企業或個人即便支持國家節能政策,也可能因缺乏資金而難以推進相關建筑節能技術研究工作。缺乏必要的資金支持,導致更先進或有效的建筑節能材料或設備因為預算成本過高而不得不被放棄,進而阻礙建筑節能技術的研發和創新[5]。
建筑能耗涉及建筑物的方方面面,不是單一的某一項技術或產品便可以降低建筑能耗。而且由于不同的節能材料其性能和價格也不盡相同,所以導致了我國建筑中可再生能源的應用比例非常地低,再加上正式可行的設計標準至今未能出臺,仍處于試點階段,這也在一定程度上制約了我國節能建筑的發展。
創新是發展的源動力。針對性加大創新研發力度,是基于建筑耗能下,提高建筑節能技術,促進建筑節能改革的必要手段。針對建筑耗能較大的領域特別是建筑結構中能耗較高、利用頻繁的設備或材料不斷研究改進,例如研發優質建筑保溫材料、降低中央空調系統的節能能耗、開發能耗系統統計軟件等,多措并舉,可有效控制建筑使用過程中的能耗。
引進或培養專業人才,攻堅克難,不斷地研究與實踐,掌握自主知識產權,不斷提升建筑節能領域研發實力。通過建立適應我國國情的建筑節能技術體系,不斷提升我國建筑節能技術開發的綜合能力,是降低能耗、促進經濟發展的重要手段。
建筑節能技術是未來建筑技術發展過程中不可或缺的重要環節,現應明確提高節能技術、大力開展節能技術研究的目標方向。然而,從當前來看,傳統的建筑技術和產品無論是其成熟度,還是成本價格都相對比較的低,這也就使很多企業不愿意花費較高成本來嘗試節能建筑。因此,國家需要對現有的鼓勵政策進行細化和實化,以實惠的政策來引導企業和個人采用建筑節能技術和產品。
以市場經濟為主導,通過政府經濟激勵,健全以經濟激勵政策為主的建筑節能政策是我國現階段促進建筑節能發展極為有效的措施。通過經濟激勵,加強政策引導,不斷鼓勵企業和個人進一步樹立節能思想,從自我做起,積極推動建筑能耗系統體制改革,進一步促進建筑節能體系法律法規的有效實施。
當前我國主要節能技術基本得到了相對廣泛的應用,例如太陽能技術、風力發電技術、水力發電技術等,但經實際調查發現,我國節能技術應用仍相對狹隘,在某些領域如建筑領域的應用仍有較大的發展空間。即便是目前我們司空見慣的太陽能技術,構造簡單、造價低,仍然有必要繼續擴展其應用范圍,因此還需要在實踐中不斷延伸。同時不斷提高新技術研發,改善高耗低產現狀,研制開發“精、優、特”的新產品,以此來滿足多樣化、高標準的市場要求[6]。
以建筑節能技術為中心,全方面拓展,如建立綠色建筑,水(風)發電、整合土地資源,污水回收利用、垃圾資源化等方面的科技研發,充分利用可再生資源,全方位延伸建筑節能技術適用范圍,推動全行業的可持續發展。
我國作為一個發展中國家,建筑節能技術的發展是人們對舒適性的建筑熱環境的需求不斷提高,建筑節能及其新技術的研究應用也成為提高建筑熱環境的質量、滿足建筑界可持續發展戰略的一個關鍵環節。發展建筑節能技術既是客觀發展的需求,也是未來建筑技術發展的必然趨勢,也是對生態環境產生相巨大的貢獻,同時也有緩解各種能源的緊張的局面,對于未來綠色建筑的持續發展也會奠定堅實的基礎。相信隨著我國在科研領域研究不斷進步,建筑節能領域相關體制機制不斷健全,建筑節能技術必然會得到極大的發展,最終也會實現國家資源能源的有效利用,促進社會的可持續發展性。