中外建筑节能现状及比较研究

2020-01-06郑旭

四川建材 2020年9期

郑旭

(长江大学城市建设学院，湖北荆州 434023)

0 前言

世界能源消耗现在已经成为各国日益关注的焦点，在能源消耗总量日益增涨的总体需求下，如何解决由能源消耗增长引起的二氧化碳排放量的增加，成为各国研究的重点。几十年以来的研究和实践表明，建筑节能是目前最有效的提高能源利用率，减少碳排放的有效途径之一。

1 研究背景及必要性

近年来，随着我国消费水平逐步升级，我国能源消耗量日趋提高，并由此造成的环境污染问题加重。根据我国2016年建筑能耗数据显示，建筑能源消费总量转换成标准煤约为8.99亿t标准煤，占全国能源消费总量的20.6%；其中建筑碳排放总量占全国能源碳排放量的19.0%，二氧化碳排放达到19.6亿t[1]。预计到2040年，世界总产值将增加一倍，其中2/3的增长将由印度、我国以及其他亚洲国家贡献，并且整个能源消费增长的75%将由工业和建筑能源消费所占有。所以目前的能源消耗水平和增长情况与巴黎气候协议的根本目标背道而驰。世界各国也因此形成了一个世界性的难题：在能源需求不断增长的前提下，如何减少碳排放。世界各国的专家和学者经过长时间的研究和实践证明，建筑节能是实现这一目标的最直接有效、最具有潜力的方式之一，为这一目标的实现提供了可能[2]。自2012年以来，全国建筑碳排放增速下降74%,城镇居住建筑碳排放强度下降20%，公共建筑碳排放强度下降13.5%，单位建筑能耗碳排放下降了9.5%，由于建筑碳排放因子和能耗强度下降实现二氧化碳排放量合计减少了2.41亿 t[1]。正是因为建筑节能在减少碳排放方面所占据的重要地位，包括我国在内的众多国家始终不断推行相关政策，大力推广节能建筑。

2 建筑节能现状

2.1 我国建筑节能现状

从19世纪80年代，我国就逐步开始建筑节能，与西方发达国家相比，我国建筑节能发展较晚。经过多年的发展，我国的建筑节能范围已经包含了民用居住建筑节能、公共绿色建筑、装配式建筑、既有建筑的节能改造和可再生资源的利用的多种建筑节能方式。1986年，我国颁布了《民用建筑节能设计标准》(JGJ 26—85)，我国开始了建筑节能的序幕，随着对建筑节能的研究的不断加深，在不同建筑类型上，出台了不同的建筑节能标准。1996年，我国出台了《民用建筑节能设计标准》(JGJ 26—85)；2001年出台了《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 134—2001)；2010年出台了《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 26-2010)。尽管这些年来，我国建筑节能发展迅速但仍然存在着法律法规不完善、标准不详细、标准不适用等问题[3]。

由于我国幅员辽阔，气候南北差异明显，北方采暖地区省市的城镇居住建筑单位面积碳排放均值是52.4 kg，是非采暖地区的4倍。由于部分建筑节能标准不适用所有地区的建筑，因此各省市相继出台了地方标准。总体来看，我国仍是发展中国家，呈现出建筑节能应用率不高、技术水平较低等现象，但我国大中型城市在建筑节能的发展较好。按照建筑节能与绿色发展“十三五”规划目标要求，到2020年，我国城镇新建建筑中绿色建筑占比要超过50%，完成5亿m2以上的既有建筑节能改造。

经过多年的发展，我国建筑节能已取得较好的成绩。据中国建筑节能协会数据表明，2016年我国建筑能耗约为8.99亿t标准煤，占总能耗的20.6%；建筑碳排放达到19.6亿t，占全国能源碳排放的19.4%，2012年以来，由于建筑碳排放因子和能耗强度下降实现二氧化碳将排量合计达到了2.41亿t[1]。未来，我们将在建筑节能上不断发展，继续推进我国的建筑节能事业向前发展。

2.2 国外建筑节能现状

2.2.1 美国建筑节能

1978年，美国政府制定了国家节能政策法，该法案提高了既有建筑和11类新建筑能效，并制定了“21世纪建筑节能战略计划”[4]。1998年，美国开始对建筑能源性能规定强制要求，对建筑节能措施进行成本分析，规范节能规范和通过耗能设备和器具能耗标准的强制执行等措施，最终可实现节能30%左右。2001年，美国出台了《安全法案》，这部法案为推进建筑节能标准的实行，给予不同等级的税收减免；2005年出台了《能源政策法案》，以立法的方式来提高能源生产和利用效率，并给出了高额的节能补贴和相应的税收优惠。

美国是世界上能源消耗最多的国家，2018年他的排放量达到51.45亿t，超过欧洲排放量总和。为减少能源消耗引起的排放问题，他们主要通过两方面推动建筑节能[5]，一是通过提高建筑围护结构的保温隔热性能、门窗封闭性能和尽可能利用太阳能、自然采光等方式降低采暖和空调的能耗；二是提高建筑采暖、空调、照明灯具、电器等内部能耗系统的能源利用效率。

为推进建筑节能的发展，除对新建节能建筑进行优惠补贴之外，还制定了一整套完整的标准和评价体系，1993年创立的LEED绿色建筑评价体系[5]，在世界范围内引起了深远的影响。这个评价体系主要通过对场地的可持续性、水的利用效率、能源和空气、材料和资源、室内环境质量五项评估内容进行权重分配，然后分类评分，最后综合评价绿色建筑级别，开启了建筑节能评价的新纪元。

2.2.2 日本建筑节能现状

日本是个自然资源匮乏的国家，因此非常重视国家的各种资源，在能源方面重视能源的高效利用以及循环利用，由此以第二次石油危机为契机，日本制定了《节约能源法》，由此展开以立法为基础的建筑节能方式。2003年规定新建建筑物在规划阶段必须提交节能计划书；2010年实施《节约能源法》修订版，将中小型建筑纳入节能管理范围；2008年发布《东京都环境确保条例》，条例要求5 000 m2以上的新建建筑提交环境计划书。同时，从2010年开始，日本就计划二氧化碳排放每年减少不少于6%～8%[6]。

从1997年开始，日本就明确要求民用部门节能要达到31%，其中建筑节能方面占比最大，达到1/3。经过当时的估算和试验，只要采取合理有效的措施，就可以将现有的建筑能耗降低66%～75%[7]。实现这一目标主要通过两种方式：一是通过开发利用可再生新能源，同时尽量减少建筑内能耗总需求；二是改善围护结构的保温性能，提高暖通空调设备的使用效率，提高节能技术水平，从而实现碳排放的减少。

如今，日本是当今世界上能源利用率最高的国家之一，以单位GDP一次能源消耗计算，能源利用率是美国的2.75倍、我国的8倍。2012年，日本提出公共建筑和住宅建筑实现零能耗路线，2015年首次提出了“零能耗建筑”，计划到2030年之前，新建建筑平均实现零能耗和所有新建居住建筑实现零能耗。目前，在APEC国际零能耗建筑合作项目纳入的20例办公建筑中，2例办公建筑已经实现了零能耗。

2.2.3 德国建筑节能现状

由于德国属于能源紧缺型国家，在能源方面很大程度上依赖进口，20世纪70年代爆发的石油危机，推动了建筑节能的发展。1977年，德国通过了第一部节能法规，该法规规定了建筑物保温、采暖及室内通风设备应达到的标准，建筑物需满足节能规范要求，同时禁止新建超能耗建筑。1982年，德国政府将建筑节能标准在以前基础上提高了25%。之后，在此基础上又提高了30%[9]。2002年推出了新的节能规范EnEV2002，将控制建筑的最低保温隔热指标，实现更有效、更严格的能耗控制。

德国在既有建筑的节能改造方面占据着独特的位置，其中最有名是巴斯夫的“三升房”，2011年，巴斯夫公司将其有70年历史的员工宿舍进行改造，使得每平方居住面积采暖用油从20 L下降到3 L，采暖费用降低85%以上，二氧化碳排放降低了80%[10]。这一经验在世界广为传播，之后在我国合作实施的改造示范项目，经过节能改造过后，节能效果达到了71%。

1988年，德国专家又提出了“被动式建筑”，与一般建筑相比，被动式住宅节能达到90%，比新建建筑节能75%，建筑年供热能耗小于等于15 kW·h/m2[11]。自1991年首座被动房建成以来，已有8 000多栋房投入使用，同时研制了成本仅仅比传统住宅高7%的住宅楼。

3 中外建筑节能的比较

我国建筑节能事业虽然发展较晚，但发展迅速，特别是大型城市中建筑节能的发展与发达国家相差无几，绿色三星建筑、零能耗建筑等在我国均有示范项目。但由于我国城乡发展差距较大，城镇地区尤其是西部地区节能政策及标准执行情况较差，与发达国家相比还有较大差距。本文从多方面进行比较，希望从中找到对我国建筑节能事业的启示。

3.1 建筑节能总量及发展潜力

由于我国建筑总量大，特别是近年来随着农村城镇化的发展，我国新建建筑大量增加，而按照《民用建筑节能条例》(中华人民共和国国务院令第530号)要求，不符合民用建筑节能强制性标准的，将不颁发建设工程规划许可证。2010～2016年，我国建筑节能方面二氧化碳排放量平均每年减少4 800万t。从能耗水平来看，2018年，我国二氧化碳排放量达到94.29亿 t，增长2.2%，若按照发达国家的标准建筑能耗占据能源消耗的1/3来算，若在现有的基础上，建筑能耗减少30%，建筑节能将减少排放8.4亿t。所以，我国建筑节能事业有着巨大的发展潜力。

3.2 政策支持及标准制定

与其他国家相同，我国在建筑节能方面也采取了通过对新建节能建筑减少税收的手段，同时对于绿色建筑采用星级评价标识的方式，对建筑进行节能评价，并对于优秀示范项目采取奖励等方式鼓励企业新建节能建筑。同时，在绿色节能建筑的项目审批和设计方面，政府在规划阶段给予更多的支持，但由于很多地方标准缺少技术细节及标准可操作性较低，使得各地执行方面存在很多问题，大部分城市的建筑节能仅仅停留在表面。与日本相比，我国的建筑节能在政策方面还远远落后。日本已将节能建筑纳入法律的范畴，同时通过各相关团体，制定了各种认定、认证制度、评价标准等[12]；德国的建筑节能的发展主要依靠严格的节能标准，通过规定建筑能耗的最低数值及围护结构和系统的各项参数确定，与之相比，我国的建筑节能标准存在标准不明确或者标准不能够普遍适应等问题。