中國建筑能耗的總體情況在持續(xù)增長，從2000年到2012年，中國的建筑面積從270多億平方增加到510億平方，2000年后建成面積占已有面積的45%，所以中國城鎮(zhèn)建筑大部分是新建建筑。我們的建筑總能耗從2.91噸左右增加到了7.61噸，這是商品能耗，占全國總能耗的20%。這個(gè)數(shù)據(jù)來自于剛剛發(fā)布的清華大學(xué)報(bào)告，跟很多專家講的數(shù)據(jù)不一樣，其差別原因在于計(jì)算的能耗是一次能耗還是終端能耗。這里所指的是一次能耗。因?yàn)樵谥袊泥l(xiāng)村，每年大約有一億噸標(biāo)煤的建筑能耗是不計(jì)入市場(chǎng)能耗的，所以我們的建筑能耗在持續(xù)增長。
同時(shí)也應(yīng)該看到，中國的單位建筑能耗呈現(xiàn)不同現(xiàn)狀。一方面是中國的北方采暖建筑居住能耗在持續(xù)下降。為什么？中國政府從上世紀(jì)八十年代開始注重建筑節(jié)能，從圍護(hù)結(jié)構(gòu)做起，二次磚墻做了三期，增加內(nèi)保溫、外保溫，夾心保溫。我們所使用的窗戶從6.4的門窗逐漸過渡到了節(jié)能門窗的出現(xiàn)，盡管還沒有達(dá)到我們今天想達(dá)到的目標(biāo)。
但是，我們也應(yīng)該看到我們城市戶均的建筑能耗在增加，其原因在于人戶均的建筑面積在增加。每家每戶從過去每人十多平方，到現(xiàn)在中國城市人口平均人均建筑面積達(dá)到35平方左右，農(nóng)村的建筑環(huán)境質(zhì)量也在提高，所以農(nóng)村建筑能耗也在增長。這樣，單位面積除了采暖以外，其他的能耗都呈現(xiàn)增加的狀態(tài)。特別是對(duì)空調(diào)建筑來說，過去東北地區(qū)、寒冷地區(qū)夏季是不提供空調(diào)的，建筑也沒有進(jìn)行空調(diào)的設(shè)計(jì)，所以一旦產(chǎn)生安裝能耗的時(shí)候，空調(diào)能耗增長很快。最終的結(jié)果就是中國的建筑能耗增長放慢，而人均建筑面積和人均建筑能耗持續(xù)增加。所以，我們的生活質(zhì)量特別是城鎮(zhèn)的生活質(zhì)量不斷提升，相當(dāng)一部分是以能耗增加作為代價(jià)的。
盡管在經(jīng)濟(jì)調(diào)整期，建筑功能面積有所變化，但是在過去十多年，幾乎每年大約有15億至25億增長的新建筑面積，很多的城市呈現(xiàn)了棚戶區(qū)改造，大片大片的正如大家議論到的建筑使用壽命、功能壽命還沒有到期，但是由于它的實(shí)用功能已經(jīng)不能滿足今天生活質(zhì)量的需求，這些建筑就被拆除掉了，也就出現(xiàn)了很多上世紀(jì)七十年代、八十年代初期所建的城市住宅在今天的生活標(biāo)準(zhǔn)下拆掉了。這樣，就出現(xiàn)了城鎮(zhèn)大面積、高密度的高層住宅。一方面增加了建筑能耗，另一方面未來是否會(huì)增加環(huán)境問題，是我們行業(yè)越來越關(guān)注的問題。
所以，從北方采暖地區(qū)建筑可以看到，單位能耗在降低，公用建筑單位面積能耗在增加。當(dāng)然，城鎮(zhèn)住宅也好，鄉(xiāng)村、農(nóng)村住宅也好，戶均能耗也在增加，這就是中國目前建筑能耗的現(xiàn)狀。所以中國建筑節(jié)能任重道遠(yuǎn)，還需要去做更多的努力。
經(jīng)過三年的研究，《關(guān)于中國建筑能耗控制目標(biāo)的技術(shù)路線圖》小組得到了以下基本數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)，編制出了中國建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)，正在送審、評(píng)審。城鄉(xiāng)建筑業(yè)在實(shí)際增長，我們希望通過提高建筑的品質(zhì)來改善老百姓的生活，而不是通過持續(xù)增加面積的方法。有些城鎮(zhèn)的高層住宅戶均面積由100m2、120m2、200m2甚至有的戶型達(dá)到300m2，我們想控制這個(gè)面積增長，以使得這樣的總面積控制在600億平方米左右，就是按15億人口計(jì)算，全國人均大約40平方米。
全國建筑運(yùn)行商品能耗總量為7.6億噸，期望未來可以控制在8.4億噸，為什么還要增加這么多，給的余量才不到1億噸呢？我們希望面積增加的時(shí)候，能控制的降低單位面積能耗就是提高建筑門窗能耗的水平，降低門窗能耗、降低外墻以及屋內(nèi)等等的能耗。如果說不能控制住這個(gè)總面積和全面推廣節(jié)能建筑，就有可能超過10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這個(gè)可能性是存在的，所以中國建筑節(jié)能的壓力最大。
中國的建筑節(jié)能發(fā)展方向?yàn)楹危烤褪堑湍芎慕ㄖｋS著經(jīng)濟(jì)水平的提高，全面推行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，我們應(yīng)該逐漸地推廣、普及、建設(shè)被動(dòng)低能耗建筑。我認(rèn)為應(yīng)從以下方面著手：
第一，要做好房子。以建造與地域氣候條件和太陽輻射資源相適應(yīng)的低能耗建筑物，這是我們建筑師應(yīng)首當(dāng)其沖的。
第二個(gè)，應(yīng)該做研發(fā)、設(shè)計(jì)、安裝、高效的建筑用能設(shè)備系統(tǒng)。這是從事傳統(tǒng)冷風(fēng)系統(tǒng)、采暖通風(fēng)空調(diào)專業(yè)人員應(yīng)做的份內(nèi)事。當(dāng)然我們也要研發(fā)采用太陽能和再生替代能源系統(tǒng)，這既包括被動(dòng)房的太陽能利用，也包括主動(dòng)式系統(tǒng)太陽能利用，還有低溫采暖供熱系統(tǒng)，特別是在農(nóng)村和西部地區(qū)。
在中國的建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)圖中，嚴(yán)寒地區(qū)、過于寒冷地區(qū)，一般來說要降低的是采暖能耗，而對(duì)于寒冷氣候區(qū)，應(yīng)該推行一種超低采暖能耗；而在夏暖冬冷地區(qū)，應(yīng)從建筑被動(dòng)的設(shè)計(jì)手段，實(shí)現(xiàn)超低采暖能耗；在西部的青藏高原以及西北地區(qū)，應(yīng)該是推廣太陽能建筑，利用太陽能建筑實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的采暖能耗；在夏熱冬冷地區(qū)，應(yīng)該降低空調(diào)能耗。所有這些都與我們提高建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能、保溫性能密切相關(guān)，它既包括外墻、屋頂，更包括門窗，也包括玻璃幕墻。
最近出現(xiàn)一個(gè)新的概念，在西方七國甚至在歐盟正在流行的“零能耗建筑”，簡(jiǎn)稱ZEB。將建筑物所消耗的一次性能源，通過提高建筑物、設(shè)備的節(jié)能以及再生能源的利用予以削減，使得一年的一次性能源實(shí)際消耗量為零或接近于零的建筑。這一概念的前半截講的是降低建筑能耗，這是一個(gè)非常值得我們學(xué)習(xí)的部分，但后一部分，我們要慎重考慮。這個(gè)零能耗的建筑，西方七國要在2020年所有新建建筑標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)，2030年所有的建筑都要推行。但是問題在于它所說的“零”并不是建筑的消耗壽命，而是通過太陽能光伏等可再生資源系統(tǒng)來補(bǔ)充。所以這個(gè)成本有多高，地產(chǎn)商們應(yīng)該很清楚。如果把消耗的部分能量利用太陽能光伏系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償，投資過大，目前在中國還不是很適應(yīng)。當(dāng)然中國的城鄉(xiāng)建設(shè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)很大，花大量的錢購買光伏系統(tǒng)目前也是難以實(shí)現(xiàn)的。
眾所周知，中國在過去這些年已經(jīng)采取了建筑節(jié)能措施。從86年起編定了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，到90年代初期開始強(qiáng)制推廣，城鎮(zhèn)居住建筑面積能耗逐年降低。當(dāng)然，我們也編制了大型公共建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)，但是實(shí)現(xiàn)的效果遠(yuǎn)低于居住建筑，原因在于影響公共建筑能耗的原因不僅僅是空氣與太陽輻射，還與公共建筑高強(qiáng)度的內(nèi)熱源相關(guān)。我們目前的建筑師還沒有很高效的手段來通過建筑設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)降低目標(biāo)。
因此，從技術(shù)導(dǎo)向來說，中國一直推行今天倡導(dǎo)的被動(dòng)低能耗建筑，在造價(jià)成本允許的情況下，應(yīng)盡可能首先提高建筑外墻、屋頂?shù)母魺嵝阅芑蛘邿嵩葱阅埽黄浯伍_始逐漸提升和推廣高熱性能建筑的門窗與幕墻產(chǎn)品。建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，包括輕質(zhì)和重質(zhì)，節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些都有明確的規(guī)定，而且標(biāo)準(zhǔn)由30%至50%、60%、70%在逐漸提高。
這里面有一個(gè)簡(jiǎn)單的背景，就是建筑門窗與外墻、屋頂面積的簡(jiǎn)單對(duì)比。如果我們按照中國民用建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)普通民用建筑來說，門窗與外墻、屋頂面積比是1：4左右，高層寫字樓大概是1：2.5-3.5，對(duì)高檔寫字樓來說要1：1.5-2。但是門窗和外墻能耗比剛好是相反的，對(duì)普通的高層住宅，門窗和外墻能耗比例是1.5：1，普通高層住宅是1.6：1，高檔寫字樓比例要高到2.0：1，顯然提高門窗熱性能更容易實(shí)現(xiàn)更高的節(jié)能目標(biāo)，這個(gè)是我們今天從政策方面、技術(shù)方面強(qiáng)力推行節(jié)能門窗的根本原因。
所以說，中國建筑技術(shù)導(dǎo)向的第三個(gè)方面就是我們也要研發(fā)推廣高效的供熱、供冷系統(tǒng)，包括余熱利用、工業(yè)廢氣利用以及節(jié)能技術(shù)等等。我們要從各個(gè)方面推行主動(dòng)、被動(dòng)利用太陽能可再生資源。從九五、十五一直到今天以及未來的“十三五”，這在我們國家科研計(jì)劃當(dāng)中一直是重點(diǎn)支持的科研方向，“十三五”期間將依然如此。事實(shí)上在中國的鄉(xiāng)村地區(qū)、西部地區(qū)被動(dòng)利用太陽能已經(jīng)做到了相當(dāng)?shù)乃胶鸵?guī)模。
當(dāng)然，我們還應(yīng)該提高建筑師的節(jié)能設(shè)計(jì)能力和水平，我們應(yīng)該動(dòng)員所有建筑師參與到建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中間來。一個(gè)高水平的建筑師處理太陽能的方法和一個(gè)簡(jiǎn)單的使用幕墻處理太陽能的辦法完全是不一樣的，既不美觀，又消耗更多的能耗。
我們還要關(guān)注鄉(xiāng)村建筑的提升，控制建筑能耗快速增長。應(yīng)該研發(fā)推廣適合于鄉(xiāng)村地區(qū)的建筑節(jié)能技術(shù)，包括節(jié)能門窗，畢竟鄉(xiāng)村地區(qū)和城鎮(zhèn)地區(qū)有極大的文化差異和經(jīng)濟(jì)差異，門窗設(shè)計(jì)應(yīng)該更實(shí)用、更節(jié)能。
中國建筑節(jié)能發(fā)展預(yù)期是非常美好的，中央和地方各級(jí)政府已經(jīng)開始主導(dǎo)建筑節(jié)能工作，我們?nèi)竦慕ㄖ?jié)能意識(shí)逐步加強(qiáng)，中國公民現(xiàn)在90%以上都能理解什么叫建筑節(jié)能，這在十年前、二十年前是不可想象的。
當(dāng)然，建筑節(jié)能的產(chǎn)品制造商，包括節(jié)能門窗、節(jié)能材料、房地產(chǎn)商、建筑設(shè)計(jì)、施工企業(yè)已經(jīng)齊心協(xié)力行動(dòng)起來了。建筑節(jié)能是和建筑行業(yè)每個(gè)專業(yè)都密切相關(guān)的，無論城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料以及建筑門窗都密切相關(guān)。我們能看到政府總理每年度會(huì)召開一次節(jié)能減排以及應(yīng)對(duì)氣候變化的會(huì)議，包括河北省省政府和保定市政府、高碑店市政府，就我本人三年來就參加三次有關(guān)建筑節(jié)能以及建筑節(jié)能門窗的會(huì)議。我相信，有全社會(huì)的共同努力，中國建筑節(jié)能的目標(biāo)一定能夠?qū)崿F(xiàn)！
作者介紹：劉加平院士主要從事建筑節(jié)能和綠色建筑領(lǐng)域的教學(xué)、研究和工程應(yīng)用，在西部低能耗與綠色建筑模式、太陽能建筑設(shè)計(jì)方法等方面做出突出成果，并獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)一項(xiàng)，世界人居獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)兩項(xiàng)。
