我国建筑能耗趋势与节能重点

　　广义上的建筑能耗包括建筑运行使用能耗和建材生产与建筑建造过程的能耗，但由于两者属于不同领域的问题，节能的重点和技术措施也有不同，本文仅讨论建筑运行使用能耗。我国建筑可分为工业建筑、农村居住建筑和城镇民用建筑三大类。本文讨论城乡民用建筑使用过程中的能源消耗及相关节能问题。

　　我国建筑能耗现状

　　我国建筑总能耗约占社会终端能耗的20.7%。其中，北方城镇建筑采暖和农村生活用煤约为1.6亿吨标煤/年，占我国2004年煤产量的11.4%；建筑用电和其它类型的建筑用能（炊事、照明、家电、生活热水等）折合为电力，总计约为5500亿度/年，占全国社会终端电耗的27%～29% 。因此，降低建筑能耗是节能工作中最重要的任务之一。
  　　
　　1、北方城镇采暖能耗

　　我国北方城镇采暖能耗占全国建筑总能耗的36%，为建筑能源消耗的最大组成部分。单位面积采暖平均能耗折合标准煤为20kg/m2·年，为北欧等同纬度条件下建筑采暖能耗的2～4倍。能耗高的主要原因有3个。一是围护结构保温不良。目前我国建筑外墙平均的保温水平为北欧等同纬度发达地区的1/2～1/4，这使得冬季采暖需要热量较之高出2～3倍。二是供热系统效率不高，各输配环节热量损失严重。我国70%以上的采暖建筑采用集中供热方式，由于系统本身的问题导致末端冷热不均和热源难以随气温的变化及时调节，从而使系统损失的热量高达30%。三是热源效率不高。由于大量小型燃煤锅炉效率低下，部分大型燃煤锅炉和各种燃气锅炉有的效率也较低，热源目前的平均节能潜力在15%～20%。

　　2、大型公共建筑能耗

　　大型公共建筑指单体面积超过2万m2并采用中央空调的公共建筑。目前我国有5亿m2左右这样的建筑。其用能设备包括空调、照明、电梯、办公设备等多个系统。我国大型公共建筑的耗电量为70～300 kwh/m2·年，为住宅的10～20倍，是建筑能源消耗的高密度领域。尽管该类建筑目前的用电水平与欧美发达国家相当，但调查结果表明，这类建筑能源浪费现象仍较严重，有很大的节能潜力。

　　随着我国城市建设的发展，大型公共建筑的增长速度非常快，占新建建筑总面积的比例也越来越大。在这种情况下，其高密度用电将导致民用建筑用电量的急剧增加。

　　3、住宅与一般公共建筑的非采暖能耗 

　　我国城镇的住宅总面积约为100亿m2。除采暖外的住宅能耗包括照明、炊事、生活热水、家电、空调等，折合用电量为10～30kwh/m2/年，用电总量约占我国全年供电量的10%。一般公共建筑总面积约55亿m2。除采暖外的一般公共建筑能耗包括照明、空调和办公室电器等，用电总量约占我国全年供电量的8%。

　　目前这两类建筑的能耗水平低于发达国家，这主要是由于建筑提供的服务水平不高。由于我国能源费用相对于居民收入偏高，我国的绝大部分城镇住宅的用电水平较低。如大部分城市居民习惯夏天很热时才开空调，生活热水用量远小于发达国家水平，南方地区冬天室内温度即使低于16℃也无采暖措施。如大部分学校、军队营房、一般办公建筑中主要用电设备还仅为灯具，用电密度低。随着生活水平的提高，住宅和一般公共建筑内用户提出了更高的建筑服务水平要求。如住宅内生活热水、家用电器的需求增长，一般公共建筑中电器数量增多等，都将造成这两类建筑能耗的增长。此外，近年来在一些大城市出现了一批高档豪华住宅，户均用电水平几倍甚至几十倍于普通住宅。随着我国经济发展和高收入人群的增加，此类高能耗住宅将有大幅增长的趋势。对于能耗原本较低的一般办公建筑进行二次装修和加装中央空调系统，盲目提高建筑内部的"豪华性"，也会造成此类建筑能耗的成倍增长。

　　4、农村生活能耗

　　我国农村建筑面积约为240亿m2，总耗电约900亿度/年，生活用标准煤0.3亿吨/年。 需要指出的是，由于薪柴、秸秆、干粪等非商品能源在农村建筑能耗中占很大份额，目前我国农村的煤炭、电力等商品能源消耗量很低。根据调查，目前农村建筑使用初级生物质能源的能源利用效率很低，并在陆续被燃煤等常规商品能源所替代。如果这类非商品能源完全被常规商品能源所替代，则我国建筑能耗将增加一倍。

　　5、长江流域采暖需求

　　我国长江流域按建筑气候特征属于夏热冬冷地区，不属于我国上世纪50年代划定的建筑采暖区域。以往的建筑设计都没有考虑采暖，大多数建筑冬、夏期间的室内热环境很差。随着经济发展和长江流域人民生活水平提高，对室内热湿环境的要求也越来越高。目前夏季空调已广泛普及，而建设采暖系统、改善冬季室内热环境的要求也日趋增长。预计到2020年，长江地区将有50亿m2左右的建筑面积需要采暖。如果该地区采用北方热电联产集中供热的采暖模式，预计每年除用电外还将新增采暖煤1亿吨标煤左右，接近目前我国北方建筑每年的采暖能耗总和。这将带来严重的能源负担，不仅会影响长江流域城市建设和能源供应，还会加剧我国能源供应紧缺的状况。

　　综上所述，我国建筑能耗状况可以概括为：北方建筑采暖能耗高、占能耗总量大，应为建筑节能的重点；住宅与一般公共建筑与发达国家相比能耗尚处在较低水平，但目前呈增长趋势；大型公共建筑能耗浪费严重，节能潜力大，并且新建建筑中此类建筑的比例呈增长趋势；农村建筑能耗低，且非商品能源仍占主要部分，但目前有被商品能源替代的趋势，需引起足够重视；长江流域采暖需求增长旺盛，必须找到有效的解决方案，否则将带来沉重的能源负担。

　　我国建筑能耗发展趋势

　　随着我国城市化进程的加速，预计到2020年，全国城市生活人口将达到56%以上，第三产业占GDP的比例有可能超过45%。相应的建筑物和设施也将成倍增加，建筑能耗的大幅度增加将不可避免。预计2020年前，我国每年城镇竣工建筑面积的总量将持续保持在10亿m2左右，15年间新增城镇民用建筑面积总量将为150亿m2（含新增约10亿m2大型公共建筑）。另外，包括长江流域已有部分建筑在内，到2020年我国将新增约110亿m2以上需要采暖的民用建筑。我国能源供给和经济发展必须考虑新增建筑所需的能源供给问题。如果我国不采取有效的建筑节能措施，按照目前的建筑能耗状况，到2020年我国建筑能耗将比2004年增加2.5亿吨/年标煤和新增耗电5800～6300亿度/年，总计折合电力约1.3万亿度，新增量相当于目前建筑总能耗的1.3倍。

　　根据发达国家经验，随着城市发展，建筑将超越工业、交通等其它行业而最终居于社会能源消耗的首位，达到33%左右。我国人口众多，城市化进程后如果按照发达国家发展模式，使人均建筑能耗接近发达国家的人均水平，需要消耗全球目前消耗的能源总量的1/4来满足中国建筑的用能要求，这显然是不可能的。然而，近年来一些实际案例却表明我国正在向这一方向发展。因此，必须高度重视建筑能耗问题，积极探索一条不同于世界上其他发达国家的节能途径，在满足社会发展和人民生活水平不断提高的前提下，大幅度降低建筑能耗，实现城市建设的可持续发展。在满足对建筑物数量和质量的需求不断增长的同时，减缓建筑能耗的增长速度，将对我国经济和社会的长期可持续发展有重要的战略意义。 

　　如果全面开展建筑节能工作，有可能在保证城乡建设飞速发展的同时不产生建筑能耗的过大增长。这些措施主要有：

　　◎ 在农村大力提倡和推广可再生能源利用，解决炊事、取暖和生活热水等问题，而不实行由初级的非商品能源向常规商品能源的转换；

　　◎  通过提高保温水平使北方新建建筑需热量降低50%，通过解决集中供热系统调节问题使新建和既有的集中供热系统效率均提高30%，这样可以使采暖建筑面积增加一倍，而采暖总的能源消耗不增加；

　　◎ 在长江流域发展热泵采暖空调方式，停止各种热电联产和热电冷三联供方式，一般建筑采暖空调能耗控制在18KWh/m2/年之内；

   ◎ 在住宅和一般公共建筑中推广节能灯具、高效电器和新的节能型生活热水制备方式，同时提倡各种行为节能措施，使建筑能耗降低25%～35%；
　　◎ 通过技术创新使新建大型公共建筑能耗降到目前水平的50%以下，通过改进运行管理和对关键设备的改造使既有大型公共建筑能耗降低30%。

　　全面落实推广上述各项措施，可以使我国到2020年在总建筑面积增加150亿m2和人民生活水平显著提高的情况下，北方建筑采暖能耗不增加，全国建筑能耗仅增加电力2300亿度/年。相比于不采取节能措施的发展预测，每年可节约2.6亿吨标煤（相当于我国2004年煤产量的18.6%），并节约建筑用电3500亿度（相当于新建4个三峡电站的年发电量）。

　　当前建筑节能的重要问题 

　　目前，我国开始全面重视建筑节能工作。各地政府高度重视，提出许多建筑节能措施，投入了许多资源用于建筑节能事业。我们认为，需要研究建筑节能的突破点，优化配置有限资源，进而推动我国建筑节能事业取得重大进展。以下8个方面是当前建筑节能的重要问题。

　　1、走出集中供热分户计量改革的困境

　　我国目前采用的集中供热系统是按照面积收费，保温好坏、耗热量多少与采暖付费无关，无法从市场机制推动北方建筑保温工作。近10年来中央政府提出供热计量改革，改变面积收费的方式，实行"分户计量，按热量收费"。改革的目的一是促进建筑保温，二是鼓励行为节能（如用户在室温高时调整暖气而不是开窗散热）。

　　遗憾的是，采暖计量收费改革一直未能得以大范围推广。除体制和机制的问题外，主要原因是我国城镇居民居住模式不同于西方，如果对整体式公寓型建筑进行分户计量，首先要解决管网变更、分户墙传热、端头住户的热量分担等系列问题，而其中一些问题从原理上也很难解决。计量收费改革不到位，而集中供热节能的各项工作又都基于这一改革而设计，这就直接导致各项与北方城镇住宅节能相关的工作不能按照市场机制的规律落实和实施。

　　而采用分楼计量可以使计量改革工作走出困境。如果对每座建筑的用热总量进行计量并据其收费，楼内各户按面积分摊，计量工作可大大简化，可操作性强，分户墙传热等各种问题也可迎刃而解。按整座建筑供热量计量收费同样可激励新建建筑采用保温措施和推进既有建筑的节能改造。为了减少楼内局部空间过热的问题，可推行"供水温度分楼可调"新技术，采用混水或换热的方式调节每座建筑入口的供水温度，在建筑内实行"大流量、小温差、低水温"供热方式，在室外管网实行  "小流量、大温差"的循环方式。这可以大幅度降低集中供热系统的热损失，从而显著降低我国北方地区集中供热能耗。

　　2、长江流域不宜发展大规模集中供热或热电冷三联供

　　为满足长江流域城市改善居住环境的需求，目前有不少大型热电联产集中供热项目和热电冷三联供项目在建设或筹建中。而实际上这一地区并不适宜建设这样的项目。目前在长江流域建设大型热电联产集中供热和热电冷三联供项目，无论是以燃煤还是以燃气为动力，都存在很多的能耗不合理问题。长江流域地区冬季短夏季长，而夏季使用发电余热制冷时的制冷效率仅为电制冷效率的20%左右。由于需要采用集中供冷，要依靠大型循环管网输送冷水，这直接导致循环水泵电耗增加。这种联产热电厂纯发电运行时效率很低，我国平均发电煤耗为350克标煤/度，而小型热电厂纯发电煤耗高达480克标煤/度；当没有热负荷和冷负荷时，企业为回收电厂的初投资，往往按照纯发电模式继续发电，从而造成巨大的能源浪费。

　　长江流域的特点是：冬季短，室外温度多在0oC左右；夏季长，普遍需要空调；有一两个月的梅雨期，需要除湿；地表水资源丰富，尽管水质不佳，但可以利用其热量或冷量。对于这种气候与自然条件，应该发展各种热泵方式，系统解决采暖和空调需求。热泵系统并不是只能提供冷风和热风，也可以发展地板或吊顶辐射等方式，同时另外发展一套夏季和梅雨季可使用的除湿系统。这样的系统，以电力为动力，可以获得很高的能源利用率，应该是长江流域地区重点发展的建筑环境控制方式。

　　3、科学规划南方地区建筑节能工作

　　我国南方地区开始重视建筑节能，主要是依据北方的经验，置重点于改善围护结构的保温。但在南方的夏热冬暖地区，夏季空调期室内外空气温差一般在5～10℃之间，除非外墙表面被太阳晒热，否则通过外墙进入室内的热量并不多。在这些地区，外墙的传热系数低于1.2w/m2·K后，再进一步增加保温，对节能的贡献已微乎其微。

　　针对南方的气候条件，应推广更为科学合理的节能措施。如推广各种屋顶遮阳、外墙遮阳、窗户外遮阳等措施，以减少太阳辐射；加强各种自然通风手段，通过自然通风缩短空调运行时间；开发和推广主动或被动式除湿装置，降低室内湿度，适当提高室内空调温度等，都可以产生更大的节能效果。

　　南方许多地区陆续制定了建筑节能50%的规划。实际上，目前南方住宅的单位面积能耗仅为10～30度电/m2年，与发达国家相比，已属很低水平，因此不应简单地谈节能50%，特别是南方地区的空调主要是排除室内发热量、除湿以及消除太阳辐射的影响，不可能通过改善外墙外窗的保温来实现50%的节能目标。建议根据实际情况，合理制定建筑能耗应控制的具体指标。

　　4、探讨社会主义新农村的可持续发展的能源消耗模式

　　党中央提出了"建设社会主义新农村"的重大战略决策。新农村的硬件建设模式，是目前需要加紧研究和规划的重大问题。如果简单照搬目前的城镇建设模式，完全依靠常规商品能源解决农村建筑的能源供应，将使我国建筑能耗增加近一倍，这将给我国能源供应和经济发展带来巨大问题。这是不符合中国发展国情的。

　　我国农村的特点是：土地资源相对充足，建筑容积率低；秸秆、薪柴、粪便等生物质能源丰富；农业需要大量的有机肥，生物质能源的生成物可被充分利用。在这种情况下，社会主义新农村的能源供应方式应以可再生能源为主，按照循环经济方式，发展沼气、生物质的高温热解制气、太阳能光热和光电应用以及风力发电。

　　我国当前已把发展太阳能、风能等其它可再生能源作为今后解决能源问题的重点之一。相比于建筑密集的城市，农村空间开阔，煤炭、电力等商品能源输送成本又高于城市，因此利用太阳能的经济效益远高于城市，发展可再生能源替代常规商品能源的经济效益和可操作性也远高于城市。若能制定适当的政策，把国家和地方政府发展可再生能源的各种补贴和政策全面推广到广大农村，既符合建设社会主义新农村的方向，又会大大降低农村建设和发展给城市带来的能源压力，促进城乡建设的健康、协调发展。因此，充分利用建设社会主义新农村的大好形势，走出一条基于可再生能源的农村建筑能源供应的新路，是完全可能的。

　　5、正确看待太阳能建筑和"零能耗"建筑

　　目前不少城市正在计划大力推广利用太阳能采暖、空调、发电，开发全面解决建筑能源供应的"零能耗建筑"。根据目前的技术与经济状况，这种太阳能建筑和零能耗建筑只有科学研究的价值，而远未达到大规模工程推广所要求的经济性。如果把这些资金投入到建筑围护结构的改造和采暖空调系统的改造上，则可使更多的建筑得到改善，获得更好的节能效果。根据我国的实际情况，在城市发展太阳能利用的最佳方式是利用太阳能解决生活热水供应。我国城镇家庭目前的生活热水供应率仅为65%，人均用热水量也远低于发达国家。生活水平的进一步提高将引起生活热水消耗量的大幅度提高，这将导致城市建筑能耗增加近10%。全面开发各种太阳能热水系统，解决目前太阳能热水器的各种问题，直接使我国城市居民生活热水进入太阳能时代，将是城市太阳能利用最有意义、最有价值的工作。

　　6、正确对待建筑热电冷三联供、集中供冷等所谓"节能技术"

　　建筑热电冷三联供（简称BCHP）、住宅建筑的大规模集中供冷等，在一些地区正在被作为建筑节能主要措施而大力推广。但是，这些方式在目前的技术水平下实际上并不节能。除个别特殊场合外，这些方式的能耗往往高于常规方式。BCHP采用天然气发电，再利用其余热为建筑物提供各种冷热量。问题是，目前适于建筑中使用的各类天然气发动机的发电效率比大型天然气联合循环电厂的发电效率低15～20%。当需要用余热制冷时，整体的能源利用率反而会低于"直接电制冷+大型燃气电厂"模式。只有当常年有热需求（如大型室内游泳池、医院、酒店的生活热水和消毒、洗衣用蒸汽）时，BCHP系统同时提供电力和热力，其能源利用率和经济性才会优于天然气锅炉。

　　由于调节和计量问题，住宅的集中供冷也远比目前的房间空调器费能。大型冷冻机虽然能效比高，但加上把冷量从机房输送到末端的电耗，其高能效比的优点也会丧失；随之而来的调节和计量等方面的问题，使其在能源利用率方面无法与房间空调器抗衡。目前我国住宅的房间空调器平均每夏季耗电不到8kwh/m2，而采用大规模集中供冷，仅循环水泵电耗就有可能达到每个夏季5kwh/m2。再加上制冷机耗电，不可能实现任何"节能"。

　　7、发展和推广低能耗大型公共建筑技术

　　尽管我国大型公共建筑不足城镇建筑总面积的4%，但能耗却占我国城镇建筑总能耗的20%以上。虽然大型公共建筑单位面积电耗与发达国家相当，但目前仍具有很大的节能潜力，综合采取各项建筑节能技术措施，可以使用电量降低20%～50%。这些技术措施包括：尽可能用水循环替代空气循环输送冷热量；采用新的水系统循环方式，减少各类调节用水阀，使用变频水泵充当调节手段；采用各类热回收装置，回收排风能量；发展新的温度、湿度独立控制的空调方式；改善系统的运行调节和管理。

　　根据我国大型公共建筑的特点，发展出一套解决中国实际问题的低能耗大型公共建筑技术，可大大缓解由于目前城市建设中大型公共建筑比例的增长将造成的城市电力供应紧张状况。与此同时，也有可能使我国在这一领域的技术水平实现跨越式发展，迈入国际前列。

　　8、建立我国的建筑能耗统计平台

　　有效的建筑能耗统计平台可以给出我国的建筑物所消耗终端能源的具体数据，定量描述我国建筑能耗的具体特点（如发展变化的特点、不同功能建筑耗能的特点、不同地域建筑耗能、建筑内不同终端用能特点等），是建筑节能工作的重要基础。

　　目前我国还没有规划建设这一平台，直接后果是建筑节能工作一直带来很大的盲目性，甚至误导工作方向和重点。尽快搭建我国建筑能耗统计平台，并且使其有效运行，是一项有深远战略意义的基础性工作。

　　结论 

　　我们认为，随着经济进一步发展、城市化进程加快、第三产业比例增大和人民生活水平显著提高，我国的建筑能耗有可能增长迅速。如果不采取有效的节能措施，到2020年建筑能耗将比2005年翻一番以上。

　　当前我国开展建筑节能的工作重点应为：在农村大力鼓励和推广可再生能源利用；北方建筑改善建筑保温、采取新型集中供热系统，大幅度降低采暖能耗；长江流域发展热泵采暖空调方式；在住宅和一般公共建筑中推广节能灯具和电器的使用，并提倡行为节能；大型公共建筑采用有效节能技术以提高能源利用效率。

　　按照建设资源节约型、环境友好性社会的战略要求，建筑节能已经得到了从中央到地方的高度重视。通过各部门的协调配合，探索出一条在满足社会发展和人民生活水平不断提高的前提下，大幅度降低建筑能耗的道路，将为我国经济与社会全面、协调、可持续的科学发展做出重大贡献。