上海建筑节能现状及发展.docx

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上海建筑节能现状及发展

上海建筑节能现状及发展

上海市建筑科学研究院（集团）有限公司陆善后

节约能源是我国发展经济的一项长远战略方针，为此，国家在1997年制订了《中华人民共和国节约能源法》，在该法规中明确指出了“建筑物的设计和建造应当依照有关法律、行政法规的规定，采用节能型的建筑结构、材料、器具和产品，提高保温隔热性能，减少采暖、制冷、照明的能耗”。

为了落实国家《节约能源法》，加大对建筑节能工作的管理力度，实现建筑节能跨越式发展战略，建设部于2000年2月签发了《民用建筑节能管理规定》部长令。

2001年颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134），2005年又颁布了《公共建筑节能设计标准》并于当年10月1日正式实施。

2005年5月政府规章《上海市建筑节能管理办法》通过审议，7月15日正式实施，《规定》及《标准》二大法规的出台，大大推动了建筑节能工作的进行，为本市建筑节能工作提供了更有力的法律法规支撑。

上海“十一五”建筑节能发展规划制定与实施，进一步明确了上海建筑节能发展任务与目标。

1.上海建筑节能特点

1.1能源消耗状况

2001-2004年上海国民经济平均年增长10%以上，至2004年本市GDP总值已达7450.27亿元，人均已突破5600美元，成为全国经济最发达的地区之一。

随着经济的高速发展，人们对居住舒适性要求也不断提高，致使建筑能耗迅速上升。

2004年全市社会能源消费总量已接近7000万tce，人均能耗达5.21tce，已接近中等发达国家的能耗水平。

其中建筑能耗约占14%。

这对十一期间上海建筑能耗要下降15％的目标是十分艰巨的。

1.2气候变化

上海在我国建筑气候区划中处于第Ⅲ建筑气候区。

气候特点是夏季闷热、冬季湿冷，气温日较差小，年降水量大，日照偏少（44%）。

由于温室效应的影响，上海气候呈夏季持续高温时间延长，冬季平均温度升高趋势（见表1）。

1998年夏季最高极端气温为39.4℃，而到了2003年则被刷新为39.6℃。

表1.1上海冬夏两季平均温度变化情况

年份

冬季平均温度<5℃

夏季平均温度>26.5℃

1951~1980

54d

39.4d

1985~1994

38.1d

54.7d

2001~2003

31.3d

57.3d

1.3.夏季用电负荷变化

近5年来，上海夏季最高用电负荷平均增长率达到10%左右（见图1），2004年上海夏季最高用电负荷达到1500万kW，2006年已突破1800万kW，平均年增长达到10%,用电缺口有600万kW之多。

若能进一步加强建筑节能工作，则可有效地改善上海地区高峰用电短缺的现状。

图1.1上海市夏季最高用电负荷

1.4房地产业发展

上海市区人均住房面积在近几年内不断增加，2003年达到13.8m2，2004年末已达到14.8m2。

截止到2004年底，上海现有各类建筑总面积达到59314万m2，其中居住建筑面积占到其中的59.4％，其余的几类建筑分别是工厂、学校、办公建筑、商场店铺、医院、宾馆和剧院。

随着人民生活消费水平的提高，近年来新建公共建筑无论在景观性、舒适性、还是功能性上都比以前有了很大的提高，而这一切无不是以巨大的能源消耗为代价。

因此，房地产业的发展在极大程度上刺激了民用建筑能源消耗的快速增长。

表1.2、图1.2为上海建筑发展现状及房地产供求情况。

表1.2上海市建筑发展情况

年份

居住建筑总面积

万m2

公共建筑总面积

万m2

人均居住建筑面积

m2

人均公共建筑面积

m2

人均公共建筑面积相对于人均居住建筑面积的比例

%

2001

23475

7942

14.5

4.9

33.8

2002

26906

9082

16.8

5.6

33.3

2003

30560

10744

17.8

6.3

35.4

2004

35211

12456

21.3

7.6

35.6

注：

人口按常住人口计算，各类建筑面积按统计年鉴中相应建筑保有量计算。

图1.22004年上海现有各类建筑构成（按面积比重计算）

1.5建筑围护结构热工性能

上海早期建筑物外围护结构以240实心粘土砖、120钢筋混凝土圆孔板和单玻实腹钢窗为主，总体热工性能较差。

70年代推广粘土多孔砖后，墙体热工性能有所改善，但上海地区是推广应用新型墙体材料的典型地区，混凝土小型空心砌块墙体的应用和钢筋混凝土剪力墙结构高层建筑的兴起，又使该部分建筑外墙的保温隔热水平显著下降（仅为实心黏土砖的2/3~1/2），致使室内热环境低下，传热量比实心粘土砖增加30~60%。

目前，上海地区建筑围护结构热工性能见表1.3所示。

表1.21上海地区建筑围护结构热工性能

围护结构

材料及构造

墙体厚度mm

传热系数，W/（m2.K）

普通建筑

节能居住建筑

节能公共建筑

外墙

240黏土多孔砖

280

1.7

1.5

1.0

190混凝土小砌块

230

2.5

1.5

1.0

200钢筋混凝土

240

3.2

1.5

1.0

屋面

120钢筋混凝土圆孔板

160

2.8

1.0

0.8

120钢筋混凝土板

1.0

0.8

架空屋面

360

2.4

1.0

0.8

外窗

单玻实腹钢窗

6.4

4.7~2.5

4.7~2.5

1.6建筑设备

上海70年代除少数高档宾馆具有较陈旧的中央空调系统外，大部分公共建筑无中央空调，居住建筑无房间空调。

随着经济的发展，特别是上海成为改革开放前沿的90年代以来，公共建筑如宾馆、饭店、商务楼等都把集中空调作为基础设施之一。

在上海1.25亿m2公共建筑中，估计至少0.8亿m2安装有空调系统。

上海每百户家庭空调器拥有量以年均36.9%的速度增长（见图1.3）。

2004年达到159.2台，在全国各省市中超过广东占据首位。

图1.3上海每百户居民房间空调器拥有量的增长

1.6建筑节能管理

近年来，本市在建筑节能政策法规的制定、节能居住建筑的认定以及建立建筑节能管理网络等方面开展了多项工作。

由市建设交通委牵头，建立了上海协调推进建筑节能工作的组织管理网络。

由建筑节能领导小组负责协调落实，市建筑节能办和市房地资源局分别对相关部门按各自职责组织协调实施。

而且，今年还在各区（县）建设系统，组织建立了各区（县）建筑节能职能管理部门，以纵横交叉、双管齐下的管理模式，全面推进上海的建筑节能工作。

图1.4上海市建筑节能管理网络体系

2.上海建筑节能发展目标与潜力

2.1十一五期间上海建筑节能发展目标

“十一五”期间，本市建筑节能工作的指导思想是：

以贯彻落实科学发展观，实施城市可持续发展战略和建设资源节约型、环境友好型的和谐社会为目标，以贯彻实施《上海市建筑节能管理办法》为契机，实现建筑节能推进工作与人居环境的持续改善相结合，与促进城市能源安全相结合，与“世博”项目的高标准建设相结合；通过加强行政监管、推进技术进步、注重市场引导、强化舆论监督，实现全社会增强建筑节能共识，全领域推进建筑节能的实施目标，全方位推广各种建筑节能技术体系，大幅度降低建筑能耗。

“十一五”上海建筑节能推进目标：

新建公共建筑自2007年起全面执行公共建筑节能50％的节能设计标准，加强标准实施的行政监管力度，重点提高设备系统的用能效率和运行管理水平，形成适应上海气候特点的公共建筑节能技术体系，完善标准规范和管理模式。

对新建居住建筑除严格执行国家节能50％的标准外，通过有效的行政监管和技术支撑手段，形成具有地方特色的居住建筑节能支撑体系和管理模式，并积极引导农村新建住宅采用适用的节能新技术。

至2009年在科研与试点基础上，上海将执行居住建筑节能65％的节能设计标准。

既有公共建筑节能改造在建立健全建筑节能改造技术标准体系和网络化建筑能耗分项计量监测系统基础上，完善以市场化手段为主的节能改造机制，使本市既有公共建筑节能改造取得突破性进展。

到2010年，争取能完成1000万m2既有公共建筑的节能改造。

上海既有居住建筑节能改造以“旧小区平改坡综合改造”项目为突破口，探索以行政手段和财政支持为主的资金筹措和推进机制。

通过示范引路、稳步推进，到2010年，争取对达到“旧小区平改坡综合改造”条件的居住建筑全部实施节能改造。

建筑用能设备：

公共建筑鼓励分布式供能和能源多元化系统的推广应用。

结合世博园区建设示范，开展热电冷联供、水源和地源热泵系统、高能效空调系统，以及蓄冷和燃气空调、热回收、变流量控制系统、高效送风和自然光、遮阳、照明与空调的协调控制等节能技术的推广应用。

到2010年，本市分布式供能系统总装机容量达到10万千瓦、燃气空调安装总量超过1000台，试点采用燃料电池作动力的热电冷联供示范项目。

并要求大型新建公共建筑设计选用具有国家或者本市节能标准的空调冷热源设备，鼓励设计选用能效比高于现行节能标准的空调冷水机组。

新建公共建筑设计选用高效节能灯具。

严格执行国家现行建筑照明标准的功率密度标准值，到2007年，设计选用的照明系统全部达到国家现行《建筑照明设计标准》照明功率密度的节能目标值。

对居住建筑推广应用达到节能评价值的房间空调器。

到2007年，设计选用的房间空调器能效比，执行现行《房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》国家标准中节能评价值2级指标。

同时推广应用高能效的照明灯具。

采用紧凑型荧光灯、高效双端荧光灯、电子镇流器、半导体照明等高效节电照明系统，以及尽可能设计利用自然光等节能措施。

试点应用集中供冷供热和地源热泵、水源热泵等节能系统和因地制宜推广应用空气源热泵热水器。

到2007年，新建全装修住宅从设计阶段同步考虑与建筑结合的用能设备节能措施。

在“十一五”期间要贯彻执行《可再生能源法》，积极开展可再生能源在建筑中的应用，坚持建筑领域节能与开源并举原则，高起点、多层次推进与建筑有机结合的太阳能光热和光电系统，不断突破相关核心技术和提高相关产品产业化水平，为可再生能源在建筑中的规模化应用提供经验和模式。

重点开发与建筑一体化的太阳能光热利用技术体系，通过试点示范，使太阳能利用在新建建筑和既有建筑节能改造中推广，并得到规模化应用。

到2010年，推广应用太阳能光热系统，建成与建筑一体化的太阳能光热利用示范建筑200万m2（集热面积约10万m2）。

结合世博园区建设，重点突破太阳能光电利用的应用技术试点示范，到2010年，在大型公共建筑中光电系统示范应用1万kw。

鼓励试点应用太阳能空调、利用生物质能的热电冷联供系统等新技术。

根据国家节能中长期规划目标，按照建设部总体部署，抓住世博园区建设机遇，积极申办城市级建筑节能示范，实施建筑节能重点工程示范项目。

“十一五”期间，实现综合技术攻关示范项目280万m2。

结合世博园区建设，对新建民用建筑节能、既有民用建筑节能改造、用能设备和设施、可再生能源利用等建筑节能新技术、新材料和新体系等进行规模化示范，为推进建筑节能提供经验与模式。

完成低能耗、超低能耗和绿色建筑的示范工程，形成相关标准和技术体系，引导“十二五”建筑节能发展方向。

2.2上海建筑节能潜力分析

所谓建筑节能潜力，是指通过建筑节能设计标准规范的强制执行，采用建筑节能新技术而取得的建筑物运行能耗的节能效果。

据调查，在居住建筑使用能耗中，电耗占55%，其中空调电耗占总电耗的30%左右。

按《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》计算，节能住宅与普通住宅相比可节能50%，其中空调设备占25%，围护结构占25%。

住宅空调设备为家用气源热泵空调器，节能住宅要求空调额定能效比取2.3，采暖额定能效比取1.9，相对普通住宅空调额定能效比2.2和采暖额定能效比1.0，可实现节能25%。

若能采用变频节能型空调（能效比2.4~2.6），其节能效果可增至30%左右。

估计至2005年，每百户居民空调拥有量由1999年的85台增至170台左右，如不考虑节能，则其电耗将由11.3亿kWh上升到22.6亿kWh，若假设实际节能空调远行数量为1/4时，如按标准实现节电25%，则即可实现节电1.41亿kWh，相当于5.3万tce，。

以此类推，到2010年，每百户居民空调安装数预计达185台，若不考虑节能，空调电耗将由22.6亿kWh上升至24.6亿kWh，实际节能空调数为1/3时，若节能25%即可实现节电2.05亿kWh，折合标煤7.69万tce。

围护结构节能潜力:

从2001年10月1日起通过节能示范工程实施围护结构节能以来，节能住宅至2005年已实施约3000万m2。

按围护结构节能25%计，可实现节能0.56亿kWh，折合标煤0.57万tce。

按此类推，到2010年新建节能住宅约1.26亿m2,则可实现节电2.36亿kWh，折合标煤8.9万tce。

从2000年起，公共建筑能耗已超过住宅建筑能耗，2002年公共建筑能耗已达618万tce。

由于上海第三产业的快速发展和2010年世博会在沪的举办，预计2010年前上海公共建筑能耗还会快速上升。

据调查，公共建筑空调能耗约占建筑总能耗的35%。

平均的空调装机冷量为121W/m2（见下表）。

表2.1被调查公共建筑空调能耗及装机冷量统计

办公

建筑

商场

店铺

宾馆

医院

影剧院

体育

场馆

公共文化建筑

会展

建筑

全部

平均

电耗

比例，％

31.3

31.6

33.8

33.0

45.7

30.7

48.8

32.5

33.2

能耗

比例，％

35.9

32.6

32.1

38.1

44.9

19.8

43.2

32.5

35.0

空调装机冷量，W/m2

126

134

101

117

133

44

101

146

121

目前上海现有公共建筑也存在着巨大的节能潜力，如在空调系统设计中，存在着大马拉小车，冷热源机组选择不合理，运行管理不到位，采用技术相对落后（很少采用自动控制、变风量、变水量调节、热回收技术以及高热阻的围护结构等）。

根据《公共建筑节能设计标准》节能50%，可估算出上海公共建筑的节能潜力（见表2.2）。

表2.2公共建筑节能潜力预测

年份

2005

2010

2015

公共建筑能耗，

万tce

840

1200

1360

公共建筑节能量，

万tce

3.53

52.8

127.2

节能率，%

0.4

4.4

9.4

“九五、十五”时期是上海建筑大发展时期，也是建筑能耗大幅上升的时期，从夏季最高用电负荷年均增速10%来看，在今后五到十年，随着经济的发展和人民生活水平的提高，建筑能耗需求预测将呈高速增长态势，应引起大家重视。

同时也表明，建筑节能不仅是一项基本国策，也是一项十分艰巨任务。