山西省建筑节能技术路线图研究
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第2章 形势与任务

2.1 面临的形势

2.1.1 国际形势

全球气候变化是当今以及今后长时期内人类所面临的最严峻的环境与发展挑战,建筑是节能减排、应对气候变化最重要的领域之一,建筑节能已是世界性的大潮流,在很多国家已经被置于举足轻重的地位。

美国政府对建筑节能环保十分重视。政府制定了行业和产品标准、开发和推荐能源技术,注重标准的先进性、实用性和合理定位。1998年,美国绿色建筑协会创立了以节能为主旨的《绿色建筑评估体系》,成为目前世界各国中最具有影响力的建筑环保评估标准。美国的建筑节能从两方面入手:首先是建筑物热工性能,提高建筑围护结构的保温隔热性能、采用高密闭性能的门窗和充分利用自然通风、太阳能等节能环保措施降低采暖和空调能耗;其次,对能耗系统和设备的能源效率作进一步的优化设计使用。美国政府积极推广新能源、无污染能源技术的使用,制定一系列减税优惠政策,刺激太阳能等新能源的研究发展。在学校、医院等公共建筑部门使用太阳能,光电池板收集的光能同时用来照明、热水供应,实现了光能到电能的转化。

在欧洲,低耗能高舒适的建筑十分常见,在外墙、屋面、门窗、玻璃、空调系统等方面运用了大量的节能材料和节能新技术,在建筑使用过程中,尽量采用自然送新风方式,减少建筑能耗降低运营费用。2004年英国政府实施百万“绿色住宅”建筑计划;德国政府制定了严格的建筑围护结构热工指标、建筑物CO2浓度排放量、建筑规划设计等标准,大力推广清洁能源、可再生能源使用,为节能环保工程提供低利率贷款,积极发展低碳环保项目和建筑节能改造项目。谈国内外建筑节能研究现状.徐鹏程,顾平道.《山西建筑》,41卷第22期,2015年8月。

近年来,在一些发达国家,有机建筑、可持续建筑、零能耗建筑纷纷涌现,尤其是超低能耗正在成为全球建筑节能的发展趋势。

被动式超低能耗建筑是国际上近年来快速发展的能效高且居住舒适的建筑,在日益严重的能源危机和环境污染的背景下,它是应对气候变化、节能减排的最重要途径,代表了世界建筑节能的发展方向,各发达国家提出近零能耗发展目标。北美目前共有零能耗项目3339个,涉及用户6177个单元。美国2009年10月发布了“在环境、能源、经济效益的联邦领先措施”,要求自2020年起,所有计划新建或租赁的联邦建筑须以建筑物达到零能耗为导向进行设计,使建筑物可在2030年达到近零能耗。联邦政府资产的购买或租赁中需将零能耗作为考核指标之一。到2040年50%的商业建筑达到零能耗;2050年所有美国商业建筑达到近零能耗。

欧盟2002年制定了建筑能效指令,2010年修订的建筑能效指令提出到2020年欧洲大陆所有新建建筑都必须达到近零能耗水平。目前,欧洲已有27个国家在实施这一能效指令,并且各国都有自己的分目标。其中,德国提出2019年起政府部门拥有或使用的建筑达到近零能耗,2021年起新建建筑达到近零能耗,2050年所有存量建筑达到近零能耗。英国要求2016年后新建建筑达到零能耗,2019年后公共建筑达到零能耗。

在东亚,日本制定了到2030年从基准建筑、超低能耗、近零能耗到零能耗的建筑节能政策路线图。2020年新建公共建筑实现近零能耗,2030年所有新建建筑为近零能耗建筑。韩国2014年7月颁布《应对气候变化的零能耗建筑行动计划》,制定了相应的促进政策和激励措施,并提出2025年全面实现零能耗建筑目标。

显然,在过去的10多年中,被动式超低能耗绿色建筑作为一种低能耗和极高舒适度的节能建筑,被一些国家和组织确定为国家住宅标准或未来城市发展规划的方向,成为国际上节能建筑的潮流和趋势,在世界各地得到高度关注和迅速推广应用。

2.1.2 国内形势

我国建筑节能起步较晚,从2005年才开始全面推行建筑节能标准,近年来在推广建筑节能技术、建立相关标准体系、加强立法方面做了大量工作,建筑节能成效显著,为国家实现节能减排目标做出重要贡献。

2015年,我国绿色建筑保持强劲发展势头,获得绿色建筑标识的项目数量大幅增加。住房和城乡建设部发布公告显示,截至2015年12月10日,全国绿色建筑标识项目累计总数已有3636项,其中2015年新增1098项,创历年同期新高。绿色建筑的快速发展,与政策的大力扶持密不可分。

截至2015年年底,全国共31个省市编制了绿色建筑实施方案,并采取多种类型的强制政策、鼓励政策,部分省份还将发展绿色建筑提升至法律层面。但是,由于我国从2008年才开始逐步推广绿色建筑,目前仍存发展水平和质量不高、总量规模偏少、地区发展不平衡、大部分停留在设计阶段等问题,绿色建筑的综合效益尚未充分发挥。

推进住宅产业化、发展装配式建筑是建设领域实现节能减排的有效途径。2015年,我国住宅产业化得到很大发展。顶层设计进一步完善,住房和城乡建设部发布了《关于印发建筑产业现代化国家建筑标准设计体系的通知》,意味着推行产业化首次有了国家标准设计体系,为产业化发展提供有力的技术支撑。

各地政府高度重视,继续加大扶持力度,相关政策不断出台,据不完全统计,目前全国已有30多个省市出台了专门的指导意见和配套措施。作为市场主体的企业,一改早先的观望态度,纷纷顺应大趋势试水产业化,积极推广预制住宅、装配式建筑理念,加大研发力度,努力开拓市场,加速推进产业化发展。在各方的共同推动下,产业化住宅面积大幅增长,行业整体呈现良好发展态势。

2015年全国新开工装配式建筑面积大概在3500万到4500万平方米之间,近三年新建预制构件厂约100多个。全国已有国家住宅产业化基地56个,住宅产业化试点城市11个。

虽然我国在建筑节能领域已取得显著成效,但目前全国城镇既有建筑中不节能建筑占比依然较高,建筑节能整个体系还不完整,存在建筑节能理念宣传不够,部分城市建筑节能发展缓慢,重建筑节能设计轻施工、监理、竣工验收环节的管理,建筑节能水平与发达国家相比仍有不小差距等突出问题。相比欧美、日本等发达国家,国内住宅产业化也还处于初级阶段,整体进程较为缓慢,在完善技术标准、构建全产业链、突破关键技术等方面有待进一步加强。

“十三五”期间,我国对建筑节能提出更高要求。《国民经济和社会发展第十三个五年规划》(以下简称《“十三五”规划》)明确提出要积极推进“热电联产、余压余热利用、建筑节能”等节能重点工程。住房和城乡建设部《“十三五”建筑节能和绿色建筑发展专项规划》提出了具体建筑节能工作目标:到“十三五”期末,建筑能耗控制在9.3亿吨标准煤以内。其中:使城镇住宅商品能源消耗控制在2.3亿吨标准煤以内;北方城镇采暖商品能源消耗控制在2.2亿吨标准煤以内;公共建筑商品能源消耗(不含北方采暖地区采暖能耗)控制在2.6亿吨标准煤以内;可再生能源利用占建筑总能耗13%以上;农村住宅能源消耗控制在2.3亿吨标准煤以内,其中生物质能源消费替代商品能源0.3亿吨标准煤以上。

未来,以下建筑能效提升的趋势及理念将贯穿到我国建筑节能的各个领域。建筑能效提升过程中要实现三个基本转变。一是从节能向绿色转变。未来我国建筑的发展将以绿色为导向,从建筑节能过渡到建筑绿色化。二是单体向区域的转变。中国目前正在大力推进城镇化,建新区是实现中国城镇化的一种方式,山西省城镇化率较低,在全国处于中等水平,未来其城镇化建设的任务比较重,通过建新区实现城镇化是山西省可以选择的一种模式。未来的新区建设应该从规划设计阶段就要考虑基于整个区域的绿色化,这将有利于整个区域的协调发展,从而提升建筑能效。三是从浅绿向深绿的转变。重点是实现规划的绿色化,实现基础设施建设的绿色化以及实现建筑的绿色化,未来要实现向零排放建筑的过渡。以室内舒适度和健康环境为前提实现建筑能效的提升。未来的建筑提升要考虑建筑在建造至使用的全过程中,在满足建筑功能需求和提供一定室内舒适度和健康环境(室内空气质量)的前提下,通过被动式设计降低建筑能耗,延长建筑寿命,采用高效用能设备和应用部分可再生能源,降低建筑能耗的同时减排二氧化碳等。在建筑全生命周期内考虑其能效提升。从建材的生产到建筑物建造、运营、拆除以及回收等各个阶段降低建筑能耗,控制污染物排放,将建筑对环境的影响降至最小。

2.1.3 省内形势

积极应对气候变化对山西省建筑节能提出更高目标要求。山西省作为全国高碳资源省份之一,也是全国碳排放强度较高的省份,其能源消费结构中,煤炭占比高达90%,而非化石能源仅占到约3%。未来,山西省将积极推进以煤炭为主的多元化现代能源体系建设,坚持黑色煤炭绿色发展、高碳资源低碳发展之路,从而有效应对气候变化、实现可持续发展。2014年,山西省发改委发布《山西省应对气候变化规划(2013年—2020年)》(以下称《规划》)提出应对气候变化的主要目标。《规划》中明确提出要推动工业、建筑、交通等重点领域低碳发展。建筑作为其中一个重点发展领域,《规划》指出在新建建筑中广泛应用节能低碳技术,到2020年,逐步提高绿色建筑、低碳建筑比例,开展被动式建筑和零碳建筑示范。

山西省城市化进程的加速将对建筑节能提出更高的挑战。相关研究显示,我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占比例已从20世纪70年代末的10%,上升到27.45%,接近三成。在国际范围内,发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。有研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能的比例最终将上升至35%左右 http://www.ne21.com/news/show-71433.html。这意味着,降低建筑耗能已经成为我国经济和社会发展过程中必须解决的一个大问题。目前,山西省人均GDP及人均住宅面积均低于全国平均水平,“十三五”时期,随着城市化进程的加快以及人民生活水平的提高,山西省建筑能耗必然快速增长,推动建筑节能工作任重道远。

建筑运行管理能源资源浪费仍十分突出。通过公共建筑能耗监管发现,建筑在实际运行过程中能源、水等资源利用效率普遍较低,公共建筑普遍存在节能潜力。其中仅通过提高运行管理水平即可实现10%左右的节能量。为此,未来形成促使建筑按资源节约、环境友好方式运行的政策法规、技术标准、运行管理能力、商业模式以及相关产业的需求是紧迫、巨大的。

建筑节能在整个节能中作用尚未充分发挥。一方面,部分地方政府对建筑节能和绿色建筑工作认识不到位,导致对建筑节能和绿色建筑工作的重视和投入不够。另一方面,市场主体也还未形成建筑节能和绿色建筑主流意识,不能做到以节能和绿色为己任,部分企业社会责任担当有待加强。此外,居民(建筑使用主体)的建筑节能理念尚需养成,存在较大的能源、资源浪费现象,行为节能践行不够。山西省推进建筑节能与绿色建筑工作,仍主要依靠自上而下的行政手段,是“要我节约”,而以需求为导向的市场化推进建筑节能和绿色建筑的机制尚未建立,难以形成“我要节约”的市场氛围。

山西省已经取得的节能成效为持续推动建筑节能工作提供了坚实的基础。“十二五”期间,山西省多措并举,大力推进建筑节能工作。截至“十二五”末,山西省新建建筑全面执行节能65%强制标准,累计完成2400万平方米既有居住建筑节能改造,新建建筑可再生能源应用比例达45%以上,执行绿色标准建筑占年度新建建筑比例达27%,超额完成国家下达的指标任务。“十三五”时期,山西省建筑节能形势仍然严峻,为了全面完成国家下达的指标任务,需持续深入推进全省建筑节能工作。

2.1.4 行业发展形势

“十二五”以来,我国建筑规模的持续增长驱动了能源消耗和碳排放的增长,不断增长的建筑面积带来大量的建筑运行能耗,即在民用建筑中为使用者提供供暖、通风、空调、照明炊事、生活热水,以及其他为了实现建筑的各项服务功能所使用的能源。引用清华大学建筑节能研究中心的研究成果可知,从2001~2014年,除农村用生物质能持续降低外,各类建筑用能(北方城镇供暖用能、城镇住宅用能、商业及公共建筑用能)总量都有明显增长。

城镇住宅用能:

城镇住宅户均能耗强度增长,这是由于生活热水、空调、家电等用能需求增加;由于节能灯具的推广,住宅中照明能耗没有明显增长;炊事能耗强度也基本维持不变。

北方城镇供暖用能:

指的是采取集中供暖方式的省、自治区和直辖市的冬季供暖能耗,包括各种形式的集中供暖和分散供暖。我国北方城镇供暖能耗强度较大,近年来持续下降,平均单位面积供暖能耗从2001年的22.8kgce/m2降低到2014年的14.6kgce/m2,降低了34%数据来源:《中国建筑节能年度发展研究报告2016》,清华大学建筑节能研究中心著。,充分显示了节能工作的成效。能耗强度降低的主要原因包括建筑保温水平提高、高效热源方式占比提高和供热体统效率提高。

公共建筑用能:

我国公共建筑单位面积能耗强度持续增长。各类公共建筑终端用能需求(如空调、设备、照明等)的增长,是建筑能耗强度增长的主要原因,尤其是近年来许多城市新建的大体量并应用大规模集中系统的建筑,能耗强度大大高出同类建筑。

农村住宅用能:

指农村家庭生活所消耗的能源,包括炊事、供暖、降温、照明、热水、家电等。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)。从2001年到2014年,农村住宅商品能耗增加的同时,生物质能使用量持续快速减少,在农村人口减少的情况下,农村住宅商品能耗总量大幅增加,全国平均的农村户均商品能耗已与城镇住宅户均商品能耗水平一致,甚至有超过城镇的趋势。