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【摘 要】随着我国经济的高速增长,大规模的居住建筑建设方兴未艾,而我国建筑能耗浪费严重。为了实现建筑环保、低碳生活,建筑节能已是刻不容缓。本文在介绍目前我国建筑能耗现状和发展趋势的基础上,分析了建筑能耗的构成,着重研究了建筑节能的经济性并用实例验证,指出建筑节能经济效益显著。最后针对建筑节能的实施提出建议。
【关键词】建筑节能;能耗;经济性
Study on Economic Benefits of Building Energy Conservation Technology Application
Yin Hong-jun1,Li Qing-jie2,Zhao Li1
(1.School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology Xuzhou Jiangsu 221116;
2. Zhongji Real Estate Developmeng Co., Ltd Suzhou Jiangsu 215316)
【Abstract】With China's rapid economic growth, large scale residential buildings are in the ascendant. However, In China, building energy consumption are hugely wasted, and in order to achieve building environmentally friendly, low-carbon living, building energy conservation is imperative. Based on the analysis of the current situation and development trend of building energy consumption, the paper analyses building energy consumption structure, focuses on the economics of building energy efficiency and verified the significant economic benefits of building energy conservation. Finally the paper proposes some efficiency recommendations to the implementation of building energy conservation.
【Key words】Building Energy Conservation;Energy Consumption;Economical Efficiency
1. 大力发展节能建筑的背景
1.1 我国建筑能耗的现状
我国幅员辽阔,人口众多,建筑能耗巨大,而且浪费严重。如与同条件的发达国家相比,我国住宅外墙能耗是其4-5倍,屋顶为2.2-5.5倍,外窗是1.5-2.2倍,门窗的空气渗透量是3-6倍,总能耗是发达国家的3-4倍 我国近年来的建筑能耗情况如表1所示。
1.2 我国建筑节能的发展趋势。
随着人民生活水平的提高,建筑能耗必然较快增长,这是因为:一是房屋建筑继续增加。近几年每年新增房屋面积16-20亿平方米,人口也在不断增加,每年增加约900万人。二是城镇化不断加快。平均每年有1500万以上的农村人口向城镇转移,而城市人口与农村人口用能的比例约为3.5:1。三是人们对建筑热舒适性的要求越来越高。冬天室温由12C°、16C°提高到18 C°甚至20 C°;热天的室温由32 C°降低至28 C°甚至24C°。四是居民家用电器品种、数量增加。五是广大农村过去主要使用秸杆、薪柴等生物质能源烧饭和取暖,现在逐步改用煤电燃气等商品能源。因此,把降低建筑能耗和推进建筑节能工程作为节约能源的重点领域和重点工程已成为我们的必然选择。
据专家分析,我国公共建筑和居住建筑全面执行节能 50%的标准是现实可行的;与发达国家相比,即使在达到了节能50%的目标以后仍有约50%的节能潜力。近年来,我国建筑规模迅速扩大,每年新增建筑17亿m2~18亿m2。若按每年新建筑中有1亿m2为节能住宅计算,可节约150万t标准煤;减少SO2排放量12.7万t/a、灰渣217万t/a,可见有着十分可观的社会、经济和环境效益。
2. 建筑能耗的组成
建筑能耗有诸多因素影响。除室外热环境质量、室内空气质量和气候环境、建筑功能、规划布局等外部因素以外,主要是建筑本身的因素。
一是结构能耗,如围护结构传热系数、建筑体形系数、窗墙比等限值,其中建筑的保温隔热和气密性是影响建筑能耗的主要内在因素。围护结构的传热热损失约占70%~80%;门窗缝隙空气渗透的热损失约占20%~30%。在传热热损失中,外墙约占25%,窗户约占24%,楼梯间隔墙约占11%,屋面约占9%,阳台门下部约占3%,户门约占3%,地面约占2%。窗户的传热热损失与空气渗透热的损失相加,约占全部热损失的47%。因此,加强围护结构的保温,特别是加强窗户包括阳台门的保温性和气密性,是减少结构能耗的重要环节。
二是使用能耗,主要是冬季供热和夏季空调制冷,占整个建筑能耗的55%以上,说明采用高效率的供热、空调设备是实现建筑节能的另一重要环节。
3. 建筑节能的经济性
建筑节能是指在满足住户同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗,达到提高建筑舒适性和节省能源的双重目标。针对建筑的地理位置、当地经济条件和传统意识等情况选用实用可靠的建筑节能方法和途径是实现建筑节能的关键。
以某地区建筑采暖和空调耗能为例做建筑节能的经济效益分析,步骤如下:
3.1 确定评价指标,如建筑物耗热量指标 及耗冷量指标 :两项指标应符合国家对节能建筑的规定限值。
3.2 节能率α的计算:
α=Δq/q×100% ;
式中: q=qh+qc,Δq ——节能量,KWh/m2。
3.3 节能投资I的计算:
I=I2-I1;
式中:I——节能投资,单位:元/m2;
I2——节能建筑工程造价,单位:元/m2;
I1——非节能建筑工程造价,单位:元/m2。
3.4 节能收益A的计算:
A=Δq×B
式中:A——节能收益,单位:元/m2;
B——能源价格,单位,元/KWh。
3.5 投资回收期,也称投资返本期,是以逐年收益去偿还原始投资,计算出需要偿还的年限。考虑到资金的时间价值,动态投资回收期可按下式进行计算:
n=log[A/(A-I×i)]/log(1+i)n==log[A/(A-Ii)]/log(1+i)
式中:n——动态投资回收期,a;
A——节能收益,元/a;
I——节能投资,元;
i——节能投资年利率,%。
3.6 计算结果(达到50%的建筑节能标准时的相关计算):
3.6.1 确定评价指标:根据中华人民共和国夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134(以下简称节能设计标准):该地区采暖度日数HDD18为1647;空调度日数CDD26为196。再根据HDD18和CDD26在节能设计标准表建筑物节能综合指标中对应获得耗热量指标qh约为17KWh/m2及耗冷量指标qc约为28KWh/m2,两项指标和(q)符合国家对节能建筑的规定限值。
3.6.2 根据要求取节能率α为50%。
3.6.3 根据该地区房地产开发公司提供数据,该地区区节能居住建筑单方工程造价约为1180元/m2,普通居住建筑单方工程造价约为1120元/m2,故节能投资I=1200-1120=80元。
3.6.4 取Δq=q/2=45/2=22.5KWh/m2
电能价格为0.53元/KWh,则节能收益 A=Δq×B=22.5×0.53=11.93元。
3.6.5 节能投资年利率根据目前中行的贷款利息5.58%,取为5.6%,则投资回收期n=log[11.93/(11.93-60×0.056)]/log(1+0.056)=6.07,n取为6a。
可见建筑节能的回收期与建筑物使用期60~100年相比,不大于十分之一,其经济效益产出是非常明显的。
4. 建议
4.1 从可持续发展的战略高度出发,建筑节能应纳入政府的议事日程。当具备一定条件时,就必须以政府名义强制实施建筑节能,并且对于节能建筑应予政策和税收上的优惠待遇。
4.2 健全建筑节能管理机构,使之既能协调政府各部门的建筑节能工作,又能执行政府的部分职能,为建筑节能的科研开发、推广应用以及建筑节能材料和制品的生产起到重要的监督和桥梁作用。
4.3 建立节能产品认证和节能建筑认定制度。为提高建筑用能产品质量,推进建筑用能产品能效分级认证和能效标识管理制度,组织制定并实施不同建筑用能产品能效分级标准,把好市场准入关。研究建立我国节能建筑评定体系,制定建筑能耗性能评定分级标准。2007中国建筑节能年度论坛上,中国建筑科学研究院副总工程师、建筑环境与节能研究院院长徐伟研究员提出:实行建筑能效标识认证制度,向房屋消费者提供有关建筑物能源利用效率和能耗量指标信息,既能增强市场透明度,也将是我国建筑节能工作的助推器。
4.4 坚持抓住建筑结构节能和建筑使用节能两个重要环节,使结构节能和使用节能相得益彰,既减少采暖供热、和夏季空调设备的一次性投资又提高其使用效率。
参考文献
[1] 徐占发.建筑节能技术实用手册[M]. 北京: 机械工业出版社,2005.
[2] 王荣光,沈天行. 可再生能源利用与建筑节能. 北京: 机械工业出版社,2004.
[3] 王荣光,沈天行建筑节能的经济问题研究.建筑经济,2005.12:77-79.
[4] 朱梓溢. 循环经济理念在建筑节能中的应用研究.经济师,2008(4):61-62.
[5] WM罗森诺. 传热学手册 [M]. 北京:科学出版社,1985.
[6] 王长贵,郑瑞澄. 新能源在建筑中的应用 [M]北京:中国电力出版社,2003.
[文章编号]1006-7619(2011)12-13-123
[作者简介] 尹红军 (1985.03-),男,汉 ,工作单位:中国矿业大学,学历:硕士研究生,研究方向:项目管理 。
【关键词】建筑节能;能耗;经济性
Study on Economic Benefits of Building Energy Conservation Technology Application
Yin Hong-jun1,Li Qing-jie2,Zhao Li1
(1.School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology Xuzhou Jiangsu 221116;
2. Zhongji Real Estate Developmeng Co., Ltd Suzhou Jiangsu 215316)
【Abstract】With China's rapid economic growth, large scale residential buildings are in the ascendant. However, In China, building energy consumption are hugely wasted, and in order to achieve building environmentally friendly, low-carbon living, building energy conservation is imperative. Based on the analysis of the current situation and development trend of building energy consumption, the paper analyses building energy consumption structure, focuses on the economics of building energy efficiency and verified the significant economic benefits of building energy conservation. Finally the paper proposes some efficiency recommendations to the implementation of building energy conservation.
【Key words】Building Energy Conservation;Energy Consumption;Economical Efficiency
1. 大力发展节能建筑的背景
1.1 我国建筑能耗的现状
我国幅员辽阔,人口众多,建筑能耗巨大,而且浪费严重。如与同条件的发达国家相比,我国住宅外墙能耗是其4-5倍,屋顶为2.2-5.5倍,外窗是1.5-2.2倍,门窗的空气渗透量是3-6倍,总能耗是发达国家的3-4倍 我国近年来的建筑能耗情况如表1所示。
1.2 我国建筑节能的发展趋势。
随着人民生活水平的提高,建筑能耗必然较快增长,这是因为:一是房屋建筑继续增加。近几年每年新增房屋面积16-20亿平方米,人口也在不断增加,每年增加约900万人。二是城镇化不断加快。平均每年有1500万以上的农村人口向城镇转移,而城市人口与农村人口用能的比例约为3.5:1。三是人们对建筑热舒适性的要求越来越高。冬天室温由12C°、16C°提高到18 C°甚至20 C°;热天的室温由32 C°降低至28 C°甚至24C°。四是居民家用电器品种、数量增加。五是广大农村过去主要使用秸杆、薪柴等生物质能源烧饭和取暖,现在逐步改用煤电燃气等商品能源。因此,把降低建筑能耗和推进建筑节能工程作为节约能源的重点领域和重点工程已成为我们的必然选择。
据专家分析,我国公共建筑和居住建筑全面执行节能 50%的标准是现实可行的;与发达国家相比,即使在达到了节能50%的目标以后仍有约50%的节能潜力。近年来,我国建筑规模迅速扩大,每年新增建筑17亿m2~18亿m2。若按每年新建筑中有1亿m2为节能住宅计算,可节约150万t标准煤;减少SO2排放量12.7万t/a、灰渣217万t/a,可见有着十分可观的社会、经济和环境效益。
2. 建筑能耗的组成
建筑能耗有诸多因素影响。除室外热环境质量、室内空气质量和气候环境、建筑功能、规划布局等外部因素以外,主要是建筑本身的因素。
一是结构能耗,如围护结构传热系数、建筑体形系数、窗墙比等限值,其中建筑的保温隔热和气密性是影响建筑能耗的主要内在因素。围护结构的传热热损失约占70%~80%;门窗缝隙空气渗透的热损失约占20%~30%。在传热热损失中,外墙约占25%,窗户约占24%,楼梯间隔墙约占11%,屋面约占9%,阳台门下部约占3%,户门约占3%,地面约占2%。窗户的传热热损失与空气渗透热的损失相加,约占全部热损失的47%。因此,加强围护结构的保温,特别是加强窗户包括阳台门的保温性和气密性,是减少结构能耗的重要环节。
二是使用能耗,主要是冬季供热和夏季空调制冷,占整个建筑能耗的55%以上,说明采用高效率的供热、空调设备是实现建筑节能的另一重要环节。
3. 建筑节能的经济性
建筑节能是指在满足住户同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗,达到提高建筑舒适性和节省能源的双重目标。针对建筑的地理位置、当地经济条件和传统意识等情况选用实用可靠的建筑节能方法和途径是实现建筑节能的关键。
以某地区建筑采暖和空调耗能为例做建筑节能的经济效益分析,步骤如下:
3.1 确定评价指标,如建筑物耗热量指标 及耗冷量指标 :两项指标应符合国家对节能建筑的规定限值。
3.2 节能率α的计算:
α=Δq/q×100% ;
式中: q=qh+qc,Δq ——节能量,KWh/m2。
3.3 节能投资I的计算:
I=I2-I1;
式中:I——节能投资,单位:元/m2;
I2——节能建筑工程造价,单位:元/m2;
I1——非节能建筑工程造价,单位:元/m2。
3.4 节能收益A的计算:
A=Δq×B
式中:A——节能收益,单位:元/m2;
B——能源价格,单位,元/KWh。
3.5 投资回收期,也称投资返本期,是以逐年收益去偿还原始投资,计算出需要偿还的年限。考虑到资金的时间价值,动态投资回收期可按下式进行计算:
n=log[A/(A-I×i)]/log(1+i)n==log[A/(A-Ii)]/log(1+i)
式中:n——动态投资回收期,a;
A——节能收益,元/a;
I——节能投资,元;
i——节能投资年利率,%。
3.6 计算结果(达到50%的建筑节能标准时的相关计算):
3.6.1 确定评价指标:根据中华人民共和国夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134(以下简称节能设计标准):该地区采暖度日数HDD18为1647;空调度日数CDD26为196。再根据HDD18和CDD26在节能设计标准表建筑物节能综合指标中对应获得耗热量指标qh约为17KWh/m2及耗冷量指标qc约为28KWh/m2,两项指标和(q)符合国家对节能建筑的规定限值。
3.6.2 根据要求取节能率α为50%。
3.6.3 根据该地区房地产开发公司提供数据,该地区区节能居住建筑单方工程造价约为1180元/m2,普通居住建筑单方工程造价约为1120元/m2,故节能投资I=1200-1120=80元。
3.6.4 取Δq=q/2=45/2=22.5KWh/m2
电能价格为0.53元/KWh,则节能收益 A=Δq×B=22.5×0.53=11.93元。
3.6.5 节能投资年利率根据目前中行的贷款利息5.58%,取为5.6%,则投资回收期n=log[11.93/(11.93-60×0.056)]/log(1+0.056)=6.07,n取为6a。
可见建筑节能的回收期与建筑物使用期60~100年相比,不大于十分之一,其经济效益产出是非常明显的。
4. 建议
4.1 从可持续发展的战略高度出发,建筑节能应纳入政府的议事日程。当具备一定条件时,就必须以政府名义强制实施建筑节能,并且对于节能建筑应予政策和税收上的优惠待遇。
4.2 健全建筑节能管理机构,使之既能协调政府各部门的建筑节能工作,又能执行政府的部分职能,为建筑节能的科研开发、推广应用以及建筑节能材料和制品的生产起到重要的监督和桥梁作用。
4.3 建立节能产品认证和节能建筑认定制度。为提高建筑用能产品质量,推进建筑用能产品能效分级认证和能效标识管理制度,组织制定并实施不同建筑用能产品能效分级标准,把好市场准入关。研究建立我国节能建筑评定体系,制定建筑能耗性能评定分级标准。2007中国建筑节能年度论坛上,中国建筑科学研究院副总工程师、建筑环境与节能研究院院长徐伟研究员提出:实行建筑能效标识认证制度,向房屋消费者提供有关建筑物能源利用效率和能耗量指标信息,既能增强市场透明度,也将是我国建筑节能工作的助推器。
4.4 坚持抓住建筑结构节能和建筑使用节能两个重要环节,使结构节能和使用节能相得益彰,既减少采暖供热、和夏季空调设备的一次性投资又提高其使用效率。
参考文献
[1] 徐占发.建筑节能技术实用手册[M]. 北京: 机械工业出版社,2005.
[2] 王荣光,沈天行. 可再生能源利用与建筑节能. 北京: 机械工业出版社,2004.
[3] 王荣光,沈天行建筑节能的经济问题研究.建筑经济,2005.12:77-79.
[4] 朱梓溢. 循环经济理念在建筑节能中的应用研究.经济师,2008(4):61-62.
[5] WM罗森诺. 传热学手册 [M]. 北京:科学出版社,1985.
[6] 王长贵,郑瑞澄. 新能源在建筑中的应用 [M]北京:中国电力出版社,2003.
[文章编号]1006-7619(2011)12-13-123
[作者简介] 尹红军 (1985.03-),男,汉 ,工作单位:中国矿业大学,学历:硕士研究生,研究方向:项目管理 。