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前瞻“十二五”建筑节能四大领域
发布时间:2024-06-22 09:18浏览次数:

  在新建公共建筑的规划中,将全年用能总量和各个分项用能量的上限,作为一个项目必须严格控制的指标,在规划、设计、施工、验收中都要根据这一指标进行用能量评估。江亿

  节约能源是资源节约型社会的重要组成部分。目前,建筑的运行能耗大约为全社会商品用能的1/3,并且是节能潜力最大的用能行业。中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿近日接受《科学时报》采访,展望并梳理了“十二五”期间国家将在建筑节能方面重点开展工作的领域。

  目前,我国北方城镇建筑面积约为88亿平方米,采暖能耗占全国建筑总能耗的40%左右。其中70%以上的民用建筑采用集中供热式采暖,其余为各类分散方式。在集中供热采暖系统中,约一半的热源为热电联产的低品位余热,另一半热源为不同规模的锅炉。除北京市大规模使用天然气外,北方各城市的供热锅炉基本以煤炭为燃料。

  随着建筑围护结构保温状况的改进及各级政府对人民生活保障重视程度的提高,目前在冬季采暖期实际出现的问题主要集中在采暖运行调节与管理中缺乏有效的调控手段,使得为了保证部分末端偏冷的建筑或房间的温度不低于18℃,而加大供热量。其结果造成系统向相当多的建筑或房间过量供热,实际供热量大于采暖需热量,大多数室温高于18℃,有的甚至高达25℃以上。为了调节室温避免过热,居住者最可行的办法即是开窗降温,由此大幅度加大了室内外空气交换量,加大了向外界的散热,直接导致采暖能耗的增加。

  江亿表示,这种过量供热是供热系统缺少末端调节造成不均匀供热的结果。因此,独立热源的分散供热方式就可以避免这种损失。如果在采暖房间中安装有效的调节装置,使散热器的散热量能够根据房间温度及时调节,也就能够消除或大幅度减少这种过量供热损失。使房间温度可调,促进使用者愿意对室温进行调节,这是目前“热改”工作的核心。

  对此,我国北方地区城镇建筑为进一步降低采暖能耗,在“十二五”期间需要继续对既有建筑外围护结构进行改造,通过更换气密性不好的钢窗,把保温性能非常差的单玻外窗改为双玻璃外窗,对热阻过小的混凝土板墙加外保温等,从而使建筑的保温性能得到改善。通过各种方式实现集中供热分户室温可调,探索出更为合理的收费方式,使得使用者主动把室温调控在18℃~20℃间。充分发挥现有城市集中供热热网的作用。增大热电联产供热范围,替代区域锅炉,并通过技术进步进一步提高热电联产系统的能源效率。整合工业余热再利用。促进发电厂、化工厂、钢铁厂、有色金属厂、建材工业等各种工艺中所产生热量的收集利用,为城市民用建筑供热。

  长江流域各省的特点是冬季较为短暂,室内外温度平均值降到10℃以下的月份一般为两个月左右,偶尔出现0℃以下。

  根据目前的调查数据显示,这一地区住宅建筑的平均采暖能耗为1.8kgce/(m2a),总建筑面积约70 亿平方米,采暖能耗为1280tce/a,不到北方地区采暖能耗的10%。如此低的能耗水平是建立在较低的采暖温度设定值和间歇采暖、局部采暖方式的基础上。但随着这一地区对于改善室内采暖状况的呼声越来越高,采用集中供热的新建公建和新建住区不断增加。

  当采用集中供热系统时,采暖方式就会变间歇为连续,室内温度也将上升到20℃左右。而这一地区居民由于多年来的居住方式,经常开窗通风的生活习惯却很难改变,因此无论建筑围护结构保温效果多么好,室内外由于空气交换所造成的热量损失将会很大。在这样一种状况下,即使采用如高效的热电联产方式集中供热来解决这一地区的冬季采暖问题,也将需要约1亿tce/a,几乎为目前这一地区采暖能耗的8倍。显然,集中供热并不是最适宜的方式。

  然而这一地区的住宅环境必须改善,以满足人民生活水平不断提高的要求。关键是如何注意这一带居民生活习惯的特点,仍然以“部分时间、部分空间”的室内环境控制方式为主,在改善室内热湿环境的基础上,不使能源消耗出现大幅度增长。

  根据这一地区的气候特点,开发基于各种热泵方式的分户分室的热湿环境控制装置,全面解决冬季采暖,夏季降温和除湿的要求,并维持“部分空间、部分时间”环境控制的特色,非常适合这一地区住宅建筑的使用。由于世界上发达国家很少有这样气候特点的地区,因此现在世界上还没有满足这一需要的成熟产品,需要我们的科技人员和生产企业去开发、创新,以满足社会发展的需要。

  随着我国城市建设的飞速发展和经济水平的提高,高能耗的大型公共建筑(以下简称“公建”)如新建机场、高铁车站、高档商务酒店等,所占比例迅猛增加。有关数据显示,自2008年至今,新增的大型公共建筑中,高能耗大型建筑已占据半壁江山。

  一方面,新建公建中大型公建比例不断提高,档次也越来越高。兴建“新、奇、怪”、能耗巨大的大型公建成为某种体现经济发展水平的“标签”;另一方面,既有公共建筑相继大修改造,由普通公建升级为大型公建,导致能耗大幅度升高。在“三十年不落后”、“与国际接轨”等发展理念的指导下,公建能耗的增长速度已远远超过公建面积的增长速度。

  对此,在“十二五”时期,应该从根本上控制这种高能耗公建在新建建筑的比例,以实际的运行能耗数据为导向,改变目前这种高能耗公建持续增长的状况。

  江亿表示,在新建公共建筑的规划审批中,将全年用能总量和各个分项用能量的上限,作为一个项目必须严格控制的指标,在规划、设计、施工、验收中都要根据这一指标进行用能量评估。建成后,就要按照这个用能指标进行定额管理。这样使得在建设和运行的各个环节,都把用能指标作为一项必须遵循的硬指标。

  同时,严格控制盲目提高能耗标准的大修改造。最有效的方式为要求任何大修改造项目改建之后的建筑能耗标准不得超过改建前。严格落实这一措施,能够有效抑制盲目提高标准导致能耗大幅度增加的大修改建风潮。

  对于既有公建,应从用能数据监管抓起。2008年国务院颁布的《民用建筑节能管理条例》对公建能耗的检测、统计和定额管理都有明确说明,逐渐把公共建筑节能工作从“比节能产品、节能技术”转移到看数据、比数据、管数据,形成科学、良好的建筑节能气氛和环境,真正实现能源消耗量的逐年降低。

  在我国广大农村地区,住宅的能源消耗为采暖、炊事能耗和照明以及家电的用电。而能源的种类除了煤炭、液化石油气、电力等主要商品能源外,还包括大量的生物质能以满足采暖和炊事的需要。

  据《中国建筑节能年度发展研究报告2010》中的数据显示,截至2008年,在我国农村住宅建筑能耗中,商品能耗总量有明显增加,而生物质能的比例则从55%下降到38%。

  区别于城镇住宅的高密度居住,农村居民的住宅相对宽松和分散。同时,生物质能、可再生资源丰富。几千年的文明积淀,使得我国农村居民具有了与当地气候、地理条件相结合的建筑形式和生活方式,包括建筑的通风、遮阳,使用生物质能做饭,充分利用阳光等生活习惯。这种朴素的“天人合一”的自然观是进行农村生活和发展的文化根源和资源优势。

  但现在,越来越多的农村人正在逐渐摒弃这种传统的生活方式,盲目地追求城市发展模式,逐步放弃使用传统的生物质能而转向使用商品能源。目前有些地区推广农民集中居住,以置换出宅基地。这种方式虽然腾出了一部分土地,但改变了农民的居住模式,从而也就改变了他们的生活方式,直接出现的后果就是商品能源消耗量迅速增加。因此这种集中居住的方式是否符合我国农村可持续发展的目标,还需要深入研究探讨。

  与城市相比,我国农村拥有更广阔的空间资源,相对低廉的劳动力以及丰富的生物质能源;反之,由于用能密度低,输送成本高,常规商品能源的成本反而比城市高。因此,农村能源应当采取与城市完全不同的解决方案,基于当地生产的秸秆薪柴等生物质能源的清洁高效利用,配合太阳能、风能和小水电等可再生能源,不足之处辅之以电能,并重点解决生物质能源的储藏与燃烧效率问题,发展出一条可持续发展的农村能源解决途径。

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