世界能源形势究竟怎么样?怎样解决能源短缺问题?建筑业在整个节能中占有何等地位、采取何种措施、能做出多大贡献?这是下面要介绍的主要内容。
一、举世瞩目的世界能源形势
二十世纪以来,世界能源消耗的增长,远远超过了人口增长的速度。1900至1975年,全世界人口由15.71亿增加到40.45亿,增长1.5倍,而同一时期能源消耗由7.75亿吨增加到85.7亿吨标准燃料,增加10倍。由此可见,本世纪能源的消耗十分惊人,已造成世界能源的逐渐枯竭,以及各国能源供应的短缺状况。据1978年在土耳其召开的世界能源会议报导:世界化石燃料的经济可采储量约为7300亿吨(折合标准煤炭)。按现在的开采技术水平,煤只能用200午,石油30余年,天然气50年。常规能源很快会枯竭。
从能源形势归纳建筑节能问题
我国的能源形势怎样呢?从储量来看,煤、油、气、水力等常规能源资源很丰富;从开采量看,近年来已达6亿吨标煤,占世界第四位,而消费量也近6亿吨,占世界第三位。我国能源消费量的增长速度远远超过美俄等国,但每人平均能源消费量却很低,仅为0.6吨,美国是8.1吨,日本是3.6吨,比世界平均水平还低二倍。另一个差距是能源的有效利用率问题,我国的有效利用率仅占28%,而西欧国家为40%,美国为51%。由于利用率低的原因,我国消耗一吨能源所创造的国民经济生产总值为308美元,而美国是664美元,日本是1299美元。总的来说,我国的能源供求一直是相当紧张的,能源缺口很大。严重影响国民经济的迅速发展。
可见,整个世界的能源形势是很紧张的。但究竟怎样解决能源短缺问题呢?各国认为,根本的途径是开源节流。除增加能源生产和开发新能源以外,就目前来讲,节约能源是解决当前世界能源的首要任务。因为各国都不同程度地存在着能源浪费的现象,尤其是我国浪费更为严重。国外把节约下来的能源称为煤、石油、天然气、核能之外的第五种能源。可见节能的重要性。但是,在各行各业的节能中建筑节能占据什么地位呢?
二、建筑节能的重要性
谈建筑节能的重要性,首先要搞清楚建筑用能包括哪些范围。这个问题不搞清楚,就无从着手建筑节能工作。有些人往往把建筑用能局限于建筑业的建造用能,甚至更局限于施工用能。另外,由于建筑业是一个综合性的部门,它的大量用能(如生产各种工程、装修材料和设备器具的能耗)均被肢解于其他工业部门的能耗中,成为“无形”的耗能,致使建筑业被排入“小户”的用能之列,往往容易被人忽视。
什么算是建筑用能呢?国外认为,建筑的总的能源消费量,用公式表示为:
T = A + B + C + D – E
A :为构成建筑物的各种资材(工程材料、装修材料等)、设备(机器、器具等)的生产制造、加工、搬运等消费的能量,简称建筑生产用能;
B :为建筑物建设时资材、机器、器具的装配、安装等施工过程中消费的能量,筒称建筑施工用能;
C : 为建筑物日常使用过程中采暖、制冷、空调、照明、烹任、家用电器用能,以及维修管理用能,筒称建筑日常运转用能;
D :为建筑物因老化陈朽需拆除所耗能量,筒称为建筑解体用能;
E :为建筑物拆除后,资材、机器设备的再利用,对生产用能来说,起到节能的效用.
如果把建筑物的使用年限称为L,则在使用年限内建筑物每年的总耗能可列为:
T'= ( A + B + C + D – E ) / L
筒单说,建筑的总能耗应包括生产用能、施工用能、日常用能和拆除用能等方面。在这些能耗中,以日常用能(C)最大,生产用能(A)次之,施工用能(B)位三,拆除用能(D)最小。但彼此之间耗能比例又如何呢?由于建筑物的规模标准、设备条件、使用年限不同而差别很大,所以很难提出精确的、绝对的定量值,但可举几例说明大致的能耗比例关系。
美国对芝加哥的一幢三层38000平米的钢结构公共建筑物作了能耗分析,结果是生产耗能为4.24年的日常运转耗能量;施工耗能为1.86年的日常运转耗能量。总建造用能(A + B ) 为6.12年的日常运转耗能量。如果这幢楼房的使用年限是60年,则建造耗能量将占整个建筑物耗能量的十分之一。英国对使用年限是为60年的典型砖结构公寓作了能耗分析:不做保温隔热时,建筑耗能量为5.1年的日常运转耗能量;做保温隔热时,建造耗能量为7.4年的日常耗能量。瑞典对一栋使用年限为40年的居住建筑作了能耗分析:生产耗能量约占总耗能量的4%,施工耗能量占2.5%,而建筑物的日常耗能量则高达93.5%。
由上述诸例可见,建造耗能量与日常耗能量之比,约在1:9或2:8左右(仅为参考性的分析)。所以,各国把建筑节能的重点,放在建筑物日常运转耗能上面。
那末,建筑能源的消费量究竟有多少,它占一个国家总能源消费量的比例有多大呢?我们通过欧美十二国1975年的统计(这些国家的能源消费量约占全世界一半以上)可以看到,民生耗能量约占总耗能量的1/3左右。所谓民生耗能量,主要指各类建筑物(住宅与公共建筑物等)的日常使用耗能量。在民生耗能量中,采暖耗能量最大。根据欧美十国综合统计,每套住宅建筑面积平均为109平米,平均年耗能量折标准煤4吨,其中采暖、空调占65%,供热水占15%,照明、电视占14%,烹饪、洗衣占6%。按此计算,采暖空调每平米年耗能折标准煤23.8公斤。可见采暖是民生节能重点。
如前所述,建筑的总用能不仅包括建筑物的日常用能(即民生用能),还包括其他方面的用能。也就是说,工业、运输的用能中,建筑用能也占有一定的数量。据日本1978年报导:日本建筑业的施工耗能量仅占日本总耗能量的1%。但是,占总耗能量20%的钢铁工业中,有20%的钢材用于建筑业;占总耗能量4%的水泥工业中,有一半以上用于建筑业;占总耗能量12%的运输业中,也有相当比例用于建筑业。考虑这些耗能量,估计日本建筑业的建造耗能量(A + B + D)约占全国总耗能量的10%。如果再加上20%的民生耗能量,则建筑物每年的直接耗能约为全国耗能量的30%。而欧美国家的比例数更高。
我国的建筑能源消费量还缺乏系统的统计数据。据1978年统计资料,我国民生耗能量约占总耗能量的17.66%,低于欧美国家,而且主要能耗是生活用煤(采暖和厨房炊事等),与先进国家的煤气化、电气化的日常用能相比,差距很大。但是,我国的耗能指标并不比国外低,如我国北京地区住宅每平米每年4个月采暖耗能折标准煤18--20公斤(欧美采暖空调每年耗能23.8公斤);我国非采暖住宅,每户每年用小煤炉做饭,耗煤在400公斤以上,而北美西欧每户厨房年耗能量相当于240公斤标准煤。可见我国能源利用率之低。究竟我国建筑物耗能占全国总耗能的比例多大,有人估计不低于1/4,我认为也差不多这个数字。
纵观国内外建筑消费能源的状况,可以认为,在能源消费的绝对比例值上,建筑的总耗能量大于任何部门的耗能量,而且随着生活水平的不断提高,它的耗能比例有增无减。因此,在当前能源紧张的形势下,各国都普遍重视建筑节能工作,对建筑工作者赋予了做好节能工作的重任,制定了一系列建筑节能政策,采取了多种建筑节能技术措施。
三、各国建筑节能的政策措施
由于各国能源的消费状况和水平不同,各国制定的节能政策的出发点也各不相同。美国的民生耗能率高达消耗量的1/3,绝大部分是消费在建筑物上。可是,美国长期以来建筑物本身的设计和设备系统设计,根本不考虑节能问题,致使建筑物在使用中造成很大浪费。所以美国非常重视建筑物的节能。鉴于这种情况,美国的节能政策是:从国家的立场出发,限制全民能源消费量,对各类建筑物提出强制性的耗能标准,以取得节能效果。日本是另一个典型,民生耗能量仅占总耗能量的1/5,居住环境条件低于欧美国家。因此,它所制定的节能政策是:以较少的能量消耗获取舒适的居住环境条件。也就是说,既要节能,又要不断提高人民的居住环境水平。主张在消耗能源的阶段防止能源的浪费,并采取措施尽可能有效地使用能源,而并不是采取定量分配制那种把耗能量控制在一定范围内的限制性的措施。这种制定节能政策的观点正好与美国相反。我认为,它对我国制定节能政策很有参考意义。因为,从我国经济条件出发,在今后一段时间内,提高建筑居住环境标准的可能性不大,但是,象过去那种一搞增产节约运动,就降低房屋质量标准的做法,应引以为戒。我国建筑节能的基本途径,应当是提高能源利用效率,减少能源损失,在不增加或少增加投资的情况下,改善人民的居住环境条件。 尽管各国制定节能政策的出发点不同,但采取的节能政策措施大致可归纳为以下几个共同点,对我国颇有参考价值。
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