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中国建筑节能的技术路线图

2016-09-05 15:44:29 736阅读

摘要：从“十二五”开始，中国的能源政策从提高能效逐步转向总量控制。在总量控制体系下，建筑节能的路线和节能管理措施也逐渐从单纯讲节能百分比，逐渐向总量控制，分量控制过渡。本文首先通过分析全球碳减排的目标和我国可获得的能源量，明确我国可以使用的能源总量的约束，结合我国能源消费结构得出未来建筑运行用能上限。然后在考虑未来人口、城镇化率和建筑总量的情况下，结合我国各类建筑用能特点，自下而上地推算出在落实可实现的技术和措施的前提下，如何使我国建筑用能总量能符合用能总量控制的要求，从而提出适合我国国情的建筑节能技术路线。

 

一、前言

近年来在社会各界的共同努力下，我国在建筑节能领域取得了许多成绩，尤其是北方城镇单位面积采暖用能，已有了明显的下降。建筑节能工作在一定程度减缓了我国建筑能耗随城镇建设发展而持续高速增长的趋势。然而，我国建筑总能耗还在不断攀升：2000年到2010年，建筑年运行商品用能从2.89亿tce（吨标准煤）增到了6.77亿tce[1]。在今后持续“城镇化”发展的背景下，中国建筑能耗可能会达到什么样的程度？我国建筑节能的目标是什么？怎样从现在起，为实现这一目标而努力？这些都是迫切需要回答的问题。

这一问题也是国内外能源和气候变化领域的研究者非常关注的问题。国内外有大量的研究，通过各种预测模型试图对中国未来的建筑能耗进行预测：

世界能源组织（IEA）发布的世界能源展望(World Energy Outlook)[2]指出，到2030年，中国总能耗将达到58.1亿tce，其中建筑能耗将达到15.2亿tce，政府的节能减排政策和能源价格将是影响能源消耗的主要因素，要实现全球碳减排目标，未来中国建筑能耗应该控制在11亿tce以内。而另一份报告（EnergyTechnology Perspectives 2010）[3]则指出，提高技术水平是中国实现建筑节能的主要解决途径。

美国能源情报署（EIA）研究则指出，中国未来（2030年）能耗将达到64.04亿tce，建筑能耗达到12.93亿tce[4]，总能耗高于IEA 的预测结果，而建筑能耗则低于后者。

美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）长期研究中国的建筑能耗，他们认为目前中国建筑用能在总能耗的比例还较低，仅为20%左右，未来将增长到30%。周南等指出到2020年，中国建筑能耗总量将达到10亿tce，而城镇化是引起住宅能耗增长的主要因素，建筑面积和设备拥有量的增长将带来非住宅类城镇建筑能耗的增加[5]。

国内一些机构也做了分析：《2020中国可持续能源情景》研究指出，到2020年，中国能源总需求将在23.2~31.0亿tce之间，建筑能耗在4.7~6.4亿tce之间[6]。实际上，2010年我国社会能源消耗已经达到了32.5亿tce，建筑能源消耗6.77亿tce，也已经超过其预期目标。还有文献指出，未来中国建筑总量将达到910亿m2 [7]，甚至 1180亿m2 [8]，相当于在目前建筑量的基础上增长1~2倍，由此也将导致建筑运行能耗大幅度提高。

已有的这些研究试图预测中国未来能耗发展状况，给出政策或技术方面的建筑节能建议。 实际上，未来建筑能耗水平取决于我们目前和今后一段时间的工作。我们的任务不是去预测未来，而是从我国未来可以获得的能源总量和环境容量条件出发，从社会经济发展各方面对能源的需求出发，得到未来我国可以用于建筑运行的能源总量。以这一总量为天花板，探讨如何分配各类建筑运行能耗，从而为我们建筑节能工作明确具体的定量目标和约束上限，并进一步研究如何在这些用能上限的约束下，实现城乡建设发展和社会进步对建筑环境不断提高的需求，给出我国建筑节能工作的技术路线图。本文试图从这一思路出发，给出了我们的初步研究成果。

二、未来我国建筑用能总量的上界

能源消耗总量受到全球资源和环境容量的限制，从地球人拥有同等的碳排放和能源使用的权力出发，可以得出未来全球人均碳排放量和化石能源利用量的上限；而从我国的能源资源、经济和技术水平以及可能从国外获得的能源量等情况来分析，也可以得到我国未来发展可以利用的能源上限。从这一总量出发，进一步结合我国社会与经济发展用能状况，可以得出我国未来能为建筑运行提供的能源总量。本节分别从这样几个分析角度出发，“自上而下”地对我国未来可以容许的建筑能耗上限进行估计。这应该是我们建筑节能工作要实现目标的用能上限。

1、 碳排放总量的限制

碳排放的主要来源是化石能源的使用，IEA研究表明[9]，由于化石能源使用产生的碳排放量约占人类活动碳排放总量的80%。减少化石能源使用量，是减少碳排放的重要途径。

2010年，世界能源使用形成的碳排放总量为304.9亿吨，中国碳排放占22.3%，人均碳排放量已超过世界平均水平[9]。我国温室气体排放的大量增加，已经引起世界各国的关注，要求我国尽快控制碳排放的呼声越来越高。

“碳减排”的目标是多少？IPCC组织指出，为保护人类生存条件需控制地球平均温度升高不超过2K[10][11]。为达到这一目的，应逐步控制二氧化碳排放量：

（1）    到2020年，CO2排放总量达到峰值400亿吨，由于能源使用产生的碳排放约为320亿吨，按照目前的化石能源结构，约为156 亿tce化石能源的碳排放；根据联合国预测，2020年全球人口将达到76.6亿计算[12]，人均化石能源消耗约为2tce。而目前美国人均化石能源消耗为9.8tce，为该值的5倍，中国为人均化石能源消耗为

2.2tce，也已超过了这个值。

（2）    到2050年，CO2排放总量应减少到2000年的48%~72%，这就意味着，除非调整能源结构，大量使用可再生能源或核能，否则化石能源使用量还要必须大幅度不断降低。

中国是以煤炭为主要一次能源的国家，煤的碳排放系数是化石燃料中最高的，更应该严格控制化石能源使用总量。根据全球碳排放控制目标，如果未来中国人口达到14.5亿[12]，化石能源消耗总量应控制在29.5亿tce；除化石能源外，当前常用的能源类型还包括核能、太阳能、风能、水能以及生物质等可再生能源资源，根据中国工程院研究，通过大力发展核能和可再生能源，未来核能有可能占一次能源的10%左右，可再生能源占到20%左右[8]。考虑到这些非碳能源的贡献，从碳排放总量的限制推算，未来我国一次能源消耗总量上限应该是42亿tce。

2、 我国可获取能源总量限制

2010年，我国一次能源消费总量已达到32.5亿tce。其中煤炭约占68%，石油占19%，天然气占4.4%，核电、水电和风电占 8.6%[13]。其中石油的对外依存度已经超过50%[14]。水电、核电、风电的发展受资源、技术和经济水平的限制，很难在短期内替代化石能源成为主要能源。

我国传统化石能源资源总量丰富，但人均能源资源占有量少，煤炭、石油、天然气人均占有量分别为世界的2/3，1/6和1/15[15]。在我国城镇化进程中，能源供应量成为发展的瓶颈。一方面，受能源资源赋存量、生产安全、水资源和生态环境、土地沉降、技术水平和运输条件的限制，我国煤、石油和天然气等化石能源年生产量有限；另一方面，国内生产难以满足快速增长的消费要求，能源供应对外依存度逐步提高。然而，能源进口量受能源生产国、运输安全和能源市场价格等多方面因素的制约，进口量很容易受到冲击，因而不能通过扩大进口满足国内能源需求。

我国用能量超快增长的发展势头难以持续，必须进行重大调整，必须对化石能源进行总量控制。根据中国工程院研究，到2020 年，我国有较大可靠性的能源供应能力为39.3~40.9亿tce，各类能源供应量如下表[8]：

表1我国未来能源可能的供应能力（亿tce）

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如果考虑对我国温室气体排放和环境制约的因素，我国能源供应能力还将受到很大的影响，多数非化石能源，水电和核电供应能力已经难以再扩大，其他可再生能源的发展仍然面临多方面未决的技术障碍。因此，从我国能源供应能力来看，2020年，我国能源消耗量不应超过40亿tce。

3、中国建筑用能总量上限

受碳排放和可获得的能源量的共同约束，未来我国能源消耗总量的应该在40亿tce以下。这不是一个暂时的约束，而将是长远发展要求的目标：从全球碳减排目标来看，未来碳排放量要逐年减少，化石能源用量也应逐年减少；我国能源赋存有限，能源技术短期内难以取得重大突破，因而难以支持不断增长的能源需求。为履行大国义务，同时保障我国能源安全和可持续发展要求，控制能源消耗总量势在必行。

在国家能源消耗总量的约束下，建筑能源使用也应该实行总量控制。目前，我国建筑能源消耗约占社会总能耗的20%，而发达国家建筑能耗占社会能耗的30%~40%[16][17]。是不是中国的建筑能耗也能占到总能耗的

30%以上呢？

从我国社会经济结构来看，工业（特别是制造业）是中国发展的动力（2000以来，第二产业占GDP的比例在45%~48%[13]），生产和制造加工对能源的需求量大，工业用能量约占国家总能耗的65%以上。在未来很长一段时间内，制造业还将是支撑我国发展的重要经济部门，工业用能还将占我国能源消耗量的主要部分，逐年增长的态势短期内不会改变(近年来工业用能增长率持续在5%[13])。另一方面，我国目前交通用能仅占全社会总能耗的10%左右，无论从用能比例还是人均交通用能，都远低于OECD 国家水平。随着现代化发展，交通用能比例一定会有所提高。

图1 工业用能和工业GDP
 
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我国建筑用能（不包括农村非商品生物质能源的建筑用能）一直维持在社会总能耗的20%~25%（图1）。在保证我国各部门经济建设健康发展的情况下，不断提高工业用能能效，维持工业用能在目前基础上增长不超过10%，交通用能不超过目前的2倍，未来建筑能耗最多只能维持在社会能耗的25%以下。

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图2 我国建筑能耗发展历程
 

综合以上，由于碳排放总量和能源供应量的约束，我国国家用能总量用在40亿tce以内；考虑工业生产、交通和人民生活发展需要，建筑能耗总量应该在10亿tce以内，这一用能总量不包括安装在建筑物本身的可再生能源（如太阳能光热、太阳能光电、风能等）。

三、怎样实现我国建筑用能总量控制的目标

1、影响城镇建筑用能总量因素

在明确建筑用能总量上限后，接着要回答的问题是，能否实现以及怎样实现这个总量控制目标？建筑用能总量为：

建筑用能总量=用能强度×总拥有量

用能强度是指单位建筑面积用能，总拥有量则是指总的建筑面积。所以要研究未来建筑用能总量，就需要分别研究未来可能的建筑用能强度的变化和建筑总量的变化。由于城市和农村建筑使用状况，环境条件等都不相同，所以用能强度也不同，于是还需要分别考虑城镇和农村的建筑用能强度和建筑总量的变化。到2030~2040年，中国人口将达到高峰14.7亿，城镇化率将达到70%[20]，城镇人口可能增加到10 亿，而农村人口将逐渐减少到4.7亿，这是我国社会发展，城镇化建设的大趋势。由此也将导致城乡建筑总量出现较大的变化。

（1）建筑面积总量

建筑面积总量控制是实现建筑节能目标的重要内容。在城镇化的背景下，城镇住宅和非住宅类城镇建筑面积将进一步增长。然而，受土地和环境资源的约束，未来建筑面积总量不能无限增长。另一方面，建筑面积增长引起建筑能耗增加，在能耗总量约束下，为保障建筑能够正常运行，建筑规模也应存在上限。

图3列出世界上一些国家和地区目前的人均建筑拥有量

[13],[16],[17],[21]~[25]

（包括住宅和公共建筑）。可以看出，亚洲国家和地区与欧美等早期发展起来的发达国家人均建筑拥有量有很大不同，其中既有土地状况的原因，更有可从海外获取资源规模的原因。从目前世界政治和经济格局看，我国这样的大国很难依靠大量进口满足我国发展的各种资源需求，而我们拥有的各类人均资源大部分又远低于世界平均水平，因此我国的经济发展必须建立在节约资源的基础上。房屋建设是高资源消耗型产业，从资源环境条件来看，我国未来的发展不可能走欧美国家的模式，而应该参照亚洲的发达国家或地区发展模式。像日本、韩国、新加坡，人均建筑面积都是在40 m2左右，我国也应把人均量控制在这个范围。如果控制在40~45m2之间，按照未来14.7亿人口计算，总的建筑规模应该约为600亿m2。

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图3 世界各国人均建筑面积对比

前，我国建筑总量已经达到453亿m2[1]，其中，城镇住宅约 144亿m2，城镇公共建筑约79亿m2，农村建筑约230亿m2。 按照总量600亿m2的规划，未来城镇人均住宅面积应基本维持在当前24m2/人的水平，城镇住宅总面积将达到240亿m2，可以增加量为 90～100亿m2；未来人均非住宅类建筑面积达到人均12m2/人，非住宅类城镇建筑总的建筑面积达到120亿m2，可以增加量为40亿 m2；农村人口减少，建筑面积在目前230亿m2的基础上略有增加，到达240亿m2。这样总建筑面积才有可能控制在600亿m2。

这样，未来城镇民用建筑增加总量不超过150亿m2，这一过程如果在15～20年完成，则每年不包括既有建筑的拆除，新增城镇建筑面积应控制在8～10亿m2以内，这是从我国城镇发展与我国的土地与资源条件出发所得出的约束条件，也是我们考虑建筑能耗总量时的基本出发点。

（1）用能强度

用能强度因建筑用能类型不同而表现出明显的差异。产生用能强度差异的原因包括：城乡居民用能方式和用能类型的差异，非住宅类城镇建筑与住宅建筑使用方式差异，南北地区冬季采暖方式和强度的差异。根据用能特点，建筑用能可以分为北方城镇采暖，城镇住宅（不含北方采暖），非住宅类城镇建筑（不包括北方采暖）和农村建筑等四种类型。

①北方城镇采暖用能，指的是历史上法定要求建筑采暖的省、自治区和直辖市的冬季采暖能耗，包括各种形式的集中采暖和分散采暖。按照热源系统形式的规模和能源种类分类，包括各种规模的热电联产、区域燃煤或燃气锅炉、小区燃煤或燃气锅炉、热泵集中供热等集中采暖方式，以及户式燃气炉、小煤炉，空调分散采暖和直接电加热等分散采暖方式。采暖能耗除热源用能外，还包括水泵、风机等各类采暖辅助设备用能。

②城镇住宅（不含北方采暖）用能，指的是除了北方地区的采暖能耗外，城镇住宅所消耗的能源。从终端用能类型来看，主要包括家用电器、空调、照明、炊事、生活热水以及夏热冬冷地区（非法定采暖地区）的冬季采暖能耗，使用的主要商品能源种类是电力、燃煤、天然气、液化石油气和城市煤气等。

③非住宅类城镇建筑（不含北方采暖）用能，指的是除了北方城镇采暖用能外，非住宅类城镇建筑内由于各种活动产生的能耗，包括空调、照明、电器、炊事、电梯、各种服务设施以及夏热冬冷地区（非法定采暖地区）非住宅类城镇建筑的冬季采暖能耗，使用的主要商品能源种类是电力、燃气、燃油和燃煤等。

④农村住宅用能，指的是农村家庭生活所消耗的能源，从终端用能途径上，包括炊事、采暖、降温、照明、热水、家电。农村住宅使用的主要能源种类是电力、燃煤和生物质能（秸秆、薪柴）。由于本文主要针对商品能源，因此农村生物质非商品能源的建筑用能不包括在本文计算中。

对于不同的用能类型，节能技术和用能规划的预期也不同。下面将分别阐述各类用能的现状和节能技术，从实际出发，分析在节能技术和措施可行的情况下，未来我国各类建筑用能总量可能达到的节能目标。

2、北方城镇采暖用能

我国北方地区城镇建筑实行集中供暖，用能强度大，一直是建筑节能工作关注的重点。“十一五”期间，通过围护结构保温，提高高效热源方式的比例，提高供热系统效率等途径，取得了突出成绩。如果按照“好处归热”的方法来分摊热电联产电厂的发电与供热煤耗，我国北方供热单位面积能耗从23.1kgce/m2（2000年）降低到16.6kgce/m2（2010年）。2010年，北方城镇采暖的总能耗为

1.63亿tce。

随着城镇化的推进，北方城镇建筑面积预计将从目前的98亿m2 增加到150亿m2。从目前推广节能技术的状况和效果看，北方城镇采暖用能还存在如下节能空间：

（1）    改善保温，降低采暖需热量

目前我国北方地区本世纪以来的新建建筑采暖能耗依气候不同，在60kWh/m2～120kWh/m2之间，与同气候带发达国家的先进水平相比，还有可以进一步降低的空间。通过改善外墙保温，外窗保温，减少渗风带来热损失，引进定量通风窗，引进高效的带热回收的换气装置等措施，可以使建筑需热量进一步降低到45kWh/m2 ～90kWh/m2（根据气候条件，山东建筑需热量降为45kWh/m2，北京为60kWh/m2，哈尔滨为90kWh/m2）。与发达国家比，我国保温性能差的老旧建筑比例低，对这些建筑进行节能改造的困难和发达国家比相对较小。按照新建建筑的节能标准对这些老旧建筑进行改造，也可以显著降低采暖需热量。

已有大量围护结构改造实例证明这一目标完全可以实现。如北京市某居民楼[26]通过改造围护结构保温，室内温度明显高于未改造的楼栋，而且建筑能耗从80kWh/m2降低到54kWh/m2；沈阳市某新建住宅项目[26]在实现室内温度在18℃～20℃的情况下，耗热量小于65kWh/m2。

（1）    通过落实热改，实现分户分室热量调节，进一步消除过热现象

推行“供热改革”，包括改革供热企业经营机制，变按照面积收费为按照热量收费，激励使用者自觉调节。增加末端调节装置，使得房间温度可以调节，避免过热，使由于过量供热造成的损失从目前的15%~25%降低到10%以下。

例如，在长春某小区[26]通过以“室温调控”为核心的末端通断调节与热分摊技术改造，减少了大量由于过热造成的热损失，对比未调控楼栋平均耗热量为105kWh/m2，在仅有30%的用户长期调控情况下，调控楼栋平均耗热量为85kWh/m2，节能达18.6%。到2011年前后，末端通断调节室温调控技术已在北京、吉林、内蒙古、黑龙江等省份进行了大量的应用，经过近五个采暖期，运行效果良好，与未采用末端调控的建筑相比，建筑采暖耗热量降低10%~20%。

（2）    大幅度提高热源效率

除了建筑保温和末端调节，采暖热源的节能挖潜空间更大，主要是：①采用基于吸收式热泵的热电联产供热方式，能够使热电联产电厂在燃煤量不变、发电量不变的条件下，输出的供热量提高30％～50％；②对燃气锅炉的排烟进行冷凝回收，使其效率提高10％～15％；③将各类工业生产过程排出的低品位余热作为集中供热热源，利用这部分热量可以看作零耗能。

我国北方大部分城市目前都已建成不同规模的城市集中供热管网，充分利用好这一资源，有可能充分挖掘和利用上面所述的待开发热源。已有提高热源效率的实际工程案例。如，大同某热电厂乏汽余热利用示范工程中，采用吸收式热泵技术，将乏汽余热回收用于供热，大幅度提高该电厂的供热能力和能源利用效率，将供暖面积从原来的260万m2提高到638万m2，而不增加电厂总煤耗，不降低冬季总发电量；赤峰市工业余热应用于城市集中供热，将铜厂和水泥厂大量的低品位无法直接利用的余热加以回收，整个供暖季内，可以从工厂取热121.7万GJ，可提供234万m2的供暖需求。

进一步推广高效热电联产技术，为80亿m 2建筑提供20～ 30W/m2热量；充分挖掘推广各类工业余热利用，用其为40亿m2 建筑提供20～30W/m2热量；同时，采用燃煤或燃气锅炉作为这些热电联产和工业余热的调峰，为上述120亿m2建筑解决20W/m2 左右的调峰负荷。热泵、地热以及其它方式用以解决无法集中供热的约30亿m2的区域。 这样，当未来北方城镇采暖用能的面积增加到150亿m2，通过提高热源效率，落实热改以消除过热现象，改善保温以降低采暖热需求，未来北方城镇采暖用能强度有可能从现在的16.6kgce/ m2降低到10kgce/m2，总用能量从现在的1.63亿tce减少到1.5亿tce。

3、城镇住宅（不含北方采暖）用能

城镇住宅单位面积能耗持续缓慢增加，一方面是家庭用能设备种类和数量明显增加，用能需求增加；另一方面，炊具、家电、照明等设备效率提高，减缓了能耗的增长速度。2010年，城镇住宅（不含北方采暖外）用能达到1.64亿tce，占建筑能耗的24.1%。

随着我国城镇化进程，未来将有超过70%的人口居住在城镇，城镇住宅总面积将大大增加，在合理发展城镇住宅建筑量的情况下，建筑面积预计将从目前的144亿m2增加到240亿m2。

根据气候和终端用能类型，城镇住宅（不含北方采暖外）能耗可以分为北方空调、长江流域采暖和空调、夏热冬暖地区空调、家用电器、炊事、生活热水和照明等用能部分。从各部分用能现状和特点出发，城镇住宅节能将从以下几个方面着手：

（1）  长江流域住宅的采暖空调能耗近年来迅速增加，该地区应选择何种采暖空调形式引起了广泛争议。目前该地区建筑空调采暖用能强度为10~15kWh电/m2，但冬季室内温度偏低，采暖需求还有较大的增长。从实测数据来看，如果采用集中供应的形式，目前最好的大型热泵案例一年电耗约为40kWh/m2，采用热电冷联产能耗约为15kgce/m2，也相当于45kWh电力，而采用热电联产供热加分散空调，全年用能强度为10kgce/m2加10kWh/m2电耗，合起来还是40kWh/m2。相比之下，采用可以实现“部分时间、部分空间” 使用方式的分散式空气源热泵，则有可能把用电量控制在30kWh/ m2以内。

（2）  随着人民生活水平的提高，各地对夏季空调的需求量都将会增多，空调用能强度还可能增加。通过已有的测试发现，生活方式是影响空调能耗的主要因素，而建筑和系统形式同时也会对空调使用方式产生影响。

从生活方式和建筑及系统形式两方面考虑空调节能问题：① 提倡和维持节能型生活方式。反对“全时间、全空间”、“恒温恒湿”，提倡“部分时间、部分空间”，“随外界气候适当波动”营造室内环境；②发展与生活方式相适应的建筑形式。反对那些标榜为“先进”、“节能”、“高技术”，而全密闭、不可开窗、采用中央空调的住宅建筑型式；大力发展可以开窗，可以有效地自然通风的住宅建筑型式，尽可能发展各类被动式调节室内环境的技术手段。

通过这些措施，将北方空调用能强度从现在的2kWh/m2维持在3kWh/m2以内，南方空调用能强度从当前的10kWh/m2维持在15kWh/m2以内。

对于家电、炊事、照明方面，采取：①鼓励推广节能家电，并通过市场准入制度，限制低能效家电产品进入市场；②大力推广节能灯，对白炽灯实行市场禁售；

（1）  ③限制电热洗衣烘干机、电热洗碗烘干机等高能耗家电产品，等措施。将用能强度分别控制在家电8kWh/m2，照明6.5kWh/m2以内，炊事维持当前70kgce/人的水平。

（2）  积极推广太阳能生活热水技术，充分利用太阳能解决生活热水需求，在生活热水需求增长的情况下，将该项能耗维持在当前54kgce/人水平内。

根据当前用能特点，用发展的眼光研究分析，在落实各项技术措施情况下，城镇住宅用能各部门用能可能实现以下目标（其中未来各项建筑面积是各地区人口及城镇化水平估算得到）：

表2 城镇住宅（不含北方采暖）能耗现状与目标：

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综合以上，在城镇化高速发展，居民生活水平提高的影响下，未来城镇住宅（不含北方采暖）用能强度和用能总量都将有所增加。通过引导绿色健康生活方式，有可能将这部分能耗控制在3.5 亿tce以内。

4、非住宅类城镇建筑（不含北方采暖）用能

非住宅类城镇建筑（不含北方采暖）用能是用能量增长最快的建筑用能分类。近10年来，该类建筑面积增加了1.4倍，平均的单位面积能耗增加了1.2倍。建筑单位面积用能强度分布向高能耗的 “大型建筑”尖峰转移[27]，是非住宅类城镇建筑单位面积能耗增长的最主要驱动因素。2010年，非住宅类城镇建筑面积约占建筑总面积的17%，而能耗为1.74亿tce，占建筑总能耗的25.6%。

在城镇化进程中，随着公共服务和设施健全，该类建筑面积也将明显增长，参考发达国家该类建筑建设情况，非住宅类城镇建筑面积预计将从目前的79亿m2增加到120亿m2。

非住宅类城镇建筑节能面临的主要问题是当前对于“节能” 的概念认识不清，以为采用了节能技术或节能措施便是建筑节能。而无论如何，只有实际建筑运行能耗数据才能作为评价建筑节能相关工作的标准[28]。基于这个认识，继续强调商业建筑上 “和国外接轨”，“多少年不落后”等观点将把“节能”推向“能耗不降反升”的一面。应将实现实际的节能减排效果和可持续发展作为城市建筑的主要追求目标，从以下技术措施取得的非住宅城镇建筑用能的节能量：

（1）以绿色、生态、低碳为城市发展目标，提倡绿色生活模式，尽可能避免建造大型高能耗建筑，改变商业建筑发展模式，提倡“部分时间、部分空间”的室内环境控制，减少“全时间、全空间”室内环境调控的建筑；

下图是深圳某办公楼的能耗与该地区典型办公建筑用能强度的逐月对比情况。2011年，该办公楼全年总单位面积能耗指标为 57.6kWh/m2（其中单位面积总电耗为51.8kWh/m2）。深圳市写字楼年单位面积平均能耗指标为103.7 kWh/m2。充分利用自然通风和自然采光，提倡“部分时间、部分空间”的室内环境控制是该建筑起到主要作用的节能技术。

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图4 深圳某办公建筑单位面积能耗与典型情况对比

（2）  全面开展大型商业建筑的分项计量，以实际能耗数据为目标实施节能监管，将逐渐发展到用能定额管理，梯级电价；

（3）  推广ESCO（能源服务公司）的模式，改善目前的商业建筑运行管理模式，并促进节能改造；

（4）  积极开发推广创新型节能装备，提高系统效率。如LED 灯具，能量回收型电梯，温度湿度独立控制的空调系统（可降低能耗30%），大型直连变频离心制冷机等。

通过以上的节能技术和措施，参照当前非住宅类城镇建筑用能水平，未来该类建筑用能强度可以实现：办公建筑平均能耗强度降低到70kWh电/m2以下（如前文提到的深圳某办公楼），学校建筑平均能耗强度降低到40kWh电/m2以下，大型商场平均能耗强度降低到120kWh电/m2以下，一般商场平均能耗强度降低到40kWh电/m2以下，旅馆平均能耗强度降低到80kWh电/m2以下。

未来非住宅类城镇建筑面积还有将有所增长，通过新建建筑落实以用能定额为目标的全过程管理，既有建筑推广合同能源管理，发展和推广先进的创新技术，有可能使非住宅城镇建筑（不含北方采暖）用能强度从当前的22.1kgce/ m2，降低到20 kgce/m2，在当前总用能量1.74亿tce情况下，增长至总用能量不超过2.4亿tce。

5、农村住宅用能

农村住宅单位面积用能（包括生物质能）已超过同气候带的城镇住宅用能，但目前农村建筑提供的服务水平远低于城镇住宅。户均总能耗没有明显的变化，而生物质能有被商品能耗取代的趋势（如图）。2010年，农村建筑商品能耗为1.77亿tce，占建筑总能耗的26.1%，生物质能（秸秆、薪柴）的消耗约折合1.39亿tce。

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图5 我国农村住宅用能强度变化趋势

从2000年到2010年农村人口从8.1亿减少到6.7亿人[13]，而人均住房面积增长带来总住房面积的增长。随着城镇化的推进，农村人口将进一步减少，预计未来农村建筑面积将略有增长，从目前的230亿m2增长到240亿m2。

驱动农村建筑用能增长的原因包括两点：（1）生物质能逐渐被商品能替代，居民用电量逐年增加；（2）开展“并村”运动，让从事农业生产的人口住进小区，改变了生活方式，实际不利于其生产和生活。

针对农村住宅不同终端用能类型，未来农村住宅用能应充分利用生物质能解决炊事和北方采暖的需求；利用太阳能解决生活热水的用能需求；充分利用农村环境资源，优化自然通风解决室内降温需求；在服务水平相当的情况下，照明用能强度应控制在和城镇住宅相当的水平；农村家庭住宅面积大于城镇家庭，家电用能强度则会略低于城镇住宅家电用能，未来在6.5kWh/m2以内。

具体而言，在北方发展“无煤村”，南方发展“生态村”：

（1）  北方农村无煤村的技术途径：(a) 房屋改造，加强保温，加强气密，从而减少采暖需热量；发展火炕，充分利用炊事余热；(b) 发展各种太阳能采暖，太阳能生活热水；(c) 秸秆薪柴颗粒压缩技术，实现高密度储存和高效燃烧。

（2）  南方农村“生态村”的技术途径：(a) 房屋改造，在传统农居的基础上进一步改善，通过被动式方法获得舒适的室内环境；(b) 发展沼气池，解决炊事和生活热水；(c) 解决燃烧污染、污水等问题，营造优美的室外环境。

以上的节能技术或措施已有相当多的案例。例如，秦皇岛市石门新村[1]，通过围护结构改造，建造沼气池，利用秸秆气化炉取代传统柴灶和煤炉，加强太阳能利用等措施，年户均生活总能耗为2.1tce，对比未改造的村落3.8tce，商品能用量（电、煤、液化气）大大降低，特别是煤的使用量，仅为对比村的1/10，生物质能利用效率提高，而服务水平也明显提高；而对于生物质利用，目前已有生物质固体压缩成型燃料加工技术、生物质压缩成型颗粒燃烧炉具、SGL气化炉及多联产工艺、低温沼气发酵微生物强化技术等多项技术或设备，充分利用农村生物质资源，能够有效的解决炊事、采暖和生活热水等方面的用能需求。

未来农村建筑面积将不会明显增加，发展以生物质能源和可再生能源为主，辅之以电力和燃气的新型清洁能源系统，有可能将农村住宅商品用能强度从现在的7.7 kgce/m2降低到4.2kgce/m2，总商品用能量从当前的1.77亿tce减少到1亿tce。

6、未来我国建筑用能控制目标

通过分析北方城镇采暖用能，城镇住宅（不含北方采暖）用能，非住宅类城镇建筑（不含北方采暖）用能和农村住宅用能等四类建筑用能的现状和节能技术措施，结合未来人口和建筑面积总量分析，可以得到在可实现的技术和措施下，未来我国建筑用能总量有可能实现的控制目标。

对比当前建筑用能强度和建筑面积，总结各项用能和建筑面积控制目标如表3。在建筑面积从453亿m2增长到600亿m2的情况下，通过大量具体的针对各类型建筑用能特点的节能工作，中国建筑用能总量从当前的6.77亿tce，有可能控制在8.4亿tce以内，符合未来我国建筑用能在10 亿tce以内的控制目标。

表3 我国未来建筑能耗总量规划

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四、总结

建筑用能关系到国家能源安全，社会稳定和经济的可持续发展。本文自上而下的提出了未来建筑能源总量目标，并根据我国建筑用能特点和实际情况，规划各类建筑用能控制目标的技术措施，提出我国建筑节能技术路线：

 

我国能源消耗总量受全球碳减排目标和我国能源供应能力的共同约束。为保障国家能源安全，承担大国责任，我国未来能源消耗总量应该控制在40亿tce以内。根据我国以工业能耗为主能源结构特点，未来建筑能耗应该控制在10亿tce以内；

根据我国各类建筑用能特点，从实际用能现状和可实现的技术或措施出发，自下而上的分析我国建筑用能总量可以达到的目标，即综合北方城镇采暖用能，城镇住宅（不含北方采暖）用能，非住宅类城镇建筑（不含北方采暖）用能和农村住宅用能，未来建筑用能总量有可能控制在8.4亿tce以内；

对于北方城镇建筑采暖，从热源、输送与分配和建筑热需求等三个方面，应该着重抓提高热源效率，落实热改以消除过热现象，改善保温以降低采暖热需求；

引导绿色健康生活方式，是实现城镇住宅（不含北方采暖）用能节能目标的关键措施；尤其是在长江流域应该开发和提倡各种分散的空气源热泵形式，在进一步改善这一地区冬季室内环境的基础上，使其全年采暖空调能耗不超过30kWh/m2；

对于非住宅类城镇建筑（不含北方采暖）用能，新建建筑落实以用能定额为目标的建筑用能全过程管理，既有建筑推广合同能源管理，发展和推广先进的创新技术，实现用能控制目标；

农村建筑用能是最大的不确定因素，发展以生物质能源和可再生能源为主，辅之以电力和燃气等新型清洁能源系统，在北方发展 “无煤村”，南方发展“生态村”，应作为新农村建设的主要目标之一。

中国建筑能源消耗不可能走欧美发达国家的发展模式。中国建筑节能技术路线应是：从我国建筑用能特点出发，结合我国城镇化发展大背景，具体落实各类建筑用能指标，从实际用能数据出发，从具体的每一类建筑的实际特点出发，“自下而上”全面落实、实现我们的建筑节能宏大目标。

——清华大学建筑节能研究中心  江亿 彭琛  燕达