建筑節能設計研究論文

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早在20世紀70年代，建筑節能概念就被正式提出。建筑節能的中心是減少建筑耗能，提高建筑中的能源利用效率。同時，建筑節能需以不影響人們感覺舒適度為前提，即室溫冬季不低于18攝氏度，夏季不高于26攝氏度。時隔30年，2004年，圍繞著石油與能源問題的“大事件”再次集中發生，而我國的能源問題更是顯露無遺：石油消耗量僅次于美國、燃煤緊張、拉閘限電、北方冬季供暖受阻。2005年3月23日，北京上調成品油價格……

本文將在總結國際與國內能源現狀的基礎上，分析建筑節能的必要性與緊迫性，同時通過調研目前國內建筑節能設計實例，評判建筑節能設計的經濟效益，希望能夠使社會各界意識到，建筑節能不單是發達國家的問題，我國正面臨一場真正的能源危機，建筑節能迫在眉睫。

一、國際能源危機加劇

1、能源儲量減少，石油僅供開采41年

目前，石油、煤炭、天然氣這三種傳統能源占能源消費約90%以上，其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源統計年鑒的最新數據顯示，世界石油總儲量為1.15萬億桶，僅供生產41年；全球天然氣儲量為176萬億立方米，僅供開采63年。日本權威能源研究機構也申明，全球煤炭埋藏量10316億噸，可開采231年；核反應原料鈾已探明儲量436萬噸，可供72年使用（海水中的鈾可供使用1萬年，利用钚為燃料的增值核反應堆可使用100萬年）；利用熱核反應，海水中的鋰能源可開采年限為1600萬年。可見，全世界最為依賴的能源——石油與天然氣，在21世紀的前半，就將日趨枯竭。科學家們預計2040年石油消費將達到最高峰，2100年石油消費將減少到不足能源消費總量的5%%.而從2050年開始，核能、生物能、水利地熱、風力、太陽能的比率大大上升，達到總能源消費的1/3，熱核能源將達到總能源消費的1/4.

因此，在世界能源供給結構轉軌的大趨勢下，不考慮建筑節能而建造的房屋，終有一日會因為沒有能源可用，終被社會淘汰。呼吁建筑節能，很重要的一點就在于減少使用石油、天然氣等不可再生資源，通過科學合理的建筑節能措施，采用可再生新能源，使建筑可持續發展。

2、能源需求不斷增加，價格無法下降

根據美國能源部能源資訊署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”，1999—2020年全球能源消費形勢如下：

全球能源總消費量將增加60%，其中亞洲及南美州發展我國家將增長1倍（每年增長4%，相比發達國家每年增長1.3%）。

石油：石油預計增長59%（年增長率為2.2%）。此外，石油將維持占全球能源總消費量40%以上的比例。

天然氣：爭議較小的天然氣將是需求增長最快的能源，預計增長一倍。天然氣占全球能源消費量比重也將由23%升至28%.

煤：由于空氣污染及二氧化碳排放等問題，煤炭占全球能源總消費量的比重將由22%降至20%.

核能：在政治問題影響下，全球核能發展情勢尚難確定，但保守估計全球核能消費量將比現在略為增長。

可再生能源（包含大水力）：預估將增長53%.但由于現階段數量過少、成本高、能源密集度低且供應不穩定，所以占全球能源總消費量的比重將由9%下降到8%.不過預計更遠的未來，隨著技術的進步，比重將上升較快。

以上預測在2004年阿拉伯石油輸出國的12月月報中已經得到體現，它指出截止到2020年，世界石油需求量將以年平均1.7%至2%的速度增長，日需求量逐漸從目前的8200萬桶到近1.07億桶。

可見，由于核能與可再生能源的替代性遲遲無法實現，石油、天然氣的需求量仍會不斷增加，但能源儲量是有限的，這種供需關系導致了石油、天然氣等能源價格不會下降。

同時，恐怖活動增加了石油以天然氣運輸風險及成本。自美國發生“9.11”恐怖攻擊事件后，全球恐怖活動升溫，而保護措施較為不足的石油及天然氣供應等能源基礎設施成為恐怖分子攻擊目標的可能性提高。例如2001年10月斯里蘭卡一艘油輪遭受其境內恐怖組織攻擊；2002年10月法國油輪在葉門遭受不明恐怖分子攻擊；……各國為了預防恐怖攻擊，正大興土木加強能源設施的保護工作，而隨著防范設施、人力及保險費用的增加，能源使用價格也面臨逐漸上漲的壓力。

面臨能源價格，尤其是天然氣價格逐步上漲，居高不下，很多高耗能建筑開始出現因承擔不起昂貴的能源維持費用而被迫停用，或者售價、租金一降再降的現象。因此，建筑尤其是高層住宅與辦公樓、大型共建正面臨著一場新的革命，建筑節能節能勢在必行。

3、美國企圖掌控全球石油供給，強力遏制我國、歐洲的發展

許多石油生產地區，尤其是中東地區，由于擁有全世界2/3油藏，一直存在政治、外交及軍事的動亂。在近期較大規模的戰爭有1980年兩伊戰爭、1990年波斯灣戰爭、1994年俄國出兵車臣、2001年阿富汗戰爭和2004年的美伊戰爭，而其他小型區域沖突也非常多，都是圍繞著石油資源而展開的。每次爭奪石油資源引發的動蕩，使眾多石油進口國家經濟發展及能源安全受到威脅，牽動整個世界的經濟。從這個意義上說，哪個國家能掌握全球的石油、天然氣能源，就如同握緊全球經濟命脈。

因此，美國攻打伊拉克，拿伊拉克石油做文章，不僅是要賺回為之付出的巨額戰爭費用，還要建立起有利于美國的世界石油市場“新秩序”：一來拉低美元匯率、彌補貿易逆差、打壓歐元；二來美國可以時時掌控我國、俄羅斯、印度等國家石油進口價格與能源供給量，遏制這些國家的經濟騰飛。

面臨美國今后可能采取的能源阻擾政策，我國除了爭取更多的與石油出口國的貿易協議外，能源節約是最關鍵的一步。

二、我國所面臨的能源挑戰

1、人均儲量少，先天不足，但能耗效率卻低。

我國能源總量豐富，但人均能源可采儲量遠低于世界平均水平。2000年人均石油可采儲量只有2.6噸，人均天然氣可采儲量1074立方米，人均煤炭可采儲量90噸，分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上，2004年，人均石油最終可采儲量居世界第41位。因此，一旦平均到個人消費量，我國能源并非地大物博，實際上存在先天不足的弱勢。

從能源利用效率來看，目前國內能耗高，能源效率低。2001年，我國終端能源用戶能源消費的支出為1.25萬億元，占GDP總量的比例為13%，而美國僅為7%.同時，我國單位產品的能耗水平較高，目前8個高耗能行業的單位產品能耗平均比世界先進水平高47%，而這8個行業的能源消費占工業部門能源消費總量的73%.這造成了很大社會能源浪費。

2、我國成為能源消耗大國，進口依賴度提高。

2003年我國已經成為世界上僅次于美國的第二大石油消費國。全年原油消費量達到2.5億噸以上。其中全國原油產量約1.69億噸，進口原油8900萬噸，分別占世界石油需求增長總量的41％、32%，約每天60萬桶和260桶。

2004年原油消費需求量仍以10%以上的增速增長，約達到2.75億噸，進口原油數量超過1億噸。同時，煤炭消耗量占世界總量的40%以上，天然氣供暖需求量也一直在增長。預計到2020年，我國石油需求量為4.5億噸，年均遞增12%；天然氣在一次能源消費中，所占比例將由目前的2.7%增長到10%以上；我國對海外能源的依賴程度將達到55%以上。

可見，我國能源消耗需求旺盛的同時，進口依賴度提高，這使得國內經濟受中東動亂及石油危機沖擊的概率上升，危及我國能源供應安全，存在較大風險。

3、能源成為我國經濟命脈所在，威脅國家穩定安全

2004年全國電荒、煤荒集中爆發。上半年，27個省份全面告急，國家線網被迫拉閘電線80多萬次。下半年，今年北方供暖的城市無一例外都面臨能源緊張的考驗。以吉林省為例，往年到9月底供熱企業儲煤應達年用煤總量的80%，而今年供熱用煤的儲量不足40%；長春市每年鍋爐供熱用煤為306萬噸，截至10月底只有總量的40%入庫；在吉林市，每年鍋爐供熱用煤為46.5萬噸，今年到10月底也才入庫42%；吉林省其他城市同樣存在緊缺情況。就連首都北京也難逃厄運。預計北京冬季煤炭需求為1460萬噸。受全國煤炭資源緊、運輸難、價格高等因素影響，北京市電煤庫存一直在警戒線以下運行，到10月底鍋爐及民用燃煤庫儲煤率不足45%.而為防止大氣污染，北京城區的燃煤鍋爐大多變為燃氣或燃油。隨著石油價格的上調，北京冬季供暖承受著巨大的壓力，2005年3月，北京油價再次上調，93號汽油每升上漲了0.26元。

能源的供給直接影響到人民生活與國民生產。一次拉閘對平常老百姓無關大要，但對于長期依賴電力生產的工廠、企業來說，損失可能是上百上千萬；而全國27個省份同時出現問題，這種經濟損失就根本無從計算，直接關系到國家經濟命脈。而冬季供暖的短缺，導致很多底保戶和困難企業失去基本生存條件，威脅到國家穩定安全。

三、建筑節能要求十分緊迫

1、建筑能耗約占社會總能耗的1/3

我國建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費量中所占的比例已從上世紀七十年代末的10%，上升到近年的27.45%.而國際上發達國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷，國家建設部科技司研究表明，隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，我國建筑耗能比例最終還將上升至35％左右。如此龐大的比重，建筑耗能已經成為我國經濟發展的軟肋。

2、高耗能建筑比例大，加劇能源危機

直到2002年末，我國節能建筑面積只有2.3億平方米。目前，我國已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建筑，總量龐大，潛伏巨大能源危機。正如建設部有關負責人指出，僅到2000年末，我國建筑年消耗商品能源共計3.76億噸標準煤，占全社會終端能耗總量的27.6%，而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻率”已經達到了25%.因高耗能建筑比例大，單北方采暖地區每年就多耗標準煤1800萬噸，直接經濟損失達70億元，多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續發展，到2020年，我國建筑耗能將達到1089億噸標準；到2020年，空調夏季高峰負荷將相當于10個三峽電站滿負荷能力，這將會是一個十分驚人的數量。

據分析，我國目前處于建設鼎旺期，每年建成的房屋面積高達16億至20億平方米，超過所有發達國家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建設增速，預計到2020年，全國高耗能建筑面積將達到700億平方米。因此，如果現在不開始注重建筑節能設計，將直接加劇能源危機。

3、我國建筑節能狀況落后，亟待改善

在70年代能源危機后，發達國家開始致力于研究與推行建筑節能技術，而我國卻忽視了這一方面的問題。時至今日，我國建筑節能水平遠遠落后于發達國家。舉例說明，國內絕大多數采暖地區圍護結構的熱功能都比氣候相近的發達國家差許多。外墻的傳熱系數是他們的3.5至4.5倍，外窗為2至3倍，屋面為3至6倍，門窗的空氣滲透為3至6倍。現在，歐洲國家住宅的實際年采暖能耗已普遍達到每平方米6升油，大約相當于每平方米8.57公斤標準煤，而在我國，達到節能50%的建筑，它的采暖耗能每平方米也要達到12.5公斤，約為歐洲國家的1.5倍。例如與北京氣候條件大體上接近的德國，1984年以前建筑采暖能耗標準和北京目前水平差不多，每平方米每年消耗24.6至30.8公斤標準煤，但到了2001年，德國的這一數字卻降低至每平方米3.7至8.6公斤標準煤，其建筑能耗降低至原有的1/3左右，而北京卻一直是22.45.

因此，與當前發達國家建筑能耗已經大大降低的情況相比，我國單位建筑面積采暖能耗是發達國家標準的3倍以上，與發達國家存在較大的差距。而對于美國而言，全球石油資源的戰略布局以及石油的開采區域和運輸線路等關鍵點的調整工作已基本完成，我國卻沒有那樣強有力的能源后盾支持，在這樣的國情下，建筑節能水平的改善實際上應該比發達國家更為緊迫。