導(dǎo)語：建筑節(jié)能思考管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：建筑節(jié)能應(yīng)處理好圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能與建筑設(shè)備節(jié)能、單體設(shè)備節(jié)能與系統(tǒng)節(jié)能、建筑節(jié)能與室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)（IEQ）以及節(jié)能與節(jié)電的關(guān)系。同時，應(yīng)建立科學(xué)、合理和簡單的建筑節(jié)能評價體系。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能評價體系室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)

1概述

發(fā)達國家的能源統(tǒng)計，是按產(chǎn)業(yè)（Industry）、交通（Transportation）、居民和商業(yè)等四個部門統(tǒng)計。因此，很容易得到建筑能耗數(shù)據(jù)，即居民（Residential）和商業(yè)（Commercial）能耗之和。其建筑能耗一般占全國總能耗的三分之一左右。如美國，2000年的建筑能耗占全美總能耗的35％。但我國的能源統(tǒng)計模式與發(fā)達國家不同，是分工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸及郵電通訊、批發(fā)零售、生活消費和其它等多個部門統(tǒng)計。如果將后三個部門的能耗當(dāng)作建筑使用能耗，則我國的建筑能耗在總能耗中的比例多年來一直在20%左右。2000年為20.4％。而我國建設(shè)部公布的2000年建筑能耗比例數(shù)字是27.6%。建設(shè)部的數(shù)字中包括了建材工業(yè)的能耗，實際是廣義建筑能耗。此外，還有好幾個版本的比例數(shù)字。

其次，在很多建筑中，也沒有區(qū)分各部分能耗。比如，通常認為在公共建筑中，空調(diào)采暖的能耗在總能耗中占最大比例。其實這一結(jié)論在我國并沒有實際數(shù)據(jù)的支持。因為國內(nèi)建筑物中能耗計量很粗糙，一般只有冷水機組有單獨的功率表，而空調(diào)的末端裝置和輸送系統(tǒng)的耗能無法與其它動力設(shè)備和照明的耗能區(qū)分開來。在工業(yè)建筑中，傳統(tǒng)上又把空調(diào)等建筑設(shè)備能耗計入生產(chǎn)能耗。筆者曾經(jīng)引用過日本建筑環(huán)境·省能機構(gòu)統(tǒng)計得到的辦公樓中各部分能耗比例的調(diào)查結(jié)果，但這一數(shù)據(jù)在被許多文章多次轉(zhuǎn)引之后，以訛傳訛，變成“上海地區(qū)辦公樓能耗比例”，甚至進入某些正式的研究報告和文件。

在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和能耗現(xiàn)狀不清的情況下，難以恰當(dāng)?shù)卮_定建筑節(jié)能的目標(biāo)（例如，在某一時間節(jié)點基礎(chǔ)上的節(jié)能率），也難以恰當(dāng)?shù)胤峙涓鞑糠值墓?jié)能率（例如，總節(jié)能率中圍護結(jié)構(gòu)、照明、空調(diào)各承擔(dān)多少）。

圖1某高層辦公大樓全年能耗分布

圖1是上海某高層辦公樓全年的總能耗曲線。可以發(fā)現(xiàn)，圖1的能耗曲線有兩個最低點，分別出現(xiàn)在4月和11月。在上海地區(qū)，這兩個月是氣候最宜人的時期，一般來說建筑物既不需要采暖，也不需要供冷。取這兩個月能耗量的平均值，在曲線圖上劃一道水平線（圖2-17中的虛線）?？梢哉J為，這道水平線以上由曲線所圍成的面積就是該大樓采暖空調(diào)所消耗的能量；水平線以下的矩形面積則是照明和其它動力設(shè)備（如電梯）所消耗的能量。

因此，可以把照明、插座、電梯等設(shè)備能耗當(dāng)作穩(wěn)定能耗。盡管冬季晝短夜長，夏季則相反，人們使用照明的時間有一些差別，但在現(xiàn)代商用建筑中從全年能耗角度來看，這種差別并不明顯。而采暖和空調(diào)的能耗是變動的、不穩(wěn)定的能耗，它不但隨氣候區(qū)變化，而且隨建筑類型、形狀、結(jié)構(gòu)和使用情況變化，甚至今天和明天都會有所不同。這就給建筑節(jié)能工作帶來了復(fù)雜性和多樣性，但同時也是建筑物中節(jié)能潛力最大的部分。

在美國，建筑能耗統(tǒng)計是由政府進行的，在日本，則是由專業(yè)學(xué)會和學(xué)術(shù)團體完成的。但在中國，還沒有像美、日等發(fā)達國家那樣大規(guī)模地進行建筑能耗調(diào)查。因此，大多數(shù)節(jié)能政策制定者和從事建筑節(jié)能的研究者都不能像發(fā)達國家那樣對全國或一個城市的建筑能耗情況了如指掌。而由于缺乏必要的檢測計量手段，許多建筑樓宇的物業(yè)管理人員對自己所管理的建筑各部分能耗情況也是心中無數(shù)。因此，建筑節(jié)能必須從計量做起。

2結(jié)構(gòu)節(jié)能與空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

圍護結(jié)構(gòu)采取節(jié)能措施，是建筑節(jié)能的基礎(chǔ)。由于我國建筑節(jié)能是從采暖居住建筑起步的，因此，建筑節(jié)能首先考慮加強圍護結(jié)構(gòu)保溫?zé)o疑是正確的決策。從管理的角度看，可以對圍護結(jié)構(gòu)制訂限定性指標(biāo)，易于評價。但是，建筑節(jié)能的關(guān)鍵是空調(diào)采暖系統(tǒng)的效率，最終的節(jié)能量也要從空調(diào)采暖系統(tǒng)來體現(xiàn)。北方地區(qū)在墻改之后又發(fā)展到熱改。如果沒有調(diào)節(jié)閥和熱計量，圍護結(jié)構(gòu)保溫越好，可能浪費的熱量越多。

圖2采用不同形式窗戶的空調(diào)總冷負荷（MWh）

圖3不同墻體傳熱系數(shù)條件下的全年總負荷（MWh）

而在間歇運行的空調(diào)建筑中，在空調(diào)關(guān)機之后，室溫升高，當(dāng)室外氣溫低于室溫時，通過圍護結(jié)構(gòu)的逆向傳熱可以降低第二天空調(diào)的啟動負荷。因此，圍護結(jié)構(gòu)保溫越好，蓄熱量越大，空調(diào)負荷也越大（見圖2）。

對公共建筑而言，圍護結(jié)構(gòu)形成的負荷在總負荷中所占比例很小，因此，圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能潛力有限。

從圖3中可以看出，墻體傳熱系數(shù)降低40％，所得到的節(jié)能率最大8.1％（哈爾濱），最小2.8%（廣州）?？梢姡诠步ㄖ?jié)能中重要的環(huán)節(jié)是降低內(nèi)部負荷、減少內(nèi)部發(fā)熱量。例如，在保證照度的前提下降低照明負荷，既降低照明耗電，又降低空調(diào)負荷，可謂一舉兩得。

3節(jié)能與室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)

非典之后，人們的健康意識和自我保護意識增強，對室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)提出更高的要求。

我國大城市80％以上的公共建筑中的空調(diào)末端（AHU）僅有一級粗效過濾，有的甚至只有一層濾網(wǎng)。而根據(jù)美國ASHRAE標(biāo)準62-2001，應(yīng)在冷卻盤管或其具有濕表面的處理設(shè)備的前端加設(shè)最小效率（MERV,MinimumEfficiencyReportingValue）不低于6的除塵過濾器或者凈化器。歐洲標(biāo)準也要求AHU過濾器達到F7標(biāo)準。即需要有粗效和中效兩級過濾。整個風(fēng)系統(tǒng)阻力至少比現(xiàn)在增加200Pa。假定一臺3600m3/h的空調(diào)箱，全年運行，要增加耗電量2500kWh。

另外，很多大樓的空調(diào)新風(fēng)量也沒有達到規(guī)范的要求。而且，非典之后，一些新建大樓的業(yè)主對新風(fēng)量提出了超出規(guī)范的要求。新風(fēng)負荷占空調(diào)負荷的20～30％，加大新風(fēng)量就意味著能耗的增加。

在公共建筑中，室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)直接影響用戶的舒適、健康和工作效率。對大樓管理者來說，這是“開源”。而建筑節(jié)能則是降低運營成本，是“節(jié)流”。開源和節(jié)流應(yīng)該是相輔相成。

因此，建筑節(jié)能工作要以室內(nèi)環(huán)境為底線。一方面，建筑節(jié)能決不能以犧牲室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)為代價；另一方面，對不合理的環(huán)境消費（例如夏季過低和冬季過高的環(huán)境溫度、過大的新風(fēng)量、邊使用空調(diào)邊開窗等）行為，即不合理的用能，則應(yīng)該改變。

解決節(jié)能與室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)矛盾還可以采用很多新技術(shù)或原有技術(shù)的集成。例如，獨立新風(fēng)系統(tǒng)（DOAS）、輻射吊頂＋置換送風(fēng)系統(tǒng)、除濕空調(diào)系統(tǒng)等。

4節(jié)能與節(jié)電

2003年夏季高溫期間全國19個省市嚴重缺電和美國加拿大部分地區(qū)的大停電事故為我們敲響了警鐘，電力空調(diào)的應(yīng)用關(guān)系到電網(wǎng)安全，因此，在節(jié)能的同時還要關(guān)注節(jié)電。

某些節(jié)能技術(shù)可能可以降低全年建筑能耗，但卻不節(jié)電。例如本文第2節(jié)所論述的圍護結(jié)構(gòu)保溫就是如此。在傳統(tǒng)的空調(diào)能源結(jié)構(gòu)中，夏季用電供冷、冬季用一次能源供熱。對于采暖為主的地區(qū)，加強圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱可以降低全年能耗（例如哈爾濱）；而在供冷為主的地區(qū)，加強圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱的總節(jié)能效果有限，反而會增加空調(diào)能（電）耗。

某些技術(shù)可能能耗稍大，但是可以使用清潔能源，對保護環(huán)境有利。例如，燃氣直燃機在國內(nèi)一直被很多人視為“節(jié)電不節(jié)能”。但是，直燃機不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然氣對環(huán)境影響極小、溫室氣體排放極低，從而被世界各國當(dāng)作一項綠色技術(shù)。夏季利用低谷燃氣、平整高峰電力負荷，可以使電力和燃氣得到“雙贏”。

某些技術(shù)可能在微觀層面上不節(jié)能、但在宏觀層面上卻是節(jié)能的。例如蓄冰空調(diào)，利用夜間低谷電力制冰時制冷機組的COP值降低。在用戶側(cè)，如果沒有合理的峰谷差價，則蓄冰空調(diào)是既不節(jié)能又費錢。但在發(fā)電側(cè)，大量蓄冰空調(diào)的使用填平了夜間電力負荷低谷，使發(fā)電機組常時處于高發(fā)和滿發(fā)，發(fā)電煤耗下降。滿負荷工況與40％部分負荷工況相比，30萬千瓦發(fā)電機組可以節(jié)能15.7％。同時，發(fā)電設(shè)備的利用率提高。發(fā)達國家電力平均年負荷率為66.6%，我國發(fā)電設(shè)備年平均負荷率1999年達到最低值50％。以后逐年有所上升，2002年達到54.8％。與發(fā)達國家相比還有很大差距。

因此，建筑節(jié)能工作需要在能源、環(huán)境、經(jīng)濟、技術(shù)等各個方面進行權(quán)衡，這應(yīng)該成為建筑節(jié)能工作者的一項基本素質(zhì)。

5設(shè)備節(jié)能和系統(tǒng)節(jié)能

節(jié)能設(shè)備不一定能連成節(jié)能系統(tǒng)。例如，空調(diào)冷水系統(tǒng)的揚程與樓高無關(guān)，一般在30m～40m。如果水泵的揚程選擇過大，定水量系統(tǒng)中會使流量過大，水溫差往往只有2～3℃。這時測得的離心機COP僅在2～3之間。這說明，空調(diào)系統(tǒng)的配置合理是系統(tǒng)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。

我國正在積極推廣建筑熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。但在熱電冷聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用上，存在一些誤區(qū)。似乎凡熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)就一定是節(jié)能系統(tǒng)。筆者認為，熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵并不在于其動力裝置用微型燃氣輪機還是用內(nèi)燃機，也不在于其理論效率有多高。實際上如果系統(tǒng)配置不當(dāng)，熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能效益便完全不能發(fā)揮。熱電冷聯(lián)產(chǎn)的理論效率達到70％或80％的前提是設(shè)備滿負荷運行。在我國熱電聯(lián)產(chǎn)電力尚不允許上網(wǎng)的條件下，還必須將熱電聯(lián)產(chǎn)所發(fā)電力和所產(chǎn)熱量全部用掉，才能體現(xiàn)出效益。

熱電聯(lián)產(chǎn)機組的產(chǎn)熱和發(fā)電之間存在著平衡關(guān)系。取得的熱量多、得熱的品位（溫度）高，就勢必要降低發(fā)電效率；反之亦然。無論從熱力學(xué)第一定律還是從熱力學(xué)第二定律的觀點分析，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)都應(yīng)該充分發(fā)揮發(fā)電效率、充分利用排熱，而不應(yīng)該是相反。

圖4微燃機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)全供冷模式

（直燃機熱力制冷＋離心機電力制冷）

圖5電動離心式制冷機能流圖

圖6微燃機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)全供冷模式

（雙效吸收機熱力制冷＋離心機電力制冷）

假定某建筑的微型燃氣輪機熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)熱和發(fā)電完全用來為大樓供冷，分別采用熱力制冷和電力制冷。其能流圖見圖4。在圖4的模式下，總一次能效率為1.51。因為在熱力制冷部分采用了直燃機，就必須使微燃機排氣溫度達到500℃以上，而此時發(fā)電效率只有13～15％。

與傳統(tǒng)電制冷相比，用離心機制冷的能流圖見圖5。

可見其一次能效率（1.5）與熱電冷聯(lián)產(chǎn)基本持平。說明對熱電聯(lián)產(chǎn)機組和直燃機的投資是無效投資。而如果要提高發(fā)電效率，則相應(yīng)的排氣溫度比較低，只適于采用熱力制冷效率比較低的吸收式制冷機。（見圖6）

圖6中的供冷一次能利用率高于傳統(tǒng)電制冷。

由此可見，熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的本質(zhì)是回收發(fā)電系統(tǒng)過去被丟棄的排熱、廢熱或余熱，以提高綜合能效。即在保證發(fā)電效率的前提下充分利用余熱。如果為了用熱而抑電，就是本末倒置了。尤其是樓宇熱電冷聯(lián)產(chǎn)，所用的發(fā)電機組功率比較小，效率遠遠比不上大型電廠的大發(fā)電機組。它的優(yōu)勢在于綜合效率和就近供能。而發(fā)揮其綜合效率的關(guān)鍵是系統(tǒng)合理的配置和科學(xué)的運行。

在建筑節(jié)能中，選擇設(shè)備不僅要看它在額定工況下的效率，更要看它在部分負荷條件下的效率。對制冷機而言，就是綜合部分負荷值（IPLV）。

制冷機的綜合部分負荷值IPLV在空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中是一個十分重要的參數(shù)。我國的制冷機標(biāo)準中基本沿用了美國空調(diào)與制冷學(xué)會（ARI）標(biāo)準。而ARI最初制訂IPLV標(biāo)準時是用美國亞特蘭大市的氣象參數(shù)、通過對一幢假想辦公樓的模擬計算得到的。即使對美國的不同氣候區(qū)，這一IPLV都不能完全適用，ARI用不同緯度的美國29個城市的數(shù)據(jù)得到新的IPLV（ARI550.590-1998）。因為沒有自己的數(shù)據(jù)，我國新版的制冷機標(biāo)準中沒有IPLV。

筆者根據(jù)我國的氣象參數(shù)，用實測數(shù)據(jù)和計算機模擬的方法，得到適應(yīng)我國氣候特點的平均IPLV。

對IPLV的研究，還要進一步深入。

6建筑節(jié)能的評價

開展建筑節(jié)能，需要建立一套科學(xué)的建筑能效評價體系。我國基本上還在沿用按建筑面積平均的能耗絕對值的評價方法。這種評價方法屬于靜態(tài)評價，對不同檔次、不同用途的建筑很難區(qū)分在建筑節(jié)能方面孰優(yōu)孰劣。在上海市地方標(biāo)準《集中式空調(diào)系統(tǒng)（中央空調(diào)）合理用能技術(shù)要求與運行管理》中引用了日本建設(shè)省所推行的PAL/CEC方法。

所謂PAL，是PerimeterAnnualLoad的縮寫，即“全年熱負荷系數(shù)”：

另外還有設(shè)備系統(tǒng)能量消費系數(shù)（CEC，CoefficientofEnergyConsumption）。分別有空調(diào)、換氣、照明、電梯和供熱水5個能耗系數(shù)。以空調(diào)能耗系數(shù)CEC/AC為例，表達式為：

很明顯，能量消費系數(shù)CEC實際上是建筑設(shè)備系統(tǒng)全年能效的倒數(shù)。因此，用PAL能夠評價建筑物圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，而用CEC則可以更直接地評價建筑的能量轉(zhuǎn)換效率。PAL和CEC反映了動態(tài)節(jié)能的思想和轉(zhuǎn)換效率的思想，是一種性能性指標(biāo)。

7結(jié)論

空調(diào)公共建筑的節(jié)能，是一個比較復(fù)雜的課題。必須建立動態(tài)節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能的思想，正確處理好幾對看似矛盾的關(guān)系。有很多中國特有的建筑節(jié)能課題等待我們?nèi)パ芯俊?/p>

主要參考文獻

[1]龍惟定：國內(nèi)建筑合理用能的現(xiàn)狀及展望，能源工程，2001年02期，1～6

[2]龍惟定：我國的能源形勢和建筑節(jié)能，第十一屆全國空調(diào)技術(shù)信息網(wǎng)大會論文集，ISBN7-112-04658-0，中國建筑工業(yè)出版社，2001/05

[3]H.Zhou,W.Long,ThePartLoadPerformanceStudyofWater-CooledChilleratChineseClimateZone,Proceedingsof21stIIRInternationalCongressofRefrigeration,WashingtonD.C.,Aug.2003