建筑節能技術江蘇建筑職業技術學院

學習單元一

建筑節能與可持續發展主講教師張洪波學習單元一

建筑節能與可持續發展

建筑節能意義與目標

建筑節能基礎

建筑節能計算初步

建筑節能規劃與設計學習單元一

建筑節能與可持續發展第一講建筑節能意義與目標

主要內容1能源概況2國內外建筑能耗基本概況3建筑節能的重要性4建筑節能意義與目標1能源概況1）能源種類

煤石油天然氣核裂變核聚變常規能源新能源化石能源不可再生能源太陽能風能海洋能地熱能生物質能水能新能源可再生能源《可再生能源法》第2條：風能太陽能水能生物質能地熱能海洋能等非化石能源（是可以永續利用的能源資源）

生物質能：利用自然界的植物、糞便以及城鄉有機廢物轉化成的能源

——生物柴油（麻風樹）乙醇汽油1能源概況我國是“富煤、貧油、少氣”的國家，這一特點決定了煤炭將在一次性能源生產和消費中占據主導地位。煤炭：目前我國煤炭可供利用的儲量約占世界煤炭儲量的11.67%位居世界第三。我國是當今世界上第一產煤大國，煤炭產量占世界的35%以上。我國也是世界煤炭消費量最大的國家，煤炭一直是我國的主要能源和

1能源概況2）我國能源應用情況重要原料，在一次能源生產和消費構成中煤炭始終占一半以上。世界煤炭可采儲量約為9800多億噸，按照目前的全球生產能力，煤炭資源尚可開采190多年，根據統計，2006年全球煤炭產量約為62億噸，約占世界一次能源消費總量的28.4%。

1能源概況2）我國能源應用情況石油：我國石油資源最終可采儲量約130億―150億噸，僅占世界總量的3％左右。石油可采資源量的豐度值約為世界平均值的57％，剩余可采儲量豐度值僅為世界平均值的37％。可見，我國可采石油資源量相對不足我國石油資源賦存條件差。在剩余探明可采儲量中，低滲或特低滲油重油、稠油

1能源概況2）我國能源應用情況和埋深大于3500米的占50％以上。而待探明的可采資源量中大都是難動用的資源。資源賦存特點決定了我國石油資源增儲難度大,勘探成本會進一步提高。新建的原油生產能力難以彌補老油田的產量遞減，老油田挖潛成為原油產量的重要組成部分，原油穩產難度加大。

1能源概況2）我國能源應用情況天然氣：2000年以來，全國天然氣探明地質儲量年增4700億方，儲量高速增長，進入儲量增長高峰期。全國天然氣產量由2000年的262億方增至2009年的830億方年均增長率16%,年均增長63億方，產量進入快速發展期。

1能源概況2）我國能源應用情況天然氣燃燒后無廢渣、廢水產生，相較煤炭、石油等能源有使用安全、熱值高、潔凈等優勢。所以近年來，天然氣雖然在能源總消費中比重很小(3%)，消費卻快速增長。國內天然氣需求一直保持大幅上漲的勢頭。

1能源概況2）我國能源應用情況電力：世界第二電力消費國。2008年，火電裝機增長速度繼續減緩，水電風電裝機增長加快。在關停小火電機組的同時大容量、高參數、高效率、低能耗、低排放的節能環保型燃煤發電機組得到進一步發展。

1能源概況2）我國能源應用情況全國新增裝機容量保持較大規模，裝機結構繼續優化。全國發電裝機容量達到7.93億千瓦，同比增長10.37%，增速比上年降低4.78個百分點，2008年全國新增220千伏及以上變電容量2.35億千伏安，比上年多投產0.47千伏安；新增220千伏及以上輸電線路長度4.2萬千米，比上年多投產502千米,全國全口徑發電量完成34510億千瓦時，同比增長5.72%。

1能源概況2）我國能源應用情況可再生能源:如水能、風能、太陽能、生物質能和海洋能等，不存在資源枯竭問題。中國水能的可開發裝機容量和年發電量均居世界首位，太陽能較豐富的區域占國土面積的2／3以上，年輻射量超過6000MJ／㎡，每年地表吸收的太陽能大約相當于1.7萬億tce的能量；風能資源量約為32億kW，初步估算可開發利用的風能資源約10億kW，

1能源概況2）我國能源應用情況海洋能資源技術上可利用的資源量估計約為4億-5億kW,地熱資源的遠景儲量為1353億tce，探明儲量為31.6億tce；生物質能源包括：秸稈、薪柴、有機垃圾和工業有機廢物等，資源總量達7億tce，2006年底，中國可再生能源年利用量總計為2億tce，約占中國一次能源消費總量的8%。

1能源概況2）我國能源應用情況1能源概況3）中國經濟與能源增長1能源概況4）能源規劃2004年國家發改委《節能中長期專項規劃》2010年：24億噸標煤2020年：30億噸標煤實際上2005年：22.48億噸標煤2006年：24.62億噸標煤2007年：26.55億噸標煤屢次突破2國內外建筑能耗現狀1）建筑能耗2）我國建筑能耗的分類面積(億m2)年能耗狀況（每年）農村居住建筑農村生活用能2401.9億噸標煤，2.6億噸標煤的生物質能城鎮民用建筑北方城鎮采暖641.27億噸標煤城鎮建筑(除采暖外)住宅用能(含炊事)960.78億噸標煤一般公共建筑490.94億噸標煤大型公共建筑40.18億噸標煤長江流域住宅采暖400.074億噸標煤總計建筑能耗建筑總面積：389億平米，總商品能源消耗5.1億噸標煤，占社會總能耗的25.5%2）我國建筑能耗的分類建筑能耗持續增加房屋建筑需求繼續增加城鎮化進程不斷加快采暖區向南擴展人們對建筑熱舒適性的要求越來越高農村能源改變家庭家用電器品種、數量增加3）能耗增長的因素03000060000900001980198219841986198819901992199419961998200020022004051015202530354045城鎮人口（萬人）鄉村人口（萬人）城鎮化水平（%）4）中國建筑能耗狀況城鎮化進程不斷加快最主要原因：城市化不斷加快平均每年有2000萬農村人口向城鎮轉移，而每個城市人口的能耗為鄉村人口的3.5倍；

4）中國建筑能耗狀況

房屋建筑需求繼續增加

我國近年來，建筑規模巨大，發展迅速。城鄉建筑竣工面積2001年為18.2億m2,2002年為19.7億m2,2003年達20.3億m2,2004年為20.7億m2。我國GDP只有全世界的4％，但每年新建建筑竣工面積超過世界各發達國家每年新建建筑竣工面積之和。中國建筑規模世界最大，是世界上最大的建筑市場中國現有房屋建筑數量巨大。

4）中國建筑能耗狀況

城鄉既有建筑面積達441億m2，同時現在我國正處于房屋建設的戰略機遇期，預計到2020年底，全國房屋建筑面積將達686億m2，其中城市為261億m2房屋建筑增加。每年每人平均新增房屋面積1.3～1.5平方米，人口每年增加約900萬人；中國人均GDP已超過1000美元，居民消費結構升級階段，人均能耗迅速增加建筑熱舒適性的要求越來越高。

4）中國建筑能耗狀況

人們對建筑熱舒適性的要求越來越高

隨著我國經濟建設的快速發展，人們生活水平的提高，建筑室內熱環境舒適度的要求逐漸增加，建筑能耗還要增加，建筑能耗占總能耗的比重還會加大。建筑能耗連同圍護結構材料生產能耗占到全國能源消耗總量的27.6％，并將隨著人民生活水平的提高而提高。

4）中國建筑能耗狀況

家用電器品種數量增加(建筑使用能耗增加)

采暖、通風、空調、照明炊事燃料、家用電器和熱水供應等能耗，其中以采暖和空調能耗為主。隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，我國建筑耗能比重最終還將上升至35％左右。建筑能耗持續迅速增加是不可避免的趨勢。能源供應將更加緊張，導致影響經濟的持續發展。

目前,人類面臨能源短缺和環境惡化兩大問題，而這兩者又緊密聯系,由此帶來的氣候變化已成為21世紀全球經濟發展所遇到的巨大挑戰之一。眾所周知，二氧化碳是導致氣候變化的主要原因。在英國、美國等國家，建筑業的能源消耗所產生的二氧化碳已占到全部能源消耗排量的40%；在中國，目前建筑業的能源消耗也占到了全部能源消耗的1/3左右。

5）建筑能耗增加帶來的影響在資源方面，全球50%的土地、礦石、木材資源被用于建筑；45%的能源被用于建筑的供暖、照明、通風，5%的能源用于其設備的制造；40%的水資源被用于建筑的維護，16%的水資源用于建筑的建造；60%的良田被用于建筑開發；70%的木制品被用于建筑。

5）建筑能耗增加帶來的影響3建筑節能重要性1）建筑全過程的物質與能源消耗全球的資源：能源：40%水資源：42%原材料：50%耕地：48%

建筑全過程全球的污染：空氣污染：50%溫室效應：42%水污染：50%固體廢物：48%氟氯化物：50%

20世紀60年代，保羅把生態學和建筑學兩詞合并，提出了著名的生態建筑（綠色建筑）的理念。20世紀70年代，石油危機的爆發，使人們清醒的意識到，以犧牲生態環境為代價的高速文明發展史是難以為繼的。耗用自然資源最多的建筑產業必須改變發展模式，走可持續發展之路。30多年來，綠色建筑由理念到實踐，在發達國家逐步完善，形成了較成體系的設計方法、評估方法，各種新技術、新材料層出不窮2）生態建筑理念3）建筑節能定義建筑節能在滿足居住舒適性前提下，采用新型保溫圍護結構、高效采暖空調、節能照明設備及利用可再生能源以達到節能的目的。建筑節能的途徑建筑設計建筑設備建筑使用者新能源利用4）建筑節能的涵義建筑節能的涵義經歷了三個階段：第一階段：稱為在建筑中節約能源，我國稱為建筑節能第二階段：稱為建筑中保持能源，意為在建筑中減少能源的散失第三階段：稱為在建筑中提高能源利用效率在我國，現在通稱的建筑節能，其涵義應為第三階段的內涵，即在建筑中合理地使用和有效地利用能源，不斷提高能源利用效率。5）全球的建筑節能概況在英國，政府已制定了一系列政策和制度來促進高能效技術在新建建筑和既有建筑改造中的應用。在低碳排放量方面，英政府也采取了一些新的規劃和經濟激勵政策。另外，英國在科技研究和革新方面投入很大，并已在可持續建筑領域取得了顯著成果在奧地利，目前約有24％的能源由可再生能源提供，這在國際上是屬于發展較好的。在美國，聯邦政府已頒布了很多綠色建筑政策，并已取得了顯著成效。降低建筑能耗、促進建筑的可持續發展。5）全球的建筑節能概況在德國，目前大力發展擁有公共綠地和具有環境友好性的建筑。在基礎設施方面，德國非常注重種植屋面、多孔滲水路面、各種排水設施、露天花園等低污染、低環境影響的基礎設施的利用。目前德國是歐洲太陽能利用最好的國家之一。

在中國，嚴峻的事實表明，中國要走可持續發展道路，發展節能與綠色建筑不僅必須，而且刻不容緩！1986年頒布了《北方地區居住建筑節能設計標準》，這是國家啟動節能建筑的一個標志。主要包括以下幾項：第一民用建筑節能的管理規定、法律體系初步建立第二初步形成了建筑節能的技術支撐體系；第三建筑節能的試點示范工程已經完成；

5）全球的建筑節能概況第四建立了廣泛的國際合作。

與此同時，伴隨著可持續發展思想在國際社會的認同，綠色建筑理念逐漸加強。

6）建筑節能的范圍

建筑節能在具體的實施中一般包括如下幾方面的節能措施： （1）建筑規劃設計中的節能。 （2）建筑構造，主要是圍護結構上采取措施。 （3）在建筑的使用中節能。我國目前的建筑節能工作主要圍繞提高建筑物圍護結構的保溫隔熱性能和提高供熱制冷系統效率兩個方面展開。7）我國的建筑能耗與經濟發達國家

之間的差距

我國建筑節能水平與西方發達國家相比有很大差距。歐洲國家的住宅年實際采暖耗能已經普遍降到了平方米8.57公斤的標準煤，領先的“高舒適度，低年能耗”住宅達到了3升油以下。而目前我國推行的50標準也僅為年平方米12.5公斤的標準煤。即使達到65標準，也僅為年平方米8.75公斤標準煤，仍低于歐洲發達國家水平。8）建筑節能存在的問題(1)現行標準對于室內熱環境設計指標全國一致、城鄉一致、不符合實際，同一地區的熱環境質量水平應考慮城鄉差別。(2)經典的節能技術尚未發揮足夠的節能效益：圍護結構遮陽、隔熱，窗口通風，墻面隔熱涂料玻璃貼膜等被動式、低能耗降溫技術的標準強制力度不夠。8）建筑節能存在的問題(3)建筑設備的系統運行效率普遍不高：系統運行優化控制技術，尚未納入強制設計要求；設備系統設計者不懂自控，自控設計者不懂運行，關鍵沒有合作意識。(4)建筑方案設計和規劃許可管理環節建筑節能嚴重失控基礎能耗高的設計方案，只能通過大量投入高成本材料或技術期補救。根本原因在于方案許可管理無視建筑節能，違背《民用建筑節能管理條例》規定，城市規劃管理部門無此作為難逃其咎。8）建筑節能存在的問題(5)建筑節能施工技術水平低、質量安全隱患大：未經培訓，無證施工，超高層玻璃幕墻、墻體外保

溫、節能外窗、建筑外遮陽等質量安全隱患堪憂。(6)建筑節能標準化水平不高：材料標準、技術標準、標準設計（圖集）、施工工法有待普及。4建筑節能的意義與目標

建筑作為人類文明最重要的產物，耗費了地球約50%的資源，建筑業已成為最不可持續發展的產業而在今后50年的建筑設計和建造中，還將有大量的建筑維系著過去5000年的模式，因此，探索建筑的可持續發展模式已成為建筑業持續發展的迫切需要。由此可見，推動建筑向節能、綠色、智能化方向發展，將是國際建筑界實現可持續發展理念的大趨勢，也是中國經濟社會面臨的重要任務。

1）建筑節能的意義（1）有利于緩解能源供給的緊缺局面我國是一個能源消費大國，全年能源消耗總量居世界第二位。從現在起對新建建筑全面強制實施建筑節能設計標準，并對既有建筑有步驟地推行節能改造，到2020年，我國建筑能耗可減少3.35億噸標準煤，空調高峰負荷可減少約8000萬千瓦，由此造成的能源緊張狀況必將大為緩解。我們在大力投資建設電站設施以緩解我國目前電力緊張狀況的同1）建筑節能的意義時，必須充分考慮建筑節能的巨大潛力。如果不改變目前建筑高耗能的狀況，即使再建10座三峽電站也不能滿足我們對電力的需求。（2）有利于改善大氣環境,實現可持續發展由于我國能源結構是以煤為主，煤炭的大量直接燃燒引起了城市大氣污染日益嚴重。建

筑采暖是城市大氣的一個主要污染源。只有

從源頭上減少建筑采暖能耗，才能使城市采

暖期大氣污染的嚴重狀況得到根本改變1990

年后，全球變暖的現實正不斷地向世界各國

敲響警鐘。我國己正式核準《京都議定書》。切實履行減排溫室氣體義務，這對建筑節能提出了更高要求（3）有利于保護耕地資源

到2000年底，我國人均耕地的占有量僅為1.51畝只占世界人均耕地的45％。我國目前每年燒制粘土磚耗用粘土約14.3億立方米，相當于毀壞耕地50萬畝。此外我國每年燒磚要燒掉6000多萬噸標準煤，占建材生產