第一章　基礎知識

第一節　能源形勢

一、能源形勢

人類社會的可持續發展面臨著能源的挑戰。我國是世界上能耗第二大國，且已有“富煤、貧油、少氣”之稱，所以，開發可再生能源與新能源、調整工業用能結構、提高能源利用率、節約用能等是我國長期的戰略方針。在已制定的《中華人民共和國可再生能源法》及其修訂版，以及《節能中長期專項規劃》中已確立了上述方針的思想原則和行動目標，將太陽能熱利用和熱發電技術明確列入發展綱要，并提出到2020年實現非化石能源占一次能源消費比重達到15％。

二、建筑用能

隨著我國國民經濟的發展，人民生活水平的提高，人群活動空間的擴展，建筑業對能源需求數量越來越多，標準越來越高。例如，2001年，我國出臺了《冬冷夏熱地區采暖、空調設計標準》，對原本不采暖的長江流域地區也規定了采暖標準；此外，北方農村采暖、炊事也多由原來自產的生物質簡易用能方式改為煤炭、電等，使商品能耗（年）達幾億噸標煤之多。

統計表明，我國的建筑用能已占社會總能耗的20％左右，其中，僅北方城鎮集中供暖能耗就占去了四分之一以上，可見北方采暖節能的重要性。

為此，我國于1995年至2013年以來，已陸續頒布民用住宅節能設計標準，即在20世紀80年代建筑能耗的基礎上逐步節約50％、65％、75％。

三、環境保護對能源利用提出的挑戰

全球氣候變化對現存能源利用提出了挑戰。20世紀前，我國大部分地區采用的燃煤采暖，造成了嚴重的大氣污染，在大城市好于二級以上的天氣不足60％，引起我國政府高度重視。為應對氣候變化與環境保護問題，在2009年的哥本哈根會議上我國的莊嚴承諾是，到2020年，單位GDP碳排放要在2005年的基礎上減少40％～50％，并且在2010年停止一批破壞大氣臭氧層的空調用制冷工質，如R12、R502和R114等。全面建成小康社會要求實現能源翻一番，保證GDP翻兩番的目標，以及在治理空氣中細微顆粒物方面，從工業、運輸、建筑三個主要方面入手，加強治理力度，都涉及國民經濟結構調整和能源結構調整的戰略大局。

四、加快推動綠色建筑發展

2012年，為貫徹國務院關于“十二五”節能減排綜合性工作方案，有關部、委下發了加快發展綠色建筑、促進城鄉建設模式轉型升級的具體部署，目標是到2020年，綠色建筑比重超過30％。

綠色建筑是指在建筑的全壽命期內達到節能、節地、節水、節材、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的、使人與自然和諧共生的建筑。目標涉及建筑的全過程，即從建造過程到使用過程都要達到能源、資源利用的最大化和環境影響的最低化，不僅包括建造用能、建筑圍護結構耗能，而且包括能源系統與設備耗能、生活方式對耗能的影響、行為節能、運行能耗等諸方面。

目標的達到要求全面集成建筑節能、節地、節水、保護環境的多種技術，而實現技術革新推動。

總之，綠色建筑的快速發展，提出了能源合理利用、綜合利用的方針。

五、能源的品位

能源的價值不僅有數量的多少之分，更有品位高低的區別。所謂品位的高低，通俗地說，就是“能”從一種狀態或形式可以轉化為另一種狀態或形式，而后者不能逆轉為前者，則前者的品位高于后者。例如，熱可以從高溫變成低溫，但低溫不能不付代價地轉變為高溫，認為溫度越高品位越高。但要說明的是，所謂低溫，下限不能超出環境溫度，低于環境溫度的能量品位也是高的，關于這個問題后面有所涉及。

此外，在上述的“能”的形式轉化過程中，凡損失少的，或者說“效率”高的就是品位高的，反之，則是品位低的。

例如，天然氣發電效率為55％以上，而煤的發電效率在30％左右，則認為天然氣的品位高于煤，從這點可以看出，區別能源的品位，按“質”用能對節約能源的重要意義。

在這里，我們要特別提出“可用能”的概念，無論何種能源，只有能轉化為人類可利用的“能”，才有評論它的價值和意義。

自然界里存在著大量的與環境狀態相同的或區別不大的能源，如空氣、地表水、土壤等，它們是清潔的，但不能輕易地轉化為人類的“可用能”，但是，如果加以高科技的手段和輸入少量高品位的能，則可以轉化為“可用能”，因而，是很值得重視的。

建筑技術科學指出，建筑采暖、空調、生活熱水一類的用能都屬于有別于自然環境，但又是與之差別不大的熱能。如采暖是要求比外界環境溫度高，空調是要求比外界環境溫（濕）度低的狀態，因而，盡可能地使用少量高品位的能，來提升自然界中存在的能，使之合乎采暖、空調、生活熱水的需求，而不是直接用高品位的電、天然氣、石油等可用于工業、交通運輸、國防事業的能源，對于節約能源、合理用能，乃至可持續發展是十分重要的。