低碳发展下的建筑节能需求

1引言

随着全球矿物能源的急剧消耗，排放二氧化碳所引起的全球气候变化越来越为人们所重视。因此，如何在确保经济稳定发展的能源需求前提下降低排放，已成为世界各国共同研究和探讨的焦点。为实现能源环境可持续发展，2003年英国政府将低碳经济(Low Carbon Economy)作为一种新的发展观，写入政府能源白皮书。其宗旨是：在确保经济发展和生活用能的前提下，通过大力推广使用可再生能源，并使之形成低碳经济产业，大幅度降低二氧化碳排放量。2007年6月第一座近乎“零碳排放”生态住宅在赫特福德郡的沃特福德小镇展出，是人类为“减排”迈出的积极一步。

2 环境负荷

2.1全球环境恶化

全球环境产生的变化，包括了气候恶化、大气化学成分变化、水资源系统的变化等等，全球环境恶化最终将影响人类的生存。自工业革命以来，人类的大规模开发活动行为，已经让我们的地球环境产生了某些变化，不仅对我们的居住环境产生了巨大的威胁，事实上已经在许多地区造成了重大的伤害。

过去一百多年以来，地球的平均温度上升约0.8℃左右，而大气中的CO₂浓度，也呈现出节节上升的趋势。人类活动是导致全球变暖的主要原因，而人类活动最主要的一个项目是向大气中排放了大量的温室气体，比如CO₂达到了增温效应的六成。联合国气候变化小组在分析全球变暖时指出，CO₂是人类活动排放的主要气体。世界气象组织称：“2006年全球大气CO₂平均浓度达到有记录以来的最高水平”，其浓度比2005年增加了0.53%，达到381.2 ppm(浓度单位，1 ppm为百万分之一)，比十八世纪工业革命前增加了36%。

由于人类经济活动的不断发展，因此大气中的温室气体如：二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）、氟氯碳化物（CFCs）等的浓度大量增加，产生的温室效应也不断增强。根据联合国政府间气候变化专业委员会（Intergovernment Panel on Climate Change，IPCC）的评估报告指出：如果现在就行动起来，减缓气候变化的成本是可以承受的，在2050年，将温室气体浓度稳定在710至450 ppm二氧化碳当量，并指出为了实现温室气体浓度的稳定，预计60%～80%的减排将来自能源供应和使用，以及工业生产过程，因此提高能源效率至关重要。

2.2中国气候恶化

在全球变暖的大背景下，中国近百年的气候也发生了明显变化。有关中国气候变化的主要观测事实包括：一是近百年来，中国年平均气温升高了0.5～0.8℃，略高于同期全球增温平均值，近50年变暖尤其明显；二是近百年来，中国年均降水量变化趋势不显著，但区域降水变化波动较大。中国年平均降水量在20世纪50年代以后开始逐渐减少，平均每10年减少2.9毫米；三是近50年来，中国主要极端天气与气候事件的频率和强度出现了明显变化，包括2008年初的南方雪灾。

   中国未来的气候变暖趋势将进一步加剧。中国科学家的预测结果表明：与2000年相比，2020年中国年平均气温将升高1.3～2.1℃，2050年将升高2.3～3.3℃。全国温度升高的幅度由南向北递增，西北和东北地区温度上升明显。

   根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》，1994年中国温室气体排放总量为40.6亿吨二氧化碳当量(扣除碳汇后的净排放量为36.5亿吨二氧化碳当量)，其中二氧化碳排放量为30.7亿吨，甲烷为7.3亿吨二氧化碳当量，氧化亚氮为2.6亿吨二氧化碳当量。2004年中国温室气体排放总量约为61亿吨二氧化碳当量(扣除碳汇后的净排放量约为56亿吨二氧化碳当量)，其中二氧化碳排放量约为50.7亿吨，甲烷约为7.2亿吨二氧化碳当量，氧化亚氮约为3.3亿吨二氧化碳当量。从1994年到2004年，中国温室气体排放总量的年均增长率约为4%，二氧化碳排放量在温室气体排放总量中所占的比重由1994年的76%上升到2004年的83%。

根据2007年6月国务院出台的《中国应对气候变化国家方案》，中国应对气候变化的总体目标是：控制温室气体排放取得明显成效，适应气候变化的能力不断增强，气候变化相关的科技与研究水平取得新的进展，公众的气候变化意识得到较大提高，气候变化领域的机构和体制建设得到进一步加强。并针对建筑行业提出了延长建筑物寿命的要求。

3建筑节能

3.1建筑节能的概念

建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建、改建（扩建）和使用过程中，执行建筑节能标准，采用新型建筑材料和建筑节能新技术、新工艺、新设备、新产品，提高建筑围护结构的保温隔热性能和建筑物用能系统效率，利用可再生能源，在保证建筑物室内热环境质量的前提下，减少供热采暖、空调、照明、热水供应的能耗，并与可再生能源利用、保护生态平衡和改善人居环境紧密结合。概括地讲，就是“四节”，即节能、节水、节地、节材。

在我国，现在通称的建筑节能，是指在建筑中合理地使用及有效地利用能源，不断提高能源利用效率。

3.2建筑节能的意义

能源是人类赖以生存和发展的基本条件。随着社会的进步和社会经济的快速发展，能源需求与供给的矛盾日益突出，节约能源是人类当前面临的重要任务之一。

目前，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。建筑的能耗（包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等）约占全社会总能耗的30%，其中最主要的是采暖和空调，占到20%。而这“30%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源（占全社会总能耗的16.7%），和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7％。现在我国每年新建房屋20亿平方米中，99%以上是高能耗建筑；而既有的约430亿平方米建筑中，只有4％采取了能源效率措施，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算，如果不采取有力措施，到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上。

表1-1建筑能耗各部分所占的比例

1.建筑节能是发展国民经济的需要

目前，我国的能源形势是相当严峻的。我国人口占世界总人口的20％，已探明的煤炭储量只占世界储量的11％、原油占2.4％、天然气仅占1.2％。我国已成为世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国。我国能源生产的增长速度，长期滞后于国内生产总值的增长速度，能源短缺是制约国民经济发展的根本性因素。因此，节约能源是发展国民经济的客观需要。同时，我国的能源消费结构是以煤炭为主，煤炭占3/4以上，我国建筑采暖用煤约占75%以上，其它高质能源所占比例很小，这与发达国家存在很大差距。例如，在采暖能源中，法国：电力占5%，天然气占40%，煤和石油等只占10%；荷兰：天然气占46%，石油占46%，煤占6%，其它占2%。

能源消费问题是能源战略的重要组成部分。正确地解决能源消费问题，有助于合理利用能源、改善生态环境、调整不合理的能源结构和缓解因人均能源不足所带来的问题。因此，21世纪全球能源消费的战略指导思想，必须符合可持续发展战略、节能优先战略和新能源技术替代战略的要求。能源为经济发展提供动力，经济发展又依赖于能源发展。现代社会能源的发展进程直接制约着经济发展速度和发展规模。

2.建筑节能是改善空间环境的重要途径

建筑节能可改善大气环境。我国建筑采暖能源以煤炭为主，约占采暖能源总量的75%。我国采暖排放的二氧化碳、二氧化硫和烟尘，使城市大气污染指标普遍超过标准，造成严重的大气污染。据统计，大气环境中76%的SO₂、88%的NOx氮氧化物和66%的CO以及各类粉尘、废弃物、温室效应、酸雨及臭氧层破坏都来自于能源的开发和利用过程，而燃烧矿物燃料所产生的排放物为大气的重要污染源，一次能源消费的构成是以煤为主建筑供暖用煤是造成大气污染的一个重要因素。显然，降低建筑能耗，提高建筑节能效果是改善大气环境的重要途径。

建筑节能可改善室内热环境。室内热环境是对室内温度、空气湿度、气流速度和环境热辐射的总称。它是影响人体冷热感的环境因素。适宜的室内热环境，可使人体易于保持平衡，从而使人产生舒适感。节能建筑则可改善室内环境，做到冬暖夏凉。对符合节能要求的采暖居住建筑，屋顶保温能力约为一般非节能建筑的1.5～2.6倍，外墙的保温能力约为非节能建筑的2.0～3.0倍，窗户约为1.3～1.6倍。节能建筑的采暖能耗仅为非节能建筑的一半左右，且冬季室内温度可保持在18℃度左右，并使围护结构内表面保持较高的温度，从而避免其结露、长霉，显著改善冬季室内热环境。由于节能建筑围护结构热绝缘系数较大，对夏季隔热也极为有利。