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我国建筑节能潜力最大的六大领域及其展望

时间:2014-05-29 09:41:22 作者: 来源:能源世界

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【能源世界导读】:建筑是节能减排、应对气候变化最重要的领域之一,而且是刚性的排放领域,一旦现在所建建筑不节能,用户今后是难以修正改变的。当前,有六个领域建筑节能潜力最大,本文逐一论述我国近几年在这六个领域的工作成就,面临的问题以及相应的对策建议。

一、北方地区城镇供热计量改革

北方采暖地区为秦岭淮河分界线以北地区,秦岭以北的城市年人均二氧化碳气体排放户均基本都在2.5吨以上,而秦岭以南没有实行集中供热的城市每年户均二氧化碳气体排放一般都在1.5吨以下,相差近一倍,这说明供热计量改革节能潜力巨大。如果供热也像供电、供水那样,使用多少热付多少费用,根据国际经验,节能率可以达到30%左右,考虑到我国是一个人口众多的国家,节能总量将极其巨大。与世界同纬度的其它地区相比,我国城市具有冬天较冷,夏天较热的气候特征。北方地区城镇建筑面积约为全国城镇建筑面积的十分之一,但是却消耗了所有城镇建筑能耗的40%,在这40%中如果能够节能30%,那将是一个巨大的数字。

2006年,我国开始推行强制性的计量表安装,图中红柱代表我国已安装供热计量表的建筑面积,黄柱代表已按照供热计量收费的建筑面积,从过去四年的情况来看,供热计量收费面积以每年翻一番的速度发展, 2009年更是增长了3倍。任何一个国家如果把一项涉及到国计民生的改革以3倍的速度发展,都是一个极快的速度。我相信,我国在对二氧化碳气体减排方面做的比说的要多得多,仅既有建筑改造方面就可以形成每年节约75万吨标准煤的能力,减排200万吨的二氧化碳。而这仅仅是起步阶段,这方面的节能减排潜力非常巨大。

北方地区推进供热计量改革都有哪些难点?首先是某些地方政府求稳怕乱,因为供热计量改革触及到一些人的既得利益,涉及到百姓住房装修以后要重新局部拆除进行仪表的安装等等。其次是操作主体在部分城市并不明确。大家知道,电表是由电力公司装的,水表是由自来水公司装的,煤气表是由煤气公司装的,但热计量表却是由房地产公司装的,房地产公司装的表不能够被热力公司所认可,热力公司在计量改革过程中应该扮演什么样的角色在许多地方并不明确。第三,我国实行两步制热价,即固定热价和浮动热价,通过计量可在浮动热价部分节省费用,而固定热价不管暖气开不开都照样收,有的城市规定固定热价占60%,浮动热价仅占40%,影响用户节能的积极性,所以在这些方面还有许多可以改进的地方。第四,一些城市对不同朝向、不同楼层的住房采取不同的计价系数,计价办法非常复杂,影响计量收费工作的开展。

针对以上这四个主要问题,首先要加大激励力度,凡是推行供热计量改革,而且供热计量面积达到总建筑面积30%以上的城市才有资格申请国家级城市类的有关奖项或荣誉称号,如园林城市、人居奖以及可再生能源示范城市等等,才能享受中央财政的补贴。

第二,中央财政对每平方的既有建筑补给45-55元节能改造的补助主要用于供热计量改造,用户只有实行用热计量,才有积极性推动外墙保温和门窗的改造,这是互为因果的关系,不能倒过来。

第三,要把固定的热计价比率在全国统一为30%,这样浮动热计价比率为70%,有利于调动老百姓行为节能积极性。从唐山、天津、承德这三个试点城市的情况来看,固定热价只占30%左右,老百姓通过主动节能每个供热季度返还可以达到400元以上,如果再加上节能改造,就可以达到800-1000元,对我国普通老百姓来讲是一笔不小的收入。同时,还要明确城市供热公司必须承担起计量改革的任务,包括计量仪表的安装、检测、读数和维修等,按仪表实际读数进行供热计价,同时返还多收的余额,这样就可以调动老百姓的参与计量和节能的积极性。

供热计量改革可以达到“一石三鸟”的效果:一是可以大大的降低能源消耗,除了计量改革,没有任何其它单项改革就可以节约30%的能耗;二是可以大大减少采暖季北方城市的灰尘和污染空气的排放。比如沈阳一个冬季供热要消耗500万吨标准煤,如果通过计量实现节能30%,相当于减少150万吨标准煤消耗,减排300吨二氧化碳气体排放和三分之一左右的烟尘;三是老百姓可以通过节能实现增收。这样,城市清洁,国家减排,老百姓增收,“一石三鸟”。

二、新建建筑节能标准执行

我国是目前世界上每年新建建筑量最大的国家,平均每年要建20亿平方米左右的新建筑,相当于全世界每年新建建筑的40%,水泥和钢材消耗量占全世界的40%。这是因为我国正处在快速城市化的过程中,需要建造大量的建筑,预计这一过程还要持续25-30年。正因如此,我国所有的新建建筑都必须严格按照节能50%或65%的标准进行设计建造。新建建筑节能标准执行率在设计阶段从2005年的53%增长到2009年的99%,在施工阶段从21%上升到90%。随着这项工作的逐年推进,目前在建筑设计和施工阶段基本上已经全部严格执行节能50%以上的标准。但是这项工作还存在一些薄弱环节:比如施工环节现在还有10%左右的建筑没有严格执行节能标准;中小城市和村镇还没有启动这项改革,这意味着还有40%左右的建筑没有纳入国家的强制性节能标准管理范围。据统计,2009年全年新增节能建筑面积近10亿平方米,可形成900万吨标准煤的节能能力以及减排1800万吨的二氧化碳气体,由此可见这是一个潜力巨大的节能领域。

针对新建建筑节能标准执行的难点,首先要加大监督力度,把节能性质作为建筑质量验收最重要的指标之一,达不到节能要求的建筑不予竣工验收和使用。第二,要向中小城市和农村全面延伸绿色建筑和强制性建筑节能标准。第三,对没有达到建筑节能标准的设计和施工企业要进行处罚,直至退出市场。在2010年年底要公布一批没有执行强制性建筑节能标准的企业,给予包括吊销资质的处罚。

三、大型公共建筑节能改造

大型公共建筑比普通住宅运行能耗高5-10倍,甚至10-20倍。主要原因是很多大型建筑追求外表的华丽以及大量使用集中空调,使得相应的碳排放水平很高。“罩个玻璃罩子、套着钢铁膀子、空着建筑身子”,就是对那些片面追求新、奇、异的高能耗建筑的真实写照,这类建筑已经成为“能源杀手式”的建筑。通过对上海9幢商业楼进行了全年能耗调查的测量结果表明,这9幢商用楼的全年一次耗能量为1.8GJ/(m2a),超过了日本相应商业建筑的节能标准(1.25GJ/(m2a))近43.3%。

我国已经完成了将近三万多栋大型公建能耗的测定,并已对700多栋建筑进行实时动态监测,对这些建筑每时每刻的能耗和二氧化碳气体的排放都能够了如指掌,而且按年度进行排名,对节能效果好的进行表扬,对排名靠后的进行强制性改造。目前,北京、天津、深圳等地已经建立了建筑能耗的在线监测平台,江苏、内蒙古、重庆等地已被确定为第二批能耗监测平台建设的试点。此外,2009年启动了18所著名大学作为节约型校园建设的试点,使作为未来主人翁的在校大学生们可以亲身感受到校园的节能减排氛围。公共建筑能耗过大的关键在于这些公用建筑采用了不适当的集中空调技术,经常出现“大马拉小车”的局面,导致能源的无谓消耗。此外,一些建筑在设计方面过分追求标新立异,比如上海的浦东干部学院,是由温暖地区的国外建筑师设计,学校的主楼像一个大玻璃柱子,冬天不保温,室内冷得发抖,夏天室内教员们在阳光的照射下热得汗流浃背,每年仅电费就高达1600万元,比一般建筑高2-3倍,像这类建筑就要进行强制性改造。

解决大型公共建筑能耗过高的问题,一是政府办公楼应该率先进行建筑节能改造,因为政府大楼往往起到全社会的示范作用;二是设计阶段必须进行能效评估;三是对能耗过高的建筑要向全社会公布,同时进行强制性节能改造;四是大力发展能源服务公司,实施优惠政策,促进能源服务公司与金融机构的合作,这样一方面可以刺激内需促进经济增长、增加就业机会,另一方面可以使所有的大型公建建筑能够在3-5年之内基本上完成节能改造;五是扩大城市公共建筑能耗在线监测范围,并建立公开披露和奖惩机制。公共建筑实时能耗监测和能耗公开排名将带给建筑拥有者和管理者巨大的压力,这种压力会使得城市的未来更加绿色。

四、住宅全装修和装配式施工的推广

我国如果推广城镇住宅全装修,每年可以减少三百亿元的物耗和相应的能源消耗。据测算,与传统施工方式相比,绿色施工方式每平方米能耗可以减少约20%,水耗可以减少63%,木模板消耗量减少87%,产生的施工垃圾量减少91%。正因为如此,要在施工阶段大幅度减少能源消耗,只能采取全装修办法和装配式施工。住宅全装修和装配式施工推广的难点,一是我国有大量的中小房地产开发企业和建筑企业,这些中小企业的实力和技术力量有限,导致住宅全装修和装配式施工难以推广;二是住宅全装修和装配式施工导致成本提高,企业因而缺少积极性;三是技术相对比较复杂。

我国将可采取的主要对策:首先,启动一批大的企业推行住宅全装修和装配式施工,通过大企业带动中小企业,如万科等大型企业已经率先宣布要在全国范围内投资的房地产项目中采取装配式施工和全装修。第二,通过政策鼓励,如北京市已经通过容积率补贴以及城建配套费部分返还政策来鼓励开发商采取全装修和装配式施工。第三,加快标准规范的制定,使得更多新材料、新技术、新的施工办法能够被广大的中小企业所采用。

五、可再生能源在建筑中应用

我国已制订了可再生能源在建筑中应用的相关法规和激励政策。据不完全统计,目前全世界太阳能热水器的总保有量接近1.5亿平方米,而仅我国的保有量就约占全世界总量的60-70%,太阳能热水器在建筑中的应用每年以30%的速度增加。

从图7可以看到,近几年我国的太阳能光热建筑一体化应用面积呈现快速增长的态势。更重要的是我国在去年年初推出了太阳能光电建筑一体化鼓励政策,使得太阳能光电新增装机容量发生了突飞猛进的转折。正像刚才美国绿色建筑主席费德瑞兹(S. Richard Fedrizzi)所说的那样,我国是世界上可再生能源建筑应用推广量最大的国家。但是,我们也应该看到,可再生能源在建筑还有许多问题需要克服。首先,太阳能热水器、光电、地源热泵建筑一体化设计规范还很不完善,已有的标准规范覆盖面还没有按照不同的气候区来划分,更没有按照城市、农村的差别性进行划分。第二,光伏并网技术和配套的政策缺乏。第三,许多地方还缺少不同气候区地(水)源热泵指导准则,比如北方地区采用了大量的地源热泵,这些地源热泵头三年效果可以,但三年以后由于热容量饱和等原因导致热效率大大下降甚至失效。

针对以上问题应该采取以下对策。首先,抓紧标准规范编制工作,争取用两年左右的时间完善有关的标准规范。第二,强化可再生能源建筑应用示范城市的带头效应,计划每年选择20个城市作为可再生能源的示范城市,对每个示范城市,中央财政将给予6000-8000万的一次性奖励。示范城市的可再生能源示范建筑必须达到300万平方米以上,有长期稳定的可再生能源建筑应用发展政策等。第三,加大包括减税、减配套费、奖励容积率等激励政策的实施力度。第四,加快向农村推广可再生能源适用技术在农房中的应用。

六、绿色建筑的示范推广

绿色建筑是所有人心中的一个梦,但这个梦并不遥远,我国正在大步向实现这个梦想的方向迈进。按照目前的发展趋势,我国的绿色建筑很有可能会超过世界上其它国家和地区所有绿色建筑的总和。2008年,我国的绿色建筑从零起步,截止2009年底已有56幢建筑取得了我国绿色建筑标识的认证,2010年计划完成对200-300栋大型建筑的我国绿色建筑标识认证。绿色建筑意义重大,它可以综合性地解决建筑的节能、节水、节材,同时节约空间,可以有效解决室内环保和对外部环境影响的问题,解决人性化生活的问题,也是应对全球气候变化的重要措施。绿色建筑必须与前面提到的绿色设计和施工组合起来。目前,我国已有的绿色建筑评价标识主要授予公共建筑,这是因为公共建筑是建筑能源消耗的焦点,应该在全社会起到建筑节能的示范作用。

在绿色建筑的发展历程上,我国遇到了前所未有的挑战。首先,在绿色建筑发展上,我国要用十年时间走过国际上已走了三十年的路程,我国目前还缺乏绿色建筑的某些单项技术与系统设计。第二,不同气候区差别化的标准规范有待制定。我国从南到北、从东到西每个地区都有不同的气候环境,全国范围起码可以划分成四个气候区。第三,绿色建筑设计人员素质还有待进一步提高。第四,不同地方缺乏相应的激励政策。

针对以上难点要采取以下对策。首先,要完善有关的激励政策,凡是达到绿色建筑星级标准的建筑应该给予相应的优惠政策的支持。第二,要加快绿色建筑标准的编制,使标准能够覆盖所有气候区和不同类型的建筑和住宅。第三,要推进材料和系统的集成创新。第四,要加强评估队伍的培训工作,对我国的建筑师进行全面的再培训。

在我国发展绿色建筑应遵循五项准则。

第一,绿色建筑要有我国的特点,即“因地制宜”,从乡土建筑中学习古人的智慧。因为我国除了不同气候区的差异性极大以外,一万多年的农耕文明已经积累了无数节约资源、能源的建筑知识。比如陕北、山西的窑洞是冬暖夏凉的覆土式建筑,能耗比普通建筑可以降低70%以上,再比如南方的徽派建筑,通过巧妙的设计实现自然通风并利用浅层地热来达到节约能源的目的。一千多年前古人就已经开始注重建筑的节能,现在只是采用现代的材料、现代的技术、现代的结构来重现古代的智慧。

第二,要采取全寿命周期的分析方法。在设计、施工、运行、特别是拆除再利用等方面都要使得建筑对环境的干扰达到最小,有些城市建筑寿命(因为短视的城市规划和不当的大拆大建)从现在的平均35年也应该提高到100年甚至更长久,延长建筑的寿命就等于节能减排。

第三,低品质能源在建筑中的应用达到最大化。建筑节能不仅要着眼于减少能源的使用,还必须尽可能采用低品质(低能值转换率)的能源,利用低品质能源进行建筑整体性和基础性调温,比如利用地热能、太阳能或者利用自然通风进行基础性调温,而高品质能源来进行局部性、精细性的调温,这将成为绿色建筑设计的通则。在早前的发言中,UTC副总裁作为能源专家向我们展示了电能的宝贵,从化石燃料的开采、发电、电力输送一直到最终用户使用,建筑本身实际只消耗了30%的电力能源,还有70%都在中间环节上浪费掉了。

所以,看似节约了电能,实际上依靠高品质能源的高效利用还不能达到真正的节能效果,必须按照尽量利用低品质能源的原则进行建筑设计。第四,要实行全过程控制(Process control),建筑节能要达到“四节”性能,就要注重在施工和尤其是长达几十年的运行阶段对建筑进行精心的控制和调节,所以,我国应该建立专业的绿色物业管理,这方面可以启动一个全新的行业。从图8可以看到,普通的透明玻璃即使加上我国人喜欢采用的内遮阳,隔热的效果都非常差。但是,一旦采用外遮阳就使得建筑的隔热效果大大提高,采用外遮阳可使空调在夏季的能耗减少60%左右。在阳光辐射能方面,只要通过外遮阳窗户就可以达到屋顶和外墙相当的阻隔辐射强度,这些绿色理念必须通过专业的物业管理来逐步与建筑的维护紧密结合起来。第五,精专化和系统集成创新将成为绿色建筑技术队伍培育的两个主要方向。绿色建筑涉及专业众多、技术体系非常复杂,越是专门化,越可以在相关领域快速积累知识。绿色建筑比传统设计更加强调专业化分工与协同,必须非常重视设计的精细化和专业化,大学的建筑学科设置也应该符合这样的要求。但是,在绿色建筑设计专精化的同时也要有相关的专精化技术加以配合,更重要的是要从局部设计走向整体性设计的平衡,使绿色建筑在不同方面都能够和谐一致,发挥应有的节能减排效率。

总之,我国建筑节能和绿色建筑的发展,虽然只经过了短短六年的时间,但在这六年间已经从建筑单体节能改造走向社区和基础设施的整体生态绿色;从追求绿色居住场所走向生态城市整体优化推进;从节能、绿色技术硬件的推广应用走向绿色生态社会新风尚的建立。我国的建筑不能一味追求奢侈、浪费和讲排场,在建筑设计上要恢复我国传统节俭的文化和自然的理念,能够取之有度,同时和谐相处。我们今天在这里所做的一切,就是为了实现我国的城镇化、我国大建设阶段在世界的和平崛起和生态绿色可持续发展的崇高目标。在全球应对气候变化的挑战面前,绿色建筑的发展扮演了一个最最重要的角色。从这个意义上说,我们为绿色建筑所做的一切努力,将无愧于现在,也必将无愧于后人。

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