1、harmonization wlth natureenergyKEYWORDSrebuildingenergyconsumption,comparison, buildingenergyefficiencyoharmonizationwlthnatlj中图分类号TU2015文献标识码A 文章编号1000-3959 （2008） 020004-04表1 2 0 0 4年我国的建筑能源消耗建筑能耗分类总向积（亿m 2 ）农村2409640642 0 2 0电耗（亿kWh）83 0 1 s OD丑0煤旋（乃t拆爆）15 3 3 04 6 0液化右j毒气万t耕煤）96 0 1 2 1 0大然气（万t橱
2、燥1燥气（万t标煤1尊物應（万t标燥26 6 o o店商品够耗（万t标煤）1 9 2 （ j 0 7 8 Jl|/ 4 u城镇住宅（不包捂采暖）长江）奈威1丰宅采暖北方城镇栗暖9 5 o翻12 3 4 07 4 f j 8 7 0217 04oO5 1 叫0212 7 4 0一般公共建筑4 9大型公共建筑4合计4 9 3112 3 05 0 0 5 0 6 0292 65 17 3 0，士婚箍桶鹰和If算箍霉事勺一年，肖琏的焊芗折台1.5亿t如煤其中有咎 J1亿t的研媒，。南训人匿家的能F自统计表，困力小庫窑掣.，煤没有进八止规 矶统一T棠遁魄崩，。如鬻聘地1亿t协燥私船呈匡身咀缶粤能耗中，我
3、禹律镇，能脾，白眨的5.2亿L打煤州出勤社会启能眨21. 3亿t杯媒 的243名。作者单位：清华大学建筑能耗研究中心（北京，1 0 0 0 8 4）4NEWARCHITECTURE万方数据2/2008万方数据一中国建筑能耗总体状况我国2 0 0 4年的建筑终端能源消耗为：电力5 0 6 0亿kWh，煤炭、燃气共折合 约3.4亿t标煤，农村初级生物质能（如秸秆、薪柴等）折合约2.7亿t标煤。其中, 商品能源共折合标准煤约5.2亿t,占2 0 0 4年我国社会总能耗20.3亿t标煤的 2 5.5%（表1k=中外建筑能耗差异分析通过中外建筑能耗比较，可以看出我国的建筑能耗比发达国家低（图1。2）。中
4、国 的人均建筑能耗仅为美国的1/12，单位建筑面积的能耗仅为其1/4。我国建筑能耗远低于发达国家水平。并非因为我国建筑节能技术先进或建筑节能工作 推广深入人心，而是与我国目前经济发展状况和人民生活水平有关。对我国的建筑能耗状 况予以分类，并分别与发达国家比较，就可以更清楚地找到原因。北方城镇采暖能耗我国的北方城镇采暖面积约6 4亿m2,每年的采暖能耗约合1.3亿t标煤，单位 建筑面积能耗折合2 0kg标煤/mz，与发达国家同气候条件下的建筑相比没有明显的 差别,北方采暖至少不会是造成中外建筑能耗巨大差别的原因。2住宅空调耗电我国城镇每百户住宅的空调拥有率达8 1台，但中国大多数家庭只有当下适区
5、间时， 就会打开外窗依靠自然通风维持室内良好的热环境,家庭分体或窗式空调的实际能耗很低。 据调查,北京居民家用空调的年均运行时间不到h,平均用电量低于5kWh/mz ?年。而美国大部分家庭全年24h空调，温度常年维持在18 2 6C间，为维持室内良好的空气质量，采用固定的通风换美国 城市住宅的调查结果显示，夏季空调能耗均高于4 0kWh/m2 ?2 0 0 6、2 0 0 7年夏天.清华大学对北京市1 0 0 0多户住宅的空调能耗进行了 这些空调使用方式上的差别包括：当室外较凉爽时，开空调还是开窗正是这些使用模式 上的差别。造成能源消耗的巨大差别。2 0 0 6年还调查T-tl ;京市一些采用
6、全面中 央空调的住宅建筑。所调查的建筑外墙、外窗都采kWh/rn23长江流域住宅采暖能耗我国长江流域住宅目前大多采用局部采暖设施,如热泵式空调、电暖气、犹008NEWARCHITECTURE5班后和周末在家时才有可能开空调,室内没人不开空调。当室外气温处于舒200气，全年任何时候室内外通风换气量均为0 .51次/h。对与北京类似气候的调 查。这里选登一典型住宅楼的夏季空调能耗,全楼共计25户。居民属于中等收入人群（图3）。结果显示了不同住户空调能耗的巨大差别，其中用电量最大的住户，能耗接近 全楼平均值的7倍。从上海、杭州、深圳、重庆的一些相关的住宅能耗调查中。也可以得到类似的结论。这表明：目前
7、住宅空调能耗中的巨大差别主要是由于不同的使用模式和室 内维持的不同热状态所造成。通风；室温升至多少时才开启空调；开启空调后。室温的设定值；所有房间所 有时间都开空调，还是只在家中有人时开启有人的房间。用了非常好的保温、隔热措施，中央空调系统也是目前世界上最先进的系统方式。由 于室内从510月全时实现恒温、恒湿控制，空调用电量都在2 0左右，低于美国同样 气候下的住宅空调电耗，但这也是北京市采用分体空调住宅平均耗电量的10倍。电褥子等。我们根据这一地区的住宅采暖实际运行情况进行了模拟计算可以看到，上 海、杭州、武汉、重庆冬季使用空调采暖当COP=I.9时，不同运行模式下的电耗这一结（图4）。图中
8、所谓。间歇”即指“部分时间、部分空间”进行采暖：工作日只有在下班 后至入睡前才运行起居室的采暖设施；卧室只有在晚9点到第二天早晨才采暖。从图中可 看出。与。全空间、全时间”的运行模式相比，能耗悬殊。图中还分别给出采暖期间室温 设定值分别在1 4C、16C和18C时的能耗。可以看出，随室温设定的提高，采暖能 耗也随之提高。而当室温升至2 2C 且采暖运行方式改为全天连续运行时，用电量就从 14C设定值间歇运行时的5kWh/m2上升到3545kWh/mz ? 果与目前在上海、杭州、重庆调查得到的住宅冬季采暖能耗在48费城建筑全年全时运行大风量风机。依靠机械通风实现室内外换气。二者电耗相差1 4.7
9、倍；制冷：费城建筑为了保证每一个房间的室内温、湿度参数。末端都有局部再 热装置，全年大部分时间系统中存在严重的冷热抵消现象。全年任何时候都同时向楼内提 供冷量和热量。两座楼单位面积全年耗冷量相差4.1倍，而制冷电耗相差37倍；耗热 量相差3倍。其他：费城高校的办公设备永远不停，能耗比清华高2倍。如果把上述诸点均看成是建筑系统向居住者提供的服务质量，那么正是这种服务质 量的差别导致巨大的能源消耗差别。不同于生产制造过程。建筑不是提供物质形态的产品，而是为人类提供服务。这样， 建筑用能就不同于生产过程用能问题。当然，从某种意义上讲。建筑物的基本功能就是向 居住者提供服务，评价建筑物的优劣当然应该考
10、察其提供的服务质量，人类为什么不应该 追求尽善尽美的服务质量。为其提供最好的生活环境呢？通过图表。可以看出建筑服务质量与能耗的关系。横坐标是建筑物的服务质量。纵坐 标是为提供这一服务所需要消耗的能源（图6）。仔细研究发现，当建筑物只提供基本的 服务功能。如我国20世纪80年代城市建筑所处状态，所需要的能源消耗量就很低；改 进建筑物系统，使其提供基本舒适的服务功能，如我国目前大多数城市建筑三从建筑能耗差异中得到的启示总结上述对建筑能耗差异的分析可以看出。无论是住宅还是办公建筑，同一类型建筑 中能耗出现的巨大差异并非源于是否采用了建筑节能的先进技术，而更多的源于建筑物所 提供的不同的室内环境及建筑
11、物使用者的生活模式。这些造成建筑能耗巨大差异的因素可 以归纳成如下诸点：kWh/m2的结果非常一致，同时也可以解释为什么在气候条件类似上海的法国南部。一个采暖季米暖用电量为5 0 6 0 kWh/m2。这就是因为房间温度设定值在2 2C，并 且采用直接电热采暖，用电量为同样工况下图中计算的热泵采暖的1.9倍。4大型公共建筑北京和美国费城气候条件相比。冬天。北京比费城冷：夏天，北京比费城热。我们对 清华大学与费城的一所大学教室楼和办公室的电耗作了比较，A代表清华的楼，E代表费 城的楼。其中A4和E1两栋建筑都是人文性质的教学楼。设备只有计算机（图5）o北 京和费城的教学楼，在相似的气候下。提供相
12、似的使用功能。能耗却有巨大的差别。通过 详细测试，发现能耗差别的原因在于：费城的楼每天连续2 4h照明。清华的楼仅晚间（1）建筑能否开窗通风，在外界气候环境适宜时，是通过开窗通风改善室内环境， 还是完全依靠机械系统换气。（2）对室内采光、通风、温湿度环境的控制是根据居住者的状况，只在“部分空间、 部分时间”内实施，还是。全空间、全时间”地实施全面的控制。（3）对建筑居住者提供的服务的保证率是任何时间、任何空间的10 0%保证率， 还是允许一定的不保证率，如夜间的值班房间不提供空调服务，采用太阳能热水器时阴天 不提供生活热水。（4）对建筑居住者提供的服务程度是尽可能通过机械系统提供尽善尽美的服务
13、，还 是需要居住者自身的参与和活动，如开窗、晾晒衣服、人工洗碗等。所处状态，能源消耗就有所增加。除采暖外，与8 0年代比。目前我国的城市建筑单 位面积能耗增加了12倍。而当达到目前发达国家多数建筑和我国少数的高服务水平的 建筑时，所需要的能源消耗又要大幅度增加。如果地球可以向人类提供充足的能源，我们 当然可以追求这种尽善尽美的建筑环境。然而当人类面临严峻的能源资源匮乏和由于能源 过度消耗所造成的环境压力时，应如何平衡和协调这种需求关系？适当地抑制这种对服务 的无止境需求更多地从节约能源、节约资源、保护环境去考虑。图6与目前全球人均生 态足迹的分布图非常相似（图7）。从这张图上也可以解释目前发达
14、国家的生活方式是以 消耗37倍全球人均水平的资源来支撑的，以消耗510倍的地球可提供的人均资源与环境自恢复能力来实现的照明，电耗相差5倍；通风：清华建筑主要靠开窗通风，夏季很少的时间内才开启空调通风机，而6NEWARCHITECTURE因此尽善尽美的服务是地球所不能向全人类持续提供的。要实现人类的可持续发展必 须重新考虑：我们应该为未来营造什么样的生活方式。人类应该如何考虑善待自然？我们 不能无限制地挖掘和消耗自然资源，而应与自然和谐共生。四中国建筑节能的途径不同的技术手段和水平，可以实现不同水平的。完美服务”，在提供同样水平的建筑 服务的条件下，对能源的需求也有所不同。人类不断地努力。在技术
15、上的创新和进步一方 面是获取更完美的服务，另一方面则是追求在提供同样的服务水平下减少对能源的需求。 降低能源的消费。然而，不同技术路线的能耗一服务关系曲线并非相互平行。有些在营造“完美服务”时相对能耗较低，有些则在营造“基本舒适”时相对能耗较低（图8）。这 样，我们就面临如下三种选择：按照发达国家目前的生活模式标准，或“完美服务。标准。去选择和发展我们的建筑节能技术； 以目前的。基本舒适。的服务水平为基准，选择和发展在这一服务水平下进一步降低能 源消耗的建筑节能技术；以目前实际的建筑能源消耗水平为基准，选择和发展适宜的建 筑节能技术，在不增加目前建筑能源消耗的基础上，进一步提高服务水平。改善舒
16、适水平。按照第一种选择，会显著提高我国建筑物的服务质量，但将导致建筑能耗的大幅度上 涨，这与我国目前面临的能源与环境的巨大压力及节能减排的迫切需求不符。因此我们的 建筑节能工作只能在后两种选择中规划：在维持目前能耗水平的基础上通过发展适当的节 能技术进一步改善我们的建筑服务质量，或维持目前的建筑服务水平。方数据探寻在目前基础上进一步降低建筑能耗的技术途通过各种技术创新进一步降低 建筑运行能耗，而径。后两种选择所要求的技术手段和技术措施将决不是盲目地提高舒适 度，。与国际接轨。与第一种选择在很多场合会很不相同，因此必须从这一思路出发。我国当前建筑节能 工作的澄清如上基本原则。主要任务为:这就是为
17、什么我们不能沿用发达国家建筑节（1）北方城市建筑：降低采暖能耗。这 要通过能的思路去开展我们的建筑节能工作的原因。也加强围护结构保温，实行供热改革， 提高热源效是为什么许多在欧美很有效的建筑节能技术和措率。改善末端调节等措施实现。施并不适合在我国实施，而必须根据中国实际的（2）长江流域建筑：发展多种基于 热泵技术，建筑能源消耗状况去开辟一条实现节能的途径，可实现。部分时间、部分空间” 的采暖空调方式。包括与欧美有所不同的技术、政策和机制的原因。对于建筑本体。则尤其要重视自然通风和各种外不同的思路将导致建筑节能工作的不 同目标遮阳措施的有效实施。集中供冷在营造发达国家与评价机制。目前一种倾向就是
18、把 实现建筑节能。尽善尽美”的建筑室内环境时，在某种条件下可单纯地理解为采用一批先 进技术，以采用多少项能是高效节能的，但当要求提供。部分时间、部节能技术作为评价 是否贯彻建筑节能的指标。某分空间”且室内温度可大范围随室外波动的住宅些国外的评 估体系也是按照所谓“checklist”的方室内环境时，就转变为低效的高能耗方 式。因此，法，简单地把使用先进节能技术的项目数作为评决不能在南方推广住宅的。集 中供冷1。估指标。这样，建筑节能就简单地成为采用太阳（3）大型公建：外窗可开启，通过 可调节的自能、外墙外保温、水源热泵等一些节能措施。一然通风减少对机械通风的依赖， 发展可实现。部些并不节能或者
19、仅在某些特殊条件下才有效的技分空间、部分时间”的新 的环控方式，这可能是术和产品也往往趁机而入混水摸鱼。而这些节在目前我国大多数 公建室内环境服务水平下可实能或者先进的产品与措施的简单堆砌，在大多数现能耗最少 的环控模式。情况下很难实现其真正的节能效果。往往由于使（4）农村建筑：对于北方农村建筑, 加强保用不当还会变成高耗能措施，最终使能源消耗的温，发展新的基于生物质能源的冬 季采暖方式，有实际数量增加。因此从科学发展观出发。建筑节效改善冬季室内环境。无 论南方还是北方农村，发能的目标应该追求能源消耗绝对数量的减少。这展出一条以生物 质能源为主，辅之以其他可再生应该作为我们建筑节能工作唯一的追
20、求目标和判能源和部 分商品能源的新农村能源方式，从而在别标准。大幅度改善农民生活状况的前提下。实现农村社当比较建筑能耗数值时，目前的一种 观点认会经济和能源与环境的可持续发展，这将是我国为。由于建筑的舒适度不同，为使 用者提供的服建设社会主义新农村任务的重要内容。务不同，因此不能简单地比较能耗数据，应该把五结论能耗数据修正到同一舒适度下或服务水平下再来比较。取前面住宅空调为例，如果把我国目前的发达国家实现的是建立在高资源消耗 基础上。部分时间、部分空间”的空调状况修正到与发达的现代化道路，我国不能直接借 鉴。从我国的资国家“全时间、全空间”的工况，马上就会得到源和环境状况出发，我们只能根据科学
21、发展观，实。目前的分体空调能耗高于中央空调。的结论。但现中国特色的 建筑节能。完全依靠经典的。机械这样会有什么意义呢？难道我们就应该放弃目前方式” 营造人居环境难以实现可持续发展，因此的住宅的分体空调，转为高效的住宅中央空调？ 必须探讨。与自然和谐”的新途径。这就要求我那么实际的住宅空调能耗就会在目前的基 础上增们因地制宜，根据不同地区的特点。不同功能建加10倍！这难道是我们推进建筑 节能工作的目的筑的需求，最大可能地利用各种自然条件。同时，吗？调整室内环境控制目标，在满足基本的健康舒适我国建筑节能的目的就是要在满足城市化发要求下，更有利于利用各种自然条件。以 降低建展和改善人民生活水平的前提下。不使建筑运行筑运行能耗总量为目标，力争在建 筑总量不断增能源消耗的总量过度增长，减缓这部分能源消耗长的同时，使建筑能耗总量 的增长低于建筑面积对我国能源供应和大气环境带来的压力。为此，必总量的增长，真正 实现建筑节能。口须从提倡节约型消费模式、节约型生活方式出发，在满足基本的健康与舒适的建筑环 境的条件下，收稿日期2 0 0 8 0 2 2 1NEWARCHITECTURE
