试论建筑节能的科学发展观

如图1所示，我国生活能耗约占总能耗的10%。其中电力消费增长速度超过了经济增长速度。2004年到2005年，生活电力消费弹性系数达到1.36。生活能耗中包括了住宅建筑能耗，呈现出一种刚性增长趋势。
根据研究，如果我国经济结构和技术水平保持不变，能源消费弹性系数为1，则到2020年我国总能耗将突破60亿吨，到2010年即突破30亿吨[7]。而30亿吨标煤是我国能源供应能力的极限。
作为发展中国家，我国在2012年前不承担减排义务，但面临的压力会越来越大。目前我国二氧化碳排放总量已居世界第二。最近，国际上对中国二氧化碳排放总量可能超过美国的预测时间表一再提前，意在在2012年京都议定书的第二阶段减排目标中让中国承担减排义务。而一旦我国承担减排义务，面对的国际环保压力是很大的

因此，我们开展建筑节能，并不是我们的建筑能耗已经有多高了、我们的生活能源消费已经有多奢侈了，而是在一个很低的起点上，去控制建筑能耗的增长速度（弹性系数小于1），为居住者提供更高效率的工作环境和更舒适更健康的居住环境。

参考文献
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[12] Edelgard Gruber，Behaviour and Energy Consumption in the Residential Sector in Germany

5 结论
解决我国能源紧缺问题的关键，是经济结构的调整。而优先发展现代服务业和现代制造业的最直接的后果，将是建筑空间和建筑能耗的需求增加。现代服务业和现代制造业，将以前传统工业的工艺能耗转变为环境能耗，即建筑能耗。而现代服务业和现代制造业的发展，又会提高从业者的收入，造就新的中产阶层，进而提高对居住环境质量的需求。建筑能耗，尤其是住宅能耗，说到底是一种消费。建筑能耗（实耗值）的增加，以及建筑能耗在总能耗中比例的提高，说明我国的经济结构比较合理了，也说明人民生活有了较大提高
但在另一方面，我国资源紧缺、环境承载达到极限。不断增长的提高生活质量和改善室内环境品质的需求，是对我们的巨大挑战。

4.3 节能目标的“均一化”
全国各地的建筑节能目标，都设定为“节能50%”，并且已经成为建筑节能的一个标志进入各级政府的文件之中。

所谓节能50%，是以20世纪80年代改革开放初期建造的建筑的能耗强度作为比较的基础，这种建筑称为基准建筑（baseline）。基准建筑的围护结构、暖通空调设备及系统、照明设备的参数，都按当时情况选取。在保持与目前标准约定的室内环境参数的条件下，计算基准建筑每m2建筑面积全年的暖通空调和照明能耗量，将它作为100%，再将基准建筑按节能设计标准的规定进行参数调整，即围护结构、暖通空调、照明参数均按节能设计标准的规定设定，计算其全年的暖通空调和照明能耗，应该相当于50%。这就是“节能50%”的内涵。

这种方法对于有集中供暖的建筑是有实质意义的。例如，北京在执行节能标准之前住宅平均采暖能耗大约25kgce/m2a，执行节能标准之后应该达到12.5kgce/m2a。而对非采暖地区的住宅和有空调的公共建筑（不分地区），节能50%是制订节能设计标准时的计算基准，是一个虚拟值，不能理解为当前的能耗值。例如，根据夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准，上海住宅建筑仅采暖和空调的虚拟耗电量为56kWh/m2a， 它只用来确定围护结构热工参数，不表示实际允许的耗能量。

因此，笔者建议，国内不同气候区应设定不同的建筑节能目标。对于节能潜力最大的采暖住宅建筑，理所当然地应承担最大的节能份额，执行节能50%进而执行节能65%的标准。而对夏热冬冷和夏热冬暖地区的建筑节能目标应设定为控制建筑能耗的弹性系数，即一个地区建筑能耗的增长率与建筑面积的增长率之比应小于1。对不同地区建筑节能采取差别化管理
4.4 节能管理的“行政化”
我国《建筑节能管理条例》中指出，建筑节能的市场主体是“建设单位、设计单位、施工单位、监理单位及其他与建筑节能有关的单位和个人”。但现实情况是，最关心建筑节能的是政府有关部门；最热心建筑节能的是专家学者。正如本文第2节所论述，在建筑节能标准中作为强制性条款的各种节能技术措施其实都是降低负荷的措施，而能耗的大小很大程度上与气象因素、人的行为因素以及用能系统的调节性能有关，建筑节能的投入并不一定能有相应的产出。经常会出现做过节能改造的建筑反而比改造前能耗更高的情况。所以，现在的情况是，最终应该得益的购房者和用户反而最不关心建筑节能。多数用户认为反正用能设备的使用时间不长，因此更愿意买便宜的产品。而多数发展商认为，既然建筑节能最终得益的是购房者和最终用户，他们就不愿意加大投入采取建筑节能措施，除非能得到某种能让他们获取额外利润的名誉或称号
在这种社会心态下，建筑节能都要等政府来“埋单”。各地政府都投入大量资金建设节能示范工程。因为是“示范”，往往不计成本；因为是“示范”，所有技术似乎都要达到“国际先进水平”和“国内领先水平”。示范建筑建成了，没有人做长期跟踪测试和研究，更没有人去研究某项技术到底是不是适合于本地、是不是适合于大范围推广。
其实政府要做的事情主要是理顺市场、协调各种关系。比如在我国东部城市，由于日照时间短，应用光伏电池没有任何经济效益。尽管我国《可再生能源法》规定“国家鼓励和支持可再生能源并网发电”，电网企业“全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量，并为可再生能源发电提供上网服务”。但实际情况下除了大规模风电外，光伏发电只能“并网”而不能“上网”，更谈不上收购。这对建筑采用光伏电系统带来极大的限制，使建筑光伏系统（BIPV）实际成了“赔钱赚吆喝”的系统。政府有关部门应该在《我国可再生能源法》的基础上协调这一关系。以德国为例，光伏电池价格在3～5千欧元/kW范围内（这个价格与中国差不多）。居民安装光伏系统，电网公司可以以0.49欧元/kWh的价格收购其所发电力。这一价格远高于居民的用电价格（0.18～0.19欧元/kWh）。政府担保这一收购价5年不变。在一个日照时间2000小时以上的地区，5年内可以收回投资。由于有这样的政策，使得在德国发展BIPV成为有利可图的投资事业，居民在获益的同时也帮助国家缓解了节能和温室气体减排的压力。
再如，电力部门作为需求侧管理的重要内容积极推广蓄冰空调技术。因为蓄冰空调利用低谷电力，提高了发电厂的夜间负荷率，有利于电厂节能和减排。但因为制冰时制冷机能效比降低，多耗电力，因此在建筑节能领域蓄冰空调技术并不被认可。日本为解决这一矛盾采用温室气体减排指标来衡量，尽管多耗了电力，但减少了排放量，在总体上还是被当作一项节能技术。这些，都需要政府通过标准、法规来协调。
我国是社会主义国家，能源供应部门都是大型国企，政府部门之间、能源企业之间、政府和能源企业与终端用户之间的矛盾，应该比发达国家更容易协调。只有通过市场手段、税收调节和法制规范，才能激发用户和终端消费者开展建筑节能的内在动力。而如果没有用户的参与、如果节能只是用户（现在是政府）掏钱而确保能源企业的高额利润，那么建筑节能只能永远停留在“示范”水平，是不可能收到实效的。

根据调查，上海2004年居民家庭平均能源费开支约为1854元人民币，占当年上海人均可支配收入的11.1%。而美国2001年家庭平均能源费开支为1493美元，只占人均可支配收入的5.3%。因此，对于上海一些中低收入家庭来说，冬季采暖确实成了一种奢侈，尽管上海冬季要比许多高纬度的国外城市冷得多（见表5）。在上海某中低收入家庭集中的住宅小区调查发现，有超过半数的家庭（51.8%）冬季基本不使用空调，有36.2%的家庭在感觉很冷的时候才开空调。该小区户均年用电量为1862.2kWh，比前述1万户家庭的平均用电量还要低11%。在这种用能方式下，我国夏热冬冷地区住宅的冬季室内热环境是很差的。在长沙的一项调研表明，在100户家庭中，实测白天的平均室温为8.9℃，绝大部分住户早中晚的室内温度均低于10℃，只有个别住户的室内温度保持在11～17℃范围[6]。

在另一方面，我国南方地区夏季的相对湿度要高于同纬度的欧洲城市。特别在霉雨季节，气温不到30℃，相对湿度却终日保持在90%以上。如我国香港地区，即使到了12月，白天气温上升到20℃以上或湿度过大时，开启空调供冷的情况也是屡见不鲜的。按照美国ASHRAE标准，室内如果维持相对湿度在70%以上连续24小时，该建筑就要被定义为“病态建筑（sick building）”。但在我国内地住宅建筑中，现在还没有条件顾及除湿问题。多数家庭每年都会有一段时间生活在病态建筑之中。

有一种说法，我们的建筑室内环境不应该去同美国比。的确，现在有不少人将美国生活方式作为小康生活的参照物。例如，美国有68.9%的家庭住在独立式住宅（我们把它叫做别墅）里，我国也有人积极鼓吹发展“低密度住宅”，认为低密度住宅是最“生态”的；再如，美国有89%的家庭有汽车，而其中62%的家庭拥有两辆以上的汽车，我国也一度在各城市之间攀比家庭轿车普及率、在城市规划中贯彻“轿车优先”原则。这些，都是不可持续的，决不是我们的小康目标。但室内热环境，尤其是冬季室内温度，是保证人们“温饱”的基本生存条件。已故的Fanger教授在热舒适研究中也声称热舒适指标对不同种族、不同年龄的人群都是适用的。也就是说，室内热环境对发达国家和对发展中国家并没有双重标准。因此，我们不能把现在条件下我国夏热冬冷地区和夏热冬暖地区的建筑能耗以及这些地区人们现在的用能方式当作节能的基准或节能的标准模式；我们也不能说中国住宅的室内热环境理所当然地应该比美国住宅的热舒适标准低；更不能把现在的能耗量当作今后的能耗限额。建筑节能必须坚持以人为本，我们的住宅建筑节能目标是要提高能源利用效率，用比美国家庭少得多的能耗，创造与美国家庭相同的健康、舒适的室内环境，满足人们日益提高的生活质量标准。因此，我们现在开展建筑节能，并不是我们的实际建筑能耗已经到了多么惊人的程度、已经是发达国家的多少倍，而是未雨绸缪，争取在未来避免走美国式的发展道路，是在为人类做贡献。在建筑领域，“中国能源威胁论”是完全站不住脚的。

4 建筑节能要注重实效
自中央提出坚持科学发展观、建设节约型社会、发展循环经济、走可持续发展道路以来，建筑节能得到方方面面的重视。但也有一些现象值得注意：
4.1 节能技术的“标签化”
什么是建筑节能的关键？是建筑师、工程师的精心设计。但现在有一种倾向，把地源热泵技术、太阳能利用技术当作建筑节能的“标志性”技术、当作节能标签。用这两项技术就是节能建筑、不用就是不节能。尽管我国已经有了《可再生能源法》，但在多数东部沿海地区，目前光伏发电还不能上网，光伏电池的价格还无法通过其寿命周期内的发电量来回收。因此，除了个别示范建筑、试验建筑外，还不适于大规模推广。太阳能热利用系统和地源热泵系统，还难于在高密度建筑群中大面积推广。建筑节能技术有很强的地域性和气候适应性特点，没有所谓全国全世界都适用的技术，更没有一用某种技术就灵的绝对的节能建筑，只有通过精心设计才能实现的相对的建筑节能。当前更令人担心的是：大批地源热泵系统都没有做过冬夏吸放热的平衡分析，在3～5年后会不会有一些系统制不出冷或制不出热来？
4.2 节能效果的“数字化”
很多节能技术也确实有效，但推广者们往往把这些效果无限放大。例如，某项技术在某一特定工况下可以节能百分之几，于是把在该工况下计算得出的节约的电力去乘上全年运行时间，再乘上全国的台数……，好家伙，几百万吨标准煤就这么轻而易举地节约下来了。如果这种“数字化”只是个别的商业行为还没有什么关系，怕就怕某些决策者头脑发热，用“大跃进”方式和行政干预的方式推广某一项技术，把一项局部的技术和算出来的节能数字当作政绩工程，最终1度电、1kg煤也省不下来，甚至可能产生某些负面影响
一项节能技术是否值得推广，还是交由专家、交由市场来判断。任何时候，在技术上都要允许不同意见的存在，千万不能用行政命令、下红头文件、搞“大跃进”。更要切忌在政策上的“此一时彼一时”，即此时鼓励提倡的技术，到彼时又成了限制使用的技术；反之亦然。

同样出自日本省能中心的调研，日本旅馆建筑单位面积平均年一次能耗为2772 MJ/m2a。日本的办公楼和旅馆的平均能耗均远高于上海的相应的建筑能耗。
2002年天津大学和日本神户大学共同完成的调研[2]、2006年武汉科技大学完成的调研[3]、2005年湖南大学完成的调研[4]，以及2005年浙江工商大学完成的调研[5]也可以得到同样的结论。
笔者同一些日本学者探讨过这个问题。得到的答案是，第一，无论是全年还是一天之内，日本公共建筑的空调采暖使用时间都要长于中国。第二，日本公共建筑中的新风量有《大楼管理法》的法律保证，而我国公共建筑中的新风量除了在03年SARS期间以外基本都不能达到设计规范的要求。

而在另一方面，根据在上海某超高层建筑的调研，该建筑近30万平米，功能为高档办公楼和超五星级酒店。2004年其单位面积平均年一次能耗为1984 MJ/m2a。基本接近日本7万平米以上办公楼的能耗水平。但该大楼有近一半面积是旅馆。计算空调系统的CEC（能耗系数）表明，该大楼的CEC仅为1.46，小于日本节能标准中的空调CEC值（办公楼1.5，酒店2.5）。

该大楼完全按国际标准管理，室内环境绝不逊色于任何日本建筑。该大楼的最大特点是重视能源管理，从建成后不久就开始进行节能改造，每年都会投入数百万资金进行局部系统的改造。

以上说明，我们大多数公共建筑是在提供的服务比较差以及牺牲室内环境品质的条件下实现的低能耗。尤其是保证居住者健康的新风量没有得到保证。我们不能在SARS流行时不切实际地要求公共建筑空调统统全新风运行，而现在讲节能又尽量减少甚至不供应新风。另一方面，上海某超高层建筑的经验表明，中国人完全有能力管理好现代化大楼，通过持续的调试（Continued Commissioning）和节能管理，完全可以在保证与日本大楼相同的室内环境的前提下，实现比日本更好的节能业绩。建筑能源管理是一门学问，而且是需要投入的，包括人力资源的投入和财力的投入。

在居住建筑方面，我国的经济发展水平还很低，居民的可支配收入与电费相比还比较低。2003年，美国的全国人均可支配收入为28180美元；而2005年，上海的人均可支配收入为18645元人民币。按03年汇率计算，美国人的可支配收入约为上海人的12.5倍。上海的住宅电价为0.61元/kWh，相当于7.6美分；而2004年美国的居民用电平均电价为8.6美分/kWh，只比上海高13%。所以，尽管上海以18℃为基准的采暖和供冷度日数分别为1691和2073，空调普及率达到96.8%，远超过2001年美国全国的空调普及率（75.5%），也超过美国供冷度日数在2000以上和采暖度日数在4000以下地区的空调普及率（90%），但美国2001年每个家庭平均耗电量为10656kWh，而供冷度日数在2000以上和采暖度日数在4000以下地区的美国家庭平均空调耗电量更高达4058kWh。2004年上海在1万户家庭中调查的平均总耗电量为2081kWh，只有美国家庭耗电量的五分之一。上海家庭的空调耗电量占总量的31%，即仅为645kWh，只有美国相近气候区空调耗电量的六分之一。而且，美国家庭一般都有独立的采暖系统，空调设备仅用于夏季供冷。每个家庭平均采暖能耗量为41GJ，即使是供冷度日数在2000以上和采暖度日数在4000以下地区的家庭平均采暖能耗量也有20GJ。而上海的住宅空调都是热泵型的，其能耗中既包括供冷也包括供热。