第一章　基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)　能源形勢(shì)

一、能源形勢(shì)

人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展面臨著能源的挑戰(zhàn)。我國(guó)是世界上能耗第二大國(guó)，且已有“富煤、貧油、少氣”之稱，所以，開發(fā)可再生能源與新能源、調(diào)整工業(yè)用能結(jié)構(gòu)、提高能源利用率、節(jié)約用能等是我國(guó)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略方針。在已制定的《中華人民共和國(guó)可再生能源法》及其修訂版，以及《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》中已確立了上述方針的思想原則和行動(dòng)目標(biāo)，將太陽能熱利用和熱發(fā)電技術(shù)明確列入發(fā)展綱要，并提出到2020年實(shí)現(xiàn)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15％。

二、建筑用能

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，人群活動(dòng)空間的擴(kuò)展，建筑業(yè)對(duì)能源需求數(shù)量越來越多，標(biāo)準(zhǔn)越來越高。例如，2001年，我國(guó)出臺(tái)了《冬冷夏熱地區(qū)采暖、空調(diào)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)原本不采暖的長(zhǎng)江流域地區(qū)也規(guī)定了采暖標(biāo)準(zhǔn)；此外，北方農(nóng)村采暖、炊事也多由原來自產(chǎn)的生物質(zhì)簡(jiǎn)易用能方式改為煤炭、電等，使商品能耗（年）達(dá)幾億噸標(biāo)煤之多。

統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)的建筑用能已占社會(huì)總能耗的20％左右，其中，僅北方城鎮(zhèn)集中供暖能耗就占去了四分之一以上，可見北方采暖節(jié)能的重要性。

為此，我國(guó)于1995年至2013年以來，已陸續(xù)頒布民用住宅節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即在20世紀(jì)80年代建筑能耗的基礎(chǔ)上逐步節(jié)約50％、65％、75％。

三、環(huán)境保護(hù)對(duì)能源利用提出的挑戰(zhàn)

全球氣候變化對(duì)現(xiàn)存能源利用提出了挑戰(zhàn)。20世紀(jì)前，我國(guó)大部分地區(qū)采用的燃煤采暖，造成了嚴(yán)重的大氣污染，在大城市好于二級(jí)以上的天氣不足60％，引起我國(guó)政府高度重視。為應(yīng)對(duì)氣候變化與環(huán)境保護(hù)問題，在2009年的哥本哈根會(huì)議上我國(guó)的莊嚴(yán)承諾是，到2020年，單位GDP碳排放要在2005年的基礎(chǔ)上減少40％～50％，并且在2010年停止一批破壞大氣臭氧層的空調(diào)用制冷工質(zhì)，如R12、R502和R114等。全面建成小康社會(huì)要求實(shí)現(xiàn)能源翻一番，保證GDP翻兩番的目標(biāo)，以及在治理空氣中細(xì)微顆粒物方面，從工業(yè)、運(yùn)輸、建筑三個(gè)主要方面入手，加強(qiáng)治理力度，都涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略大局。

四、加快推動(dòng)綠色建筑發(fā)展

2012年，為貫徹國(guó)務(wù)院關(guān)于“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案，有關(guān)部、委下發(fā)了加快發(fā)展綠色建筑、促進(jìn)城鄉(xiāng)建設(shè)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)的具體部署，目標(biāo)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(nèi)達(dá)到節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、保護(hù)環(huán)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(biāo)涉及建筑的全過程，即從建造過程到使用過程都要達(dá)到能源、資源利用的最大化和環(huán)境影響的最低化，不僅包括建造用能、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗能，而且包括能源系統(tǒng)與設(shè)備耗能、生活方式對(duì)耗能的影響、行為節(jié)能、運(yùn)行能耗等諸方面。

目標(biāo)的達(dá)到要求全面集成建筑節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、保護(hù)環(huán)境的多種技術(shù)，而實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新推動(dòng)。

總之，綠色建筑的快速發(fā)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(jià)值不僅有數(shù)量的多少之分，更有品位高低的區(qū)別。所謂品位的高低，通俗地說，就是“能”從一種狀態(tài)或形式可以轉(zhuǎn)化為另一種狀態(tài)或形式，而后者不能逆轉(zhuǎn)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(jià)地轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷兀J(rèn)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(huán)境溫度，低于環(huán)境溫度的能量品位也是高的，關(guān)于這個(gè)問題后面有所涉及。

此外，在上述的“能”的形式轉(zhuǎn)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(fā)電效率為55％以上，而煤的發(fā)電效率在30％左右，則認(rèn)為天然氣的品位高于煤，從這點(diǎn)可以看出，區(qū)別能源的品位，按“質(zhì)”用能對(duì)節(jié)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(zhuǎn)化為人類可利用的“能”，才有評(píng)論它的價(jià)值和意義。

自然界里存在著大量的與環(huán)境狀態(tài)相同的或區(qū)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為“可用能”，因而，是很值得重視的。

建筑技術(shù)科學(xué)指出，建筑采暖、空調(diào)、生活熱水一類的用能都屬于有別于自然環(huán)境，但又是與之差別不大的熱能。如采暖是要求比外界環(huán)境溫度高，空調(diào)是要求比外界環(huán)境溫（濕）度低的狀態(tài)，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(diào)、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(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防事業(yè)的能源，對(duì)于節(jié)約能源、合理用能，乃至可持續(xù)發(fā)展是十分重要的。