1 我国的建筑能耗现状与趋势

我国建筑总能耗约占社会终端能耗的２０．７％.建筑用电和其它类型的建筑用能（炊事、照明、家电、生活热水等）折合为电力，总计约为５５００亿度/年，占全国社会终端电耗的２７％～２９％。

（1）北方城镇采暖能耗　

我国北方城镇采暖能耗占全国建筑总能耗的３６％，为建筑能源消耗的最大组成部分。单位面积采暖平均能耗折合标准煤为２０ｋｇ/ｍ２•年，为北欧等同纬度条件下建筑采暖能耗的２～４倍。能耗高的主要原因有三个。一是围护结构保温不良。二是供热系统效率不高，各输配环节热量损失严重。三是热源效率不高。由于大量小型燃煤锅炉效率低下，热源目前的平均节能潜力在１５％～２０％。

（2）大型公共建筑能耗　

目前我国约有５亿平方米的大型公共建筑。耗电量为７０～３００ｋWｈ/ｍ２•年，为住宅的１０～２０倍，是建筑能源消耗的主要部分。调查结果表明，这类建筑能源浪费现象仍较严重，有很大的节能潜力。

（3）住宅与一般公共建筑的非采暖能耗　

我国城镇的住宅总面积约为１００亿平方米。除采暖外的住宅能耗包括照明、炊事、生活热水、家电、空调等，折合用电量为１０～３０ｋWｈ/ｍ２•年，用电总量约占我国全年供电量的１０％。一般公共建筑总面积约５５亿平方米。用电总量约占我国全年供电量的８％。

目前这两类建筑的能耗水平均低于发达国家，主要原因是由于建筑提供的服务水平不高。由于我国能源费用相对于居民收入偏高，绝大部分城镇住宅的用电水平较低，生活热水用量远小于发达国家水平。　

随着生活水平的提高，住宅和一般公共建筑内用户提出了更高的建筑服务水平要求。此外，近年来在一些大城市出现了一批高档豪华住宅，户均用电水平是普通住宅几倍甚至几十倍，此类高能耗住宅还有大幅增长的趋势。对于能耗原本较低的一般办公建筑进行二次装修和加装中央空调系统，为提高建筑内部的“豪华性”，造成此类建筑能耗的成倍增长。

（4）我国建筑能耗发展趋势　

我国能源供给和经济发展必须考虑新增建筑所需的能源供给问题。按照目前的建筑能耗状况，到２０２０年我国建筑能耗将比２００４年增加２．５亿吨/年标煤和新增耗电５８００～６３００亿度/年，总计折合电力约１．３万亿度，新增量相当于目前建筑总能耗的１．３倍。　

根据世界上发达国家经验，随着城市发展，建筑将超越工业、交通等其它行业而最终居于社会能源消耗的首位，约达３３％.我国城市化进程如果按照发达国家发展模式，使人均建筑能耗接近发达国家的人均水平，需要消耗全球目前消耗的能源总量的１/４才能满足中国建筑的用能要求。因此，必须探索一条不同于世界上其它发达国家的节能途径，大幅度降低建筑能耗，实现城市建设的可持续发展。

2 建筑领域的节能技术

2.１ 建筑节能技术

（１）墙体节能

目前，墙体节能比较成熟的技术主要是复合外墙保温，包括外墙外保温、外墙内保温，其中以外墙外保温技术为主。采用外墙保温系统虽然可以有效提高墙体热工性能，但它的使用寿命短，设计年限仅为２５年，由于有机类保温材料易燃，还存在火灾安全隐患。自保温墙体技术，即其自身热工指标就能达到国家和地方现行节能建筑标准要求，具有与建筑同寿命、安全等优点。此外，采用建筑隔热保温涂料对墙体节能同样发挥重要作用，建筑隔热保温面漆能反射约８０－８５％的辐射，结合高反射面漆，隔热效率可超过５５％。

（２）门 窗节能

玻璃是建筑得热与失热的集中部位，外窗的能耗约占围护结构总能耗的４０％～６０％，因此增强外窗的保温隔热性能，是围护结构节能设计的重点。尽量减少门窗的面积；提高窗的保温隔热性能；提高门窗的气密性，减少空气渗透；合理设置遮阳设施。目前，建筑上应用较广的门窗产品有断桥式节能窗、复合材料节能窗、中空玻璃门窗、多层中空玻璃门窗、Ｌｏｗ－Ｅ中空玻璃门窗等。

（３）屋面节能

倒置式屋面就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒，把憎水性保温材料放在防水层的上面。从而降低了造价，使构造简单。

屋面绿化。种植屋面是以绿化植物为主要覆盖物，配以植物生存所需要的种植土层，以及种植屋面所需要的耐根穿刺层、蓄排水层、防水层、保温层等所共同组成的整个屋面系统。城市建筑实行屋面绿化，可以大幅度降低建筑能耗、减少温室气体的排放，同时增加城市绿地面积、美化城市、改善城市的气候环境。

屋面蓄水。就是在刚性防水屋面上蓄一层水，利用水蒸发时带走大量水层中的热量，大量消耗晒到屋面的太阳辐射热，从而有效地减弱了屋面的传热量和降低屋面温度，是改善屋面热工性能的有效途径。

（４）空调系统节能

在建筑能耗中，用于暖通空调系统的能耗占建筑能耗的３０％~５０％，随着暖通空调的广泛应用，其能耗必将进一步增大。对暖通空调系统采取节能措施，不仅可以大大缓解电力紧张状况，同时对于降低不可再生能源的消耗、保护生态环境、维持可持续发展等都有着重要的意义。主要技术有变频空调器、变风量中央空调系统、变水量系统、变制冷剂流量空调系统（ＶＲＶ）、冷（热）量回收技术、冰蓄冷空调、热泵技术等。

ＶＲＶ空调系统即变制冷剂流量系统。系统结构上类似于分体式空调机组，采用一台室外机对应一组室内机（一般可达１６台）。控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机内的涡旋式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制，设备占用的建筑空间比较小，空调的效率高，开启时间短，在节能节电的同时轻松保证住户的最佳室内温度。

水环热泵空调系统。将能量从有余热的地方转移到需要热量的地方，实现建筑的热回收以节约能源，从而带来环保效益。与常规空调系统相比，水环热泵空调系统减少了冷热源设备和机房，便于分户计量和计费，方便安装、管理。

温/湿度独立控制空调系统。可分别控制房间的温度和湿度，能够满足建筑热湿比随时间与使用情况的变化，全面控制室内环境。并根据室内人员数量调节新风量，因此可获得更好的室内环境控制效果和空气质量。空调末端装置可采用辐射板或者干式风机盘管吸收或提供显热，整个系统不再需要低温冷冻水，提高了制冷机的性能系数，降低了运行能耗。温湿度独立控制空调系统与常规中央空调冷水机组相比可节省４０%~５０％的运行电费，而且空气品质更好、控制操作更方便，是未来中央空调发展的趋势。

温度调节系统之室内末端装置。余热消除末端装置可以采用辐射板、干式风机盘管等多种形式，采用较高温度的冷源通过辐射、对流等多种方式实现。由于冷水的供水温度高于室内空气的露点温度，因而不存在结露的危险。当室内设定温度为２５℃时，采用屋顶或垂直表面辐射方式，即使平均冷水温度为２０℃，单位面积辐射表面仍可排除显热４０Ｗ/ｍ２，已基本满足多数类型建筑排除围护结构和室内设备发热量的要求。此外，还可以采用干式风机盘管排除显热，由于不存在凝水问题，干式风机盘管可采用完全不同的结构和安装方式，这可使风机盘管成本和安装费大幅度降低，并且不再占用吊顶空间。这种末端方式在冬季可完全不改变新风送风参数，仍由其承担室内湿度和ＣＯ２的控制。

湿度调节系统之室内末端装置。在温湿度独立控制空调系统中，由于仅满足新风和湿度的要求，因而送风量远小于变风量系统的风量。这部分空气可通过置换送风的方式从下侧或地面送出，也可采用个性化送风方式直接将新风送入人体活动区。综合比较，温湿度独立控制空调系统在冷源制备、新风处理等过程中比传统的空调系统具有较大的节能潜力，这种温湿度独立控制空调系统已经在多个示范工程中得到应用。

在西北干燥地区，利用间接蒸发冷水机组制得１６℃～１９℃冷水，送入室内的风机盘管或辐射吊顶等显热末端，带走室内的显热负荷；通过间接蒸发冷却或者多级蒸发冷却的方式处理新风，带走室内的湿负荷。相对于常规空调系统而言，此形式的温湿度独立控制空调系统可ＨＵ节能ＵＨ约６０％。

在东南潮湿地区，利用机械制冷方式的高温冷水机组制备出１６℃～１９℃冷水，送入室内风机盘管或辐射板等末端装置，控制室内温度；通过溶液除湿方式，实现对新风的降温除湿处理，将干燥的新风送入室内置换风口或个性化风口，控制室内湿度。相对于常规空调系统而言，这种形式的温湿度独立控制空调系统可节能约３０％。

温度调节系统之高温冷源的制备。由于除湿的任务由处理潜热的系统承担，因而显热系统的冷水供水温度由常规空调系统中的７℃提高到约１８℃。此温度的冷水为天然冷源的使用提供了条件，如地下水、土壤源换热器等。在西北干燥地区，可以利用室外干燥空气（干空气能）通过直接蒸发或间接蒸发的方法获取１８℃冷水。在东南潮湿地区，即使没有地下水等自然冷源可供利用，需要通过机械制冷方式制备出１８℃冷水时，由于供水温度的提高，制冷机的性能系数也会有明显提高。

（５）建筑给排水节能新技术

1）使用优质管材、阀门

由于镀锌钢管容易生锈，会造成水质污染，长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、ＰＰ－Ｒ管、ＰＥ管、ＰＶＣ－Ｕ管等就能很好的解决此类问题。另外，应选用更节水的阀门。

2）使用节水型卫生器具和配水器具

卫生器具和配水器具的选择能够对水资源的节约影响很大。通常淋浴喷头每分钟喷水２０多升，而节水型喷头则每分钟只需要９升水左右，节约了一半的水量。所以在选择节水型卫生器具和配水器具时，除了要考虑价格因素和使用对象外，还要考察其节水性能的优劣。

以瓷芯节水龙头和充气水龙头代替普通水龙头。在水压相同的条件下，节水龙头比普通水龙头有着更好的节水效果，节水量为３％～５０％，而且大部分在２０％～３０％之间。因此，应在建筑中（尤其在水压超标的配水点）安装使用节水龙头，以减少浪费。

使用小容积水箱座便器，也可以采用两档冲洗水箱，在冲洗小便时，冲水量为４升（或更少）；冲洗大便时，冲水量为６升。

采用延时自闭式水龙头和光电控制式水龙头的小便器、大便器水箱。延时自闭式水龙头在出水一定时间后自动关闭，可避免长流水现象。光电控制式水龙头不需要人触摸操作，可用在多种场所。

3）完善热水供应循环系统

集中热水供应系统存在严重的浪费现象，主要体现在开启热水装置后，不能及时获得满足使用温度的热水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。循环系统均应保证立管和干管中热水的循环，对节水、节能有着重要的作用。

4）开发第二水资源——中水

中水来源于建筑生活排水，包括人们日常生活中排出的生活污水和生活废水。中水指的是各种排水经过处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内使用的非饮用水。在水资源非常缺乏的情况下，建设第二水资源——中水势在必行。它是实现污水资源化、节约水资源的有力措施，是今后节约用水发展的必然方向。

5）雨水利用

雨水利用就是将雨水收集起来，经过一定的设施和药剂处理后，得到符合某种水质指标的水再利用的过程。类似于中水，处理后的雨水作为一种可以利用的水资源可以用于厕所冲洗、城市绿化、景观用水以及其它适应中水水质标准的用水。

6）消防贮水池的设置及加压

在高层建筑中消防用水量与生活用水量往往相差甚远，因此，在消防水与生活贮水池合建的情况下，会由于消防贮水量远大于生活贮水量而致使生活供水在贮水池中停留时间过长，余氯量早已耗尽而造成水质的劣化。所以为保证水池中的水质符合卫生标准，应定期更换贮水池中的全部存水（包括消防贮水）。所以，当两系统贮水量相差较大时应将两系统的贮水池分建，这样既可以延长消防贮水他的换水周期（从而减少了水量的浪费），又可以保证生活饮用水水质符合要求。

7）高层建筑中应充分利用市政给水管网

对于某些高层建筑，城市管网水压难以完全满足其供水要求。某些工程将管网进水直接引入贮水池中，白白损失掉了可用水头，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把可用水头全部转化成负压，很不符合经济合理的原则。如果全部由贮水池及水泵加压供水，无疑是一个极大的浪费。因此要重视可用水头的充分利用。

8）生活给水管道中减压节流　

给水管道出水压力过大，容易发生超压出流而造成水资源的浪费。减压节流的有效措施是控制给水系统配水点的出水压力，在配水点前安装节流孔板、减压阀等措施来避免部分供水点超压，使竖向分区的水压分布更加均匀。

9）使用变频水泵

在不设调节水箱的供水方式中应选用高效、节能的变速水泵。变速水泵的应用可避免传统供水系统中按供水最不利情况计算所引起的水量、电能的浪费问题。同样，在热水供应系统中，随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现，循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统。可以考虑在配水龙头处装设简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件，把信号传递至循环水泵的控制系统，根据热水的不同配水工况命令水泵时停时转随机改变其运行参数，从而节省电耗。采用变频调速装置比一般供水设备节电１０％～４０％。

（６）电气节能

1）供配电系统的节能

使供配电系统整体分布合理，减少线路损耗；对供配电系统的构成进行技术经济分析（如空调等季节性负荷单独设置变压器等）；选用低损耗节能型的变压器；注重提高设备运行的负荷率，尽可能使变压器及电动机类 电气设备等处在经济运行状态；部分对供配电质量要求高的工程项目采用有载调压变压器，在确保供电质量的同时起到节能的作用；采用低耗无噪音节能型接触器；尽可能使三相负荷平衡；电梯、自动扶梯的节能控制；提高用电设备的功率因数，合理进行无功补偿；采取抑制和消除谐波的措施等。

2）照明节能

根据不同工程的使用要求合理选用高效节能型光源，尽可能不选 白炽灯；采用高效节能灯具，并多选用直接照射型灯具；按照现行的建筑照明设计标准所规定的功率密度值的要求进行照明设计；普遍选用电子 镇流器或节能型电感 镇流器；尽可能多设置开关点，使灯具 开关控制灵活，方便、节能；大进深房间或商场、大厅等大空间照明采用分区、分级控制，充分利用自然光，以节约电能；居住建筑楼梯间、内走道等采用声控开关，室外有关的照明灯具采用光控开关等节能控制；宾馆类建筑的客房均采用节能控制开关；个别档次高的项目采用了照明控制系统等。　

3）通风空调的节能控制

规模较大的重要建筑物采用了建筑设备监控系统实现节能控制；按空调系统控制要求进行节能控制。

4）节能型电动机及变频调速风机、水泵的采用

与给排水、暖通、动力等专业协调配合，合理采用节能型电动机及变频调速风机、水泵等节能设备，起到了明显的节能效果。变频风机通过变频方式调节空调箱的送风量，使之与室内负荷相匹配，能够在满足空调要求的同时，大幅节约风机电耗。对于商场风系统，采用变频风机是十分有效的节能手段。

5）严格限制非节能型建筑电采暖的采用。

（７）大型公共建筑用电分项计量

分项计量是指在各个大城市建立大型公共建筑能耗监管中心，并在各座大型公建低压配电系统中对各类不同的用电系统安装分项计量电表和其它计量器具，通过数字通讯网络将用能数据实时（每１５min）地传输到监管中心，同时实时地分析建筑用能状况且诊断发现用能问题。

实施分项计量后，各座建筑的运行管理者可以得到匿名的各座建筑各类用能状况的统计分析数据，与自己的用能状况比较，可以清楚的了解自己的优势和差距；各级主管部门可以通过统计结果鼓励节能，使节能工作建立在定量化的基础上；各种节能措施的实际效果也可从实际数据中得到客观的反映与评价，避免了目前在市场上兜销的某些名为节能措施实际更加费能的技术与产品的泛滥；通过分析研究比较这些实时用能数据，还可以找到各个用能环节中的真正问题和有效的节能潜力与途径，从而使建筑节能工作从目前粗放的定性管理模式变为科学的定量化管理模式。

在全国全面建成这一系统后，可以使占我国建筑用电３０％的大型公共建筑用电量降低５％～１０％，相当于我国的建筑用能总量降低２％。同时成为进一步开展大型公共建筑的各种节能改造节能管理工作的定量管理平台，对动态地掌握建筑能耗状况，制定相关政策和措施，推广各类建筑节能先进技术，都将发挥重要作用。

2.２ 新能源及可再生能源技术的应用

（１）太阳能利用技术

1）太阳能光热利用技术

目前，我国技术最成熟、产业化发展最快的当属家用太阳能热水器或系统。

太阳能供热是指采用平板集热器或真空管集热器吸收太阳能，来满足建筑中生活热水或冬季采暖的需求。

太阳能制冷：主要包括太阳能光伏系统驱动的蒸气压缩制冷、太阳能吸收式制冷、太阳能蒸汽喷射式制冷、太阳能固体吸附式制冷、太阳能干燥冷却系统等。基于经济性、可靠性及实用性等因素的考虑，太阳能溴化锂吸收式制冷技术研究和应用相对较多，发展也较为成熟，目前国内已有厂家实现了产品化。

2）太阳能光电技术

即光伏发电，是应用半导体器件将太阳光转换为电能的技术，具有安全可靠、无噪声、无污染、无需燃料、无机械转动部件等优点。太阳能光电技术在建筑中的应用发展方向为光伏建筑一体化，即在建筑外表面设置光伏器件，将太阳能发电与建筑功能集成在一起的新型能源利用方式。光伏器件直接将太阳能转换为电能，除了在建筑表面安置太阳电池组件（电池板）和体积很小的蓄电池逆变器等系统部件以外，不占用建筑有效空间。

（２）地热能的应用

地源热泵技术是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到供热或制冷的目的。同时，它还可供应生活用水，是一种有效利用能源的方式。地源热泵系统包括三种不同的系统：以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵；以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统和以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统。

3 对建筑领域节能技术应用的思考

任何一种技术节能与否都不可能脱离具体的应用条件，只能在一定的条件下才可能是节能的。在我国，电主要来自于燃煤发电厂，任何一种消耗电能来获取热量的技术只要制热量（Ｗ）与输入功率（Ｗ）的比率即热泵的循环性能系数ＣＯＰ不超过３，它就不是节能的，而是高能耗的。

土壤源热泵系统，在西方国家，由于埋管需要土地面积，因此很少用于３５０ｋＷ以上的项目。尤其是冷热不平衡的项目，单个系统的规模更加会受到限制。因此在欧美国家，土壤源热泵系统多用于低容积率、低负荷密度的建筑，单个系统垂直埋管数量多数不超过１２０根。即使是较大规模的建筑群，也一定要分成多个系统，每个系统的埋管位置也尽可能分散。

目前在我国，土壤源热泵被大量用于高容积率的住宅小区以及高负荷密度的公共建筑，单个系统规模基本都超过１ＭＷ。由于可利用土地面积有限，井孔不得不密集布置，严重制约了地层的热恢复能力，使得系统的实际供热供冷能力低于预期。

地下水水源热泵系统，水源的探测开采技术及其开采成本制约着水源热泵的应用。首先，在不同地区不同需求条件下，地下水水源热泵投资的经济性会有所不同，地下水的开采利用要符合《中华人民共和国水法》及各个城市制订的《城市用水管理条例》，这些法规强调用水要经过审批并收费，这直接影响水源热泵的经济性。其次，地下水的水质直接影响地下水水源热泵机组的使用寿命和制冷制热效率，对地下水水质的基本要求是澄清、水质稳定、不腐蚀、不滋生微生物或生物、不结垢等。最后，过度的地下水开采可能导致地面下陷等严重问题。这些问题都是采用地下水水源热泵系统中首先必须谨慎考虑的问题。

地下水水源热泵的主要问题是提取了热量/冷量的水向地下的回灌。必须保证把水最终全部回灌到原来取水的地下含水层，才能不影响地下水资源状况。把用过的水从地表排掉或排到其它浅层，都将破坏地下水状况，造成对水资源的破坏。此外，还要设法避免灌到地下的水很快被重新抽回，否则水温就会越来越低（冬季）或越来越高（夏季），使系统性能恶性循环。

对于室内末端装置的设置，应该注意的是，无论采用何种末端装置采暖，过高温度的热水不仅会降低室内舒适性（出风温度过高或室内温度分布不匀），而且将导致热泵机组的ＣＯＰ大大降低（热水温度每升高１℃，热泵机组的ＣＯＰ将降低约２％～３％，出水５０℃的热泵机组的ＣＯＰ比出水４０℃时ＣＯＰ将降低２０％～３０％）。因此，对于采暖用热泵系统，不能盲目地遵循出水温度越高越好，应鼓励采用低温热水的末端设备，在满足室内舒适性的前提下，尽可能降低所需的热水温度，以提高热泵机组的效率。

对于节能技术的应用一定要本着客观、科学的态度，根据不同的条件采用适宜的技术实现我们节能的目标。