江亿:建筑节能在当代中国的重要意义

改革开放以来我国经济迅猛发展,2011年的经济总量超过日本跃居世界第二位。放眼大江南北,经济发展最突出的一个标志就体现在大量现代化的城市综合体和工业、商业、服务业等相关房屋建筑方面。在节能已经成为世界性话题的背景下,我国如何更加重视建筑节能问题,中国工程院院士、住建部科技委员会委员、中国城市研究会副理事长江亿教授在2012中国城市规划年会上,就我国建筑节能的现状、如何像重视规划一样重视建筑节能、建筑节能方式和路径的选择等三个方面进行了阐述。

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我国建筑节能现状

我国十多年来发展最突出的特点是,从城市到农村,楼房越建越多、越建越高,建筑面积飞速膨胀,相应建筑运行能源总量也在上涨,但建筑消耗量占中国总能耗的比例,应该是波动的。这种波动不是因为建筑业发展不均衡造成的,而是由工业经济整体发展不一样导致的。

具体分析,最近十多年北方城镇年建筑能耗虽然呈逐渐下降趋势,从原来23公斤标煤到现在的14.6公斤标煤,但所反映的形势仍不容乐观。与美国建筑消耗状况比较,美国三亿人用14.4亿吨标煤来运行,中国13亿人则使用6亿吨标煤;人均美国是4.4亿吨,中国是0.4亿吨,有10倍之差,美国比中国在能源拥有量方面多得多。

这是目前的状况,但并不是说中国建筑节能比国外低得多,比他们好得多,不用再继续搞下去。从我国自身能源状况来看,城市建设飞速发展,不把建筑运行能耗这件事情控制住,将来会遭遇很大的发展困境。必须从这个事实出发,扬长避短,避免走弯路,这点应特别警惕。

现在各国都在关注碳排放量,这是由于使用化石能源造成的。根据IPCC(世界气象组织和联合国环境规划署于1988年建立的政府间气候变化专门委员会)研究的数据,地球表面平均温度升高应控制在2摄氏度以内,要实现这一目标,碳排放量下降是严峻的挑战。欧美发达国家现在都已经开始实实在在地下降,而我国是大规模地发展城市,工业、经济都在大力发展,都需要更多能源来支持,而我国的能源又是以化学能源为主。要让二氧化碳减少,或许在2020年或者到2050年之前可以完全控制住。从这点看,给建筑留下的空间又非常少。根据前几年研究的中国能源问题,恐怕到未来,包括自产、进口,可以一次获得的能源量,也就是43亿吨标煤左右,应该控制在41吨标煤左右,这是不能超过的上限。根据国家的经济发展状况,工业还是占主导的地位,因此不能一下把工程砍下来,这样会导致经济出现大的问题。所以综合平衡的结果,未来中国建筑运行的总能耗大概也就是8亿-10亿吨标煤。但是,建筑总量每年不断上涨,给建筑节能造成的压力会越来越大。

目前我国的建筑业能耗为6.77亿吨标准煤,如果按人均算,能够按照10亿吨标煤建筑运行,将是现在美国建筑运行的1/7到1/8。在这么低的能耗状态下,能不能实现满足经济发展、社会发展、人民生活水平的提高和建筑使用的状况?这是决策部门必须正视的问题。

像重视规划一样重视建筑节能

江亿认为,必须从面对建筑业每年消耗8亿-10亿吨标准煤这个总量的实际出发,使规划适应于这个能耗限度,而不是相反。我国目前城乡建筑面积总量为450多亿平方米,总用能量6.77亿吨标煤。未来中国总的建筑规模量应该在600亿平方米左右,其中150亿是用来采暖,能耗还需要下降,就需要下大力量挖潜力。

农村现在由传统用柴改为用煤的数量增长非常快,考虑城市化率不断提升、农村的建筑规模不会再增长,应该好好地把方向转过来,着重使用可再生能源。随着规模增长、能耗增长,住宅能源消耗恐怕很难控制住,未来600亿平方米建筑总量,能维持在8.5亿吨标煤,满足整个国家的能源规划,不抢工业的能源,摆在建筑行业面前的大概就是这样的任务。

如何实现这样的建筑节能目标?首先面对的问题是中国到底该有多少房子。我国近几年每年建设量都在二十几亿平方米左右,但现在看总量到底是多少?人均建筑总量,不包括工厂,美国人均100平方米,丹麦是70平方米-80平方米,英国是60多平方米,但到亚洲,日本、韩国、新加坡、中国香港、中国台湾、都是在40平方米上下,跟欧洲、美国完全不一样。这是由于发展阶段不一样,这些亚洲国家和地区发展是外部资源被掠夺得差不多了,能源供应不是很紧缺的情况下发展的,所以走的是相对节约资源、节约能源这样一种比较新的模式。

中国目前城市农村大概平均人均的建筑面积在34平方米-35平方米,也就是说,如果未来按40平方米计算的话,再加上人口扩张,就达到了600亿平方米的规模。如果每年建10亿平方米,那是十几年的时间,到底未来中国该盖多少房子?人口数量达到15亿后会下降,如果出现大量的空置房会造成浪费资源、消耗资源,给城市带来一大堆后遗症,一旦房价崩盘,问题就严重了。像重视规划一样重视建筑总量,是建筑节能最具操作性的环节。

建筑节能方式和路径的选择

在建筑节能方面,美国在二战之后,单位建筑面积能耗跟中国现在差不多,经过短短几十年,单位建筑面积能源涨了一倍半。如果单位面积能耗仅是一个技术问题,这几十年无论是设备效率还是各种新型能源照明等都有突飞猛进发展,效率大大提高,可单位面积能源消耗量反而上涨。导致这个结果的原因主要是生活方式、建筑物的使用模式、建筑的理念有了巨大变化。美国大量1950年代能开的办公室、住宅窗户现在不能开了,全部靠机械控制,室内温度调节全靠能源消耗,一些观念和做法都在改变。中国现在经济发展速度,GDP增长速度都比美国当年要快得多,中国会不会重蹈他们的覆辙?中国的建筑量太大,而且还不断发展,而现在出台的能源、环境政策条件跟美国当初没法相比。所以面对这件事必须找一条不同的道路来走,而这里边核心的观念,就是要维持一些绿色生活方式,维持一种节能的建筑使用方式,维持一种人类给自己营造室内小空间的绿色理念,天人合一的理念。

具体分析,我国北方采暖的现状是采用锅炉或其他方式,输送过程中能源损失较大,室内有的过冷、有的过热,由于没调控好而导致屋内能耗的损失,能占到30%。建筑热需求是什么?房子保温好不好?拆小锅炉上大锅炉是解决该问题的一种方式;供热改革解决供热调控中的能源损耗;解决房屋结构问题抓保暖。三方面齐头并进,这应该成为我国建筑节能的重点。

地源热泵有效降低建筑能耗

再看长江流域,从上海到成都、重庆,这些地方温度比北方高一点,大多数是10摄氏度,现在绝大多数家庭建筑都是采取部分时间、部分空间的采暖方式,下班了开着空调,上班关上。一平方米建筑冬天用电量为6度- 8度的范围,折合标煤还不到3公斤——3公斤标煤能发9度电。而北方地区的采暖,现在节能做得好的平均是16.6公斤标煤,是这一地区的5倍还多。

自然温度不一样,供热模式也应有所不同。如果南方城市不用空调,也采用北方集中供暖方式,大概每平方米耗能就会达到10公斤标准煤以上,是现在消耗的三倍还多。因此,消费理念不同,就导致能耗总量大不相同。现在很多建筑取暖可以通过技术的创新解决,但绝不能都照着北方的那种集中供热模式走,否则就出问题。这方面的典型例证是,北京等一些城市住宅夏天基本采用家用空调调节室内温度,2006、2007两年的耗能数据为每平方米2度- 4度电,但同样在北京一些在夏季采用中央空调调节室内温度的住宅楼,每平方米耗电为20度,接近一般楼房耗能的10倍。因为中央空调是全时间、全空间,走廊、厕所任何地方都用,而单独使用普通空调的老百姓一般回家才开,离开的时候关,所以这一点差别,就造成建筑能源消耗量大不一样。

所以,规划管理的决策部门,不能从制度上逼着老百姓用高能耗方式运行,还是给他们自由选择的空间;然后再通过各种各样节能教育,让居民自觉选择、维持低能耗方式,这在中国住宅耗能管理中是非常重要的一项内容。目前中国住宅的能耗方式选择,和收入状况关系不太密切,主要是文化因素,不同文化素质聚集的人群能耗观念不一样。提高国民文化素质,在日常建筑节能中融入绿色文化理念、自然生态理念非常重要。

对于非住宅建筑能耗,以清华的建筑楼与英国一所大学办公楼比较,英国只有10%的建筑和清华的耗能相当,其他的都比清华的建筑耗能高得多。主要是通风方式导致的差别,清华的建筑主要以自然通风为主,而英国大学采用机械化风机送风。这就是“自然优先”与“机械优先”的差别。

建筑与自然完全隔绝开,通过纯机械的方式得到各种参数,此时再怎么下功夫搞节能,能耗也会大幅度上涨。所以建筑提供的服务和建筑能耗的关系不是线性关系,在室内条件不好时,通过能耗增加可以大幅度提高舒适度,但是到一定程度时,再做很少的改善都需要消耗巨大的能量。所以要“打住”,不能追求最先进、最舒适、最完美的室内环境,否则能耗就是最最高的,再通过技术节能也是极为艰难的事。

要实现节能目标,有节能潜力可挖的一个是北方采暖。北方供热的出路,要通过城市供热网连接热电联产和工业余热回收的热量,特别是工业中的冷却塔,排放了大量的热量,如果通过好的技术将这些余热回收导入城市供热网中,将能解决北方三分之一的供热,提高能源利用率。第二,新农村建设千万不能照着城市来,一定从农村的实际情况出发,以生物能源和可再生资源作为农村主要用能。第三,理性地发展城市建筑,坚持绿色生活模式和建筑使用方式,发展相应的节能技术,防止盲目地引进国外节能技术,防止大型公建、长江流域住宅出现大幅度用能增长。

 

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