书城科普低碳建筑:绿色城市的守望
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第12章 能源“末路”下的低碳建筑(2)

鉴于建筑能耗在国家总能耗中所占的份额甚大,建筑节能理应受到世界各国的普遍重视。近几十年来,尤其是在一些工业发达国家,结合现代高新科技应用,陆续研发推出一大批新的实用建筑节能技术。为有助于推进建筑节能,各国还十分重视对建筑节能标准化的研究。目前,世界上至少有60多个国家和地区有用于新建筑的强制性节能标准;在美国,有40个州制定了本州的公共建筑节能标准,其中有6个经济发达的州(如纽约州和加利福尼亚州等)的建筑节能标准比国家标准更为严格。

近十年来,我国的建筑节能工作尽管也取得了不少成绩,但与国外发达国家相比,仍然存在很大差距,这些差距主要表现在。

1.到处套用大面积玻璃幕墙几乎成为国内建筑界流行的立面设计手法,由此加大了空调负荷和环境光污染。

2.我国建筑保温状况比发达国家差很多。发达国家普遍采用高效保温材料复合的墙体和屋面,以及密封性能很好的多层窗,而我国建筑外围护结构保温隔热性能很差。外墙、外窗漏风严重。因此,从我国建筑的单位能耗来看,外墙为发达国家的4~5倍,屋顶为2.5~5.5倍,外窗为1.5~2.2倍,门窗气密性为3~6倍。

3.为迁就业主求快的心理,设计人员习惯于套用负荷指标进行估算,从而导致设备选配过于保守。在调查中发现,某些大楼的空调装机容量即使在最热天也只用到1/2左右。

4.某些房屋开发商出于短期行为,认为建筑节能受益的是购房户。今后建筑能耗费用终究要分摊给住户,不愿意为不能立即见效的节能措施多花一分钱,也不愿意采用国外成熟的节能技术。

5.能源生产和能源建设的增长可以作为决策者为官一任的政绩,因此造成能源建设一手硬,节能和保护环境一手软的现象。

由于上述诸多问题的存在,使我国住宅建筑采暖能耗高达气候相似发达国家的3倍左右。在其他各类建筑中,耗能情况同样不容乐观,由此造成这样一种怪现象:一方面能源非常紧缺,另一方面建筑用能又十分浪费。

四、我国建筑节能标准

近年来,我国能源需求增长的速度已经大于能源生产增长的速度,能源供需矛盾日益尖锐,成为制约我国经济发展的重要因素。建筑节能对于缓解能源供需矛盾,保障国家经济安全,改善人民生活和工作条件,减轻环境污染,促进经济持续发展都是一项最直接、最廉价的根本措施。因此,我国政府越来越重视建筑节能工作的开展。

我国住宅建筑曾长期处于围护结构保温性能差、采暖设备热效率低、单位面积能耗极高、建筑用能浪费严重的状态,因而成为国内建筑节能关注的重点。为了进一步降低采暖能耗,1995年12月建设部发布了第二阶段《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26—95)(以下简称新《标准》),其中要求从1996年7月1日起,将采暖能耗从当地1980年到1981年住宅通用设计的基础上节能50%。其后国家还制定了建筑节能“九五”计划和2010年规划,组织制定了《建筑节能技术政策》。建设部立项的《空调通风系统运行管理规范》日前已经通过了专家评审,即将颁布正式实施。该规范建议:夏季室内温度不得低于25℃,大堂、过厅与室外的温差则应控制在10℃以内。

公共建筑用能强度大,能量浪费也十分严重,因而成为建筑节能关注的另一重要领域。公共建筑包括商业建筑、办公建筑、科教文卫建筑、邮电建筑、通信建筑、广播电视建筑以及交通建筑用房等。我国大型公共建筑的单位面积能耗大约是普通住宅的10倍左右,节能潜力很大,其力度直接影响我国建筑节能整体目标的实现。

我国首部公共建筑节能设计的综合性国家标准——《公共建筑节能设计标准》已于2005年7月1日起正式实施。这部标准的发布实施,标志着我国节能工作在公共建筑领域的全面铺开。在这本80多页的节能设计标准中,对公共建筑空气调节系统的一些设计参数确定作出明确规定,例如确定室内计算参数时,一般房间规定冬季温度为20℃,夏季为25℃;而大堂、过厅冬季温度18℃,夏季室内外温差不大于10℃。按照这样的参数设计,商场、写字楼冬热夏冷的高能耗情景将会大为减少。

此次发布的《公共建筑节能设计标准》适用于新建、扩建和改建的公共建筑节能设计。该标准旨在通过改善建筑围护结构保温、隔热性能,提高供暖、通风、空调设备、系统的能效比,采取增进照明设备效率等措施,在保证相同的室内热环境舒适参数条件下,与21世纪80年代初设计建成的公共建筑相比,使公共建筑的全年供暖、通风、空调和照明总能耗减少50%。

据了解,全国每年新建公共建筑3亿平方米。如果按每平方米建筑面积节能50%左右,1m2公共建筑每年节约30kg标准煤,每年节能就达900万吨标准煤。目前,全国公共建筑面积约为5亿到6亿平方米。如果按节能50%的标准进行改造,总的节能潜力约为1.35亿吨标准煤。对于能源越来越匮乏的我国而言,这一总量弥足珍贵。

制定标准只是手段,最终的目的是要通过加强监管,严格实施节能标准,使标准中规定的建筑节能的基本技术要求得到落实。为此,国家的有关法律、行政法规均有明确要求。例如,我国《能源法》就作出了这样的规定:固定资产投资工程项目的设计和建设,应当遵守合理用能标准和节能设计规范。达不到合理用能标准和节能设计规范要求的项目,审批机关依法不得批准建设;项目建成后,达不到合理用能标准和节能设计规范要求的,不予验收。但从1996年以来,我国新建居住建筑严格执行或达到节能标准要求的尚不足20%。这种情况表明,在我国近一步加强建筑节能标准的实施与监管,其任务还是艰巨而迫切的。

五、国外建筑节能的法规

发达国家的建筑节能政策对其建筑节能的推动作用是十分巨大的。现在,我们以建筑能效指令EPBD2002/91/EC(以下简称EPBD)为例来介绍建筑节能法规对建筑节能的影响。EPBD是目前欧盟最重要的和框架性的建筑节能政策文件。EPBD在2003年1月已经正式成为欧盟的强制性法律文件,并要求欧盟各成员在2006年1月前将该文件结合本国的具体情况过渡到各成员的国家强制性文件。自EPBD生效以来,欧盟各成员国纷纷结合本国具体情况并按照EPBD的要求制定和执行相应的建筑节能措施。可以说EPBD是目前对欧洲各国建筑节能政策影响最大的法令之一,并且这种影响还将持续。

如前所述,欧盟成员的建筑能耗已经超过其总能耗40%。在总建筑能耗中,居住建筑能耗占2/3,商业建筑能耗占1/3。居住建筑能耗中供暖空调和热水供应的能耗占居住建筑总能耗的70%左右。在商业建筑中供暖空调和热水供应的能耗大约占50%。有关资料显示,执行EPBD后,欧盟国家在2006年至2010年间每年将减少CO2排放量3.5亿~4.5亿吨,这将是建筑节能对减少全球气候变暖的重要贡献。按照《京都议定书》的要求,欧盟国家必须在1990年温室气体排放水平的基础上减少8%的温室气体排放,即到2010年,欧盟国家必须减少CO2的排放量33.6亿吨。另外,除了EPBD之外,欧盟委会还颁布了一些关于家用电器设施如家用电冰箱、洗衣机、衣服烘干机、家用空调器等方面的节能政策法规。

EPBD的主要内容

EPBD主要内容包括以下5个方面内容:确定建筑能耗计算方法;规定建筑最小能耗要求;颁布建筑能效证书;建立锅炉和空调系统的定期检查制度;建立独立专家制度。以下分别介绍这5个方面的具体内容。

1.确定建筑能耗计算方法。

按照EPBD的要求,各成员国应确定国家或地区的建筑能耗计算方法,计算方法必须考虑到以下因素:

(1)建筑物的外围护结构和室内建筑结构部分的热工性能以及建筑物的气密性;

(2)供暖、热水供应、通风及空调系统本身及其保温情况;

(3)建筑采光系统(特别是大型公共建筑);

(4)建筑物所在位置、朝向及室外气象条件;

(5)自然通风情况;

(6)室内气候条件,包括各种室内气候设计参数;

(7)被动太阳能使用系统及遮阳措施使用情况。

另外,如果太阳能系统以及其他可再生能源、热电联产系统、集中供暖/制冷系统以及自然采光等措施应用于建筑物中,计算方法中应考虑到这些技术的使用对减少建筑能耗的作用。为了得到准确的建筑能耗数据,宜将建筑进行分类,如单户建筑(只提供给一个家庭使用的建筑)、公寓式建筑、办公建筑、学校、医院、旅馆和饭店、体育相关建筑等。

2.规定建筑最小能耗要求。

EPBD规定各成员国政府应当采取措施保证达到建筑最小能耗要求,规定建筑最小能耗要求是基于建筑能耗计算方法进行的,应区别对待新建建筑和既有建筑。各种类型建筑的建筑最小能耗要求要分别考虑。规定建筑最小能耗要避免通风不足,不能影响建筑的使用功能。建筑最小能耗值要定期变动,变动的时间间隔小于5年。建筑最小能耗要能反映出建筑节能技术的进步。对于某些特殊建筑,如历史建筑和纪念性建筑、预计使用时间小于2年的工业及农业建筑、预计使用时间小于4个月的居住建筑、使用面积小于50m2的建筑等,各成员国政府可不作建筑最小能耗要求。当对建筑面积大于1000m2的大型既有建筑进行改造时,在技术经济许可的条件下,各国政府财应尽量规定建筑最小能耗要求。建筑最小能耗要求可以针对整个改造建筑,也可以只针对被改造的某个系统。

3.建立建筑能耗证书制度。

按照EPBD的规定,各成员国要保证建筑物在建设、出售及租赁过程中,都应持有有效的建筑能耗证书,而且应保证开发部门、业主、购买者和租赁户各方都能使用建筑能耗证书,证书的有效期不应超过10年。

为了使消费者能比较和评价建筑物的能耗情况,建筑能耗证书必须包括相关标准的推荐值和实际值,以及当前适用的建筑节能标准和法规等,并向用户提出一些合理的减少建筑能耗的建议。

对于那些建筑面积超过1000m2,建筑年限在10年内的公共建筑,各成员国政府应采取措施将这些建筑作为建筑节能的样板,要向公众公布这些建筑的能耗数据。公布的信息包括合理的室内温度范围和实际的室内温度值。可能的话,还可以公布当地气象参数等。

4.建立锅炉和空调系统的定期检查制度。

按照EPBD的规定,为了降低建筑能耗,各成员国应该建立定期锅炉和空调系统检查制度。定期检查的内容包括:对于使用不可再生固体燃料、容量在20~100kW的锅炉,应进行定期检查,但是EPBD没有规定定期检查的时间间隔;对于容量大于100kW的锅炉,定期检查的时间间隔不能超过2年;对于燃气锅炉,可不超过4年;对于使用年限已经超过15年并且锅炉容量超过20kW的供暖系统,应对其进行一次性检查。检查内容应包括锅炉的效率、锅炉的实际产热量,并将锅炉的产热量与建筑物的热负荷进行比较,得出它们是否匹配的结论。专家还应向用户提出合理的建议,比如是否需要更换锅炉或供热系统,以及其他一些相应减少建筑能耗的措施等。定期检查制度适用于容量大于12kW的空调系统。

5.建立独立专家制度。

EPBD还规定各成员国应当保证,不管是建筑能耗证书、建筑最小能耗要求、锅炉和空调系统的定期检查以及提供建议等都应当由相对独立的专家和有一定资质的专业人员操作和执行,以达到公平、公正的目的。

EPBD对欧洲国家建筑节能的影响

目前,欧盟各成员国的建筑节能措施基本上都在EPBD的框架下进行。如果成员国缺乏合适的专家而不能在2006年1月前完全执行EPBD的话,可向欧盟委员会说明情况。在欧盟委员会的许可下,可推迟3年执行EPBD中的某些部分。这些部分包括:建立建筑能耗证书制度以及锅炉和空调系统的定期检查制度,申请延期执行的成员国需要向欧盟委员会提交推迟执行的理由和EPBD的延期执行时间表。自EPBD生效以来,欧盟各成员国纷纷根据EPBD的要求制定或改进各自的建筑节能政策法规,并采取相应的措施保证其执行。按目前情况看,丹麦、德国、英国和法国等国家的建筑节能走在欧洲乃至世界的前列。尤其是北欧地区,有关资料表明,虽然北欧属于寒冷地区,但是,北欧地区1991年至2002年期间建筑的平均能耗低于中欧温和地区和南部温暖地区同时期的建筑平均能耗。有关资料认为,欧盟的EPBD就是在丹麦的建筑节能政策基础上建立起来的。

1.从建筑能耗计算方法来看EPBD对欧盟成员的建筑节能政策影响。