福建省土木建筑学会暖通空调分会学科发展研究报告
[摘要] 本学科发展研究报告按“中国建筑节能的概况、中国低碳能源发展的重点、我国暖通空调领域节能低碳新技术、福建省可再生能源应用现状和问题、福建省暖通空调发展中存在的问题、对福建省暖通空调学科发展的几点建议”六个部分,简要地阐述了暖通空调领域的现状、新技术及发展方向。报告对暖通空调领域中几个节能低碳新技术“热泵、热电冷联产、温湿度独立控制空调系统、冰蓄冷空调技术、低温辐射供冷系统的现状、暖通空调新产品、天然气发动机热泵机组”作了重点介绍,并就福建省暖通空调发展中存在的问题提出了学科发展建议。
[关键词]
建筑节能 低碳能源 暖通空调 可再生能源 学科发展 存在问题 建议
1 中国建筑节能的概况
改革开放30多年来,中国经历了城市化快速发展的过程,国内生产总值年均增长约10%,城市化水平年均提高约1%,城镇人口年均增长1000多万。截至2010年底,我国城市化水平已达到47%。经济社会快速发展对建筑节能提出了更高的要求。
“十二五”规划纲要明确指出,要把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点。“十二五”规划纲要明确了“城市化水平提高4%、国内生产总值年均增长7%、单位国内生产总值能耗降低16%、单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%”的目标。
中国是世界第一人口大国,也是能源生产和消费大国。能源供应和能源安全对于中国的发展具有非常重要的意义。建筑能耗已经占我国社会总能耗的30%,按照2009年中国总能耗30.66亿吨标准煤计算,我国每年的建筑能耗已达到9.2亿吨标准煤。中国建筑业排放的温室气体占全球温室气体排放总量的30%,并消耗了全球40%的能源。
中国在建筑节能方面已经做了大量卓有成效的工作。“十一五”期间,建筑节能工作有了实质性进展。截至2009年底,全国节能建筑面积累计达到40.8亿m2,可形成3600万吨标准煤的节能能力,每年可减排二氧化碳9360万吨。北方采暖地区既有建筑供热计量节能改造稳步推进。截至2009年采暖季前,北方15个省、市、自治区已完成建筑节能改造1亿多m2。尽管如此,中国在建筑节能方面仍存在一些矛盾和问题。比如,仍有少量新建建筑未执行建筑节能标准,既有建筑节能改造任务还十分艰巨。供热采暖系统运行效率不高,建筑节能技术、产品和材料还不能满足实际需求等。这些问题之所以存在,有认识方面的原因,有技术方面的原因,也有管理方面的原因。
我国的建筑节能工作始于上世纪80年代。1986年3月,我国发布了《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》,明确了民用建筑节能率目标是30%。1994年,建设部制定了《建筑节能“九五”计划和2010年规划》,修订了《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》,将民用建筑节能率目标调整为50%。1999年,建设部出台了《民用建筑节能管理规定》,对建筑节能各项任务、相关责任主体的职责等作出了规定。2006年6月1日,《绿色建筑评价标准》正式执行。该标准给“绿色建筑”、“热岛强度”等术语下了定义,构建了绿色建筑评估指标体系。2006年8月6日,国务院下发《国务院关于加强节能工作的决定》。2006年9月,建设部印发了《关于贯彻(国务院关于加强节能工作的决定)的实施意见》,明确了“十一五’期间节约1.1亿吨标准煤的目标。2007年5月23日,国务院下发《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》。2007年6月1日,国务院办公厅下发《国务院办公厅关于严格执行公共建筑空调温度控制标准的通知》。2008年4月1日,《中华人民共和国节约能源法》开始施行,明确建筑工程建设、设计、施工、监理单位应当执行建筑节能标准,鼓励在建筑中使用新型节能建筑材料和节能设备,鼓励安装和使用太刚能等可再生能源利用系统。《民用建筑节能条例》2008年10月1日开始施行,《公共机构节能条例》2008年10月1日开始施行。这些政策、标准、法规的制定和实施对于推动节能减排和建筑节能工作起到了积极作用。
今后一个时期我国建筑节能工作的重点有:加强对新建建筑的节能监管;强化对既有居住建筑的节能监管和改造,继续推进供热计量改革;加强对大型公共建筑的节能监管,加快对高耗能大型公共建筑的节能改造,提高资源利用效率;推进可再生能源在建筑中的规模化应用;积极促进节能新材料、新产品的推广应用;推进节能农房建设。
2 中国低碳能源发展的重点
发展低碳能源,是中国缓解能源与资源供需矛盾、遏制环境污染的重要途径,是全面落实科学发展观,加快推进新型工业化的必然选择,是建设资源节约型和环境友好型社会的重要举措,是促进经济又好又快发展,实现富民强国,构建和谐社会的迫切需要。
2.1 大力发展分布式能源
“分布式能源系统”(Distributed Energy System,简称DES)是一种新型的能源综合利用系统。它以清清燃料作为能源(包括可再生能源),以分布在用户端的发展热电冷联产为主,其他中央能源供应系统为辅,实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用,并通过中央能源供应系统提供支持和补充。由于分布式能源系统建在用户侧,可以离网运行或并人电网,避免了电力系统远距离输电的线路损失和极端环境导致的影响。此外,分布式能源系统还具有能源多样化特点,无论是以天然气、煤层气或沼气为燃料的燃气轮机、内燃机、微型汽轮机发电、太阳能光伏发电,还是以天然气、氢气为燃料的燃料电池发电、生物质能发电、小型风力发电等,都可以在分布式能源系统中推广利用,并实现多系统优化,将电力、热力、制冷与蓄能技术结合,实现多能源容错,将每一系统的冗余限制在最低状态,使利用效率达到最大状态,从而节约资金。
2010年4月,国家能源局下发了《国家能源局关于对(发展天然气分布式能源指导意见)征求意见函》,明确提出:到2011年拟建设1000个天然气分布式能源项目;到2020年,在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统,装机容量达到5000万千瓦,并拟建设10个具有各类典型特征的分布式能源示范区域。以热电冷联产为特色的分布式能源系统(DES)是实现低碳发展的重要途径之一,是中国继续和完成工业化、城市化的能源供应保障,也是促进天然气产业链上、中、下游均衡、快速、健康发展,推动中国加速一次能源结构转型的动力。
2.2 重点加强建筑、交通两大消耗领域低碳能源利用
2.2.1 推广低碳建筑
目前低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。具体来说,低碳建筑首先在它的建造过程中贯彻低碳的概念,包括建筑材料、施工的低碳;再到建筑物的使用过程注重低碳,尽量地减少能源消耗。目前中国的低
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