1 前言
根据英国石油公司发布的《BP世界能源统计年鉴(2011)》表明,全球经济衰退过后,2010年全球能源消费强劲反弹。能源消费增长为5.6%,达到1973年以来的最高涨幅。能源消费总量轻松超越了2008年经济衰退前所达到的峰值。新兴经济体的能源消费继续快速增长,经合组织国家的能源消费增幅也远高于平均水平。中国占全球能源消费20.3%,成为世界最大的能源消费国。纵观全球,能源消费的增幅高于经济增幅,这意味着经济活动的能源强度连续两年攀升。数据表明,去年全球化石燃料消费产生的二氧化碳排放量也大幅增长达到1969年以来的最高水平。
对比世界能源统计年鉴2008与2011的数据,可以发现几个主要的化石能源已探明储量与当年的开采速度之间的关系(R/P ratio):
(1)煤炭:全球储量到2010年底还可开采118年,而这个数据在2007年底时还是130年;中国已探明储量到2010年底还可开采35年,而这个数据在2007年底时还是45年。一方面,煤炭开采的速度在加速,另一方面,中国的煤炭资源需求与消耗也在加速,无序开采使得中国迅速面临煤炭枯竭的可能;
(2)石油:全球储量到2010年底还可开采46年,这个数据在2007年底时是42年;中国已探明储量到2010年底还可开采10年,此数据在2007年底是13年。数据显示,石油的消耗平稳,未出现大的储量或产量的波动,资源稳步减少。同时可以看到,在不久的将来,中国以致全球面临石油枯竭的情况。
(3)天然气:全球储量到2010年底还可开采58.6年,这个数据在2007年底是61年;中国已探明储量到2010年底还可以开采29年,此数据在2007年底是44年。可以看出,全球的天然气的消耗是一个平稳的情况,但是中国的天然气资源消耗超速发展,如果不进一步开发新的天然气资源,此项化石能源的枯竭也会迅速来临。
建筑节能既包括新建建筑的节能工作,又包括既有建筑的节能改造。“十二五”期间,中国每年城镇的新建建筑大概是7亿到8亿平方米,都需要严格按照建筑节能50%甚至65%的标准来执行。“十一五”期间,中国完成了改造1.8亿平方米既有建筑。根据国务院“十二五”期间节能减排综合性的工作方案,提出来的改造任务是不低于4亿平方米,也就是说在“十一五”的基础上要扩大规模。同时要推动过渡地区和夏热冬暖地区的既有建筑节能改造,各改造5千万平方米。建筑节能的工作任重而道远。
2 建筑节能三步分析策略
欧洲从六十年代末第一次石油危机开始,逐步关注建筑节能的问题。经过四十余年的发展,在实践中总结出了建筑节能的方法论:建筑节能三步分析策略。此方法论的核心是:首先尽可能地减少建筑的能耗需求;其次充分利用可再生的能源与资源;最后才是在必要的情况下,选用高效节能的技术与产品(如图1所示)。
其中,减少能耗需求的前提条件是满足建筑的基本功能,即能满足人们对工作、居住、生活、阅读以及舒适性等基本功能。强调建筑节能并不是要牺牲建筑本身的功能,否则就是舍本逐末了。而减少能耗需求可以采取多种分析方法,综合获得。
可再生能源也不仅仅是我们通常所说的太阳能光伏发电、太阳能光热以及风力发电,实际上,自然通风也是一种可再生的能源形式。如果在建筑设计与节能改造过程中能够充分挖掘自然通风的潜力,也可以大幅度提升建筑的节能性能。
为了满足建筑的基本功能,我们通常还需要消耗化石能源,而我们第三步的方法就是采用高效节能的产品和技术来降低化石能源的使用量。
3 建筑节能与工业节能的差别
多数情况下,工业节能侧重于某一种技术、产品的应用。在现实操作层面,工业节能往往采用节能技改的方式。
建筑节能在早期起步阶段也是从节能技改开始,例如增加保温层、安装节能灯和节电器等,但是通过几年的发展和研究,人们日益意识到建筑节能是一个复杂的、非线性的技术体系,需要系统化集成化的节能技术。个别产品、系统的更换无法达到最佳的建筑整体的节能效果。
建筑节能涉及建筑围护结构、用能设备等方面。其中用能设备中的最大部分是暖通空调,包括采暖、空调、风机、水泵等系统。其他还有照明系统、动力系统、插座等。这些用能设备之间相互关联,需要将这些设备看作一个完整的体系集成考虑来实现建筑节能。
4 延华的集成化建筑节能理念
上海延华智能科技(集团)股份有限公司(股票代码:002178),是国内第一家以智能建筑为主营业务,在深交所成功上市的高科技企业,是国内领先的“中国智慧城市服务与营运商”。东方延华是延华智能科技集团旗下,一家专注于建筑节能整合解决方案的服务商。延华在开展建筑节能工作的早期就引入了源自欧洲的“建筑节能三步分析策略”,明确指出建筑节能需要系统化的分析手段,不能“头痛医头、脚痛医脚”。采用被动式设计理念,提出系统化、集成化的建筑节能技术体系。
5 集成化建筑节能技术体系
考虑到建筑节能服务是跨专业、多融合的服务,集成化建筑节能技术体系涵盖建筑智能化、建筑节能、机电工程等多个节能相关领域,形成从全过程咨询、规划设计、软硬件定制开发到项目实施、系统集成与系统运维服务等业务。
集成化建筑节能技术体系概括归纳为节能咨询顾问服务与节能集成解决方案2大内容。
5.1 节能咨询顾问服务
(1)全过程咨询服务:对于新建建筑与既有建筑有不同的定义。针对新建建筑的全过程咨询服务包括规划方案设计、建造过程中的运营调试、测量验证等;而针对既有建筑,则包括能源审计、节能改造工程、合同能源管理与项目后期运维服务。
(2)设计方案评估优化:包括地块微气候调节与优化、地块风环境和建筑自然通风优化、建筑日照和遮阳分析、天然采光优化、围护结构综合节能优化。节能技术团队能够熟练的运用业内领先的计算机软件技术进行分析模拟优化,为项目提供可靠的数据(如图2所示)。
(3)专项技术实施方案:从降低需求、采用可再生能源到采用高效节能产品,能够分别为智能灌溉、太阳能路灯、地下停车库光导管、太阳能热水、家居地暖、新风余热回收、屋顶绿化、雨水收集回用等系统提供专项技术实施方案(如图3所示)。
(4)绿色建筑评估:目前中国国内盛行的有三个评估体系,1)住建部的绿色星级评价标识,分为一星级、二星级与三星级;2)美国绿色建筑委员会LEED认证,分为白金级、金级、银级和认证级;3)英国BREEAM绿色认证系,也按星级分类(如图4所示)。
(5)节能评估:2010年11月1日国家发改委下发《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》(中华人民共和国国家发展和改革委员会第6号令),要求在全国发展改革系统内开展固定资产投资项目的节能评估和审查工作。此暂行办法是根据节能法规、标准,对固定资产投资项目的能源利用是否科学合理进行分析评估,通过评估能有效的判断建筑的能效水平及节能潜力。东方延华参加了6号令颁布后的首个超百亿项目——武汉天河国际机场三期建设项目,项目团队编制的节能评估报告获得湖北省优秀工程咨询成果奖一等奖。
(6)能源审计:是一种高效的能源管理手段,有助于提高建筑的能源效率,为实施能耗监控、制定针对性的节能改造方案提供可靠的基础。主要包括基本信息收集、座谈交流、综合诊断、节能潜力分析、形成审计报告等多个环节。目前,延华已承接了多个能源审计项目,包括普陀区机管局、普陀区人民医院在内的14栋大型公共建筑以及华东政法大学等5所高等院校的能源审计项目。
5.2 节能集成解决方案
(1)节能工程:在能源审计提供数据报告的基础上,采用典型产品与集成技术,实现项目节能改造。节能工程区别与常规工程,节能工程要保证节能效果,并且后期运营管理是建筑节能的重要环节。
(2)合同能源管理:合同能源管理是一种商业模式,建筑节能与工业节能中均存在这种模式。此类项目的制定有三个核心部分,包括技术、合同和金融。同时,项目分为方案分析优化阶段项目实施阶段、以及后续节能服务公司与用能单位的配合管理阶段。
(3)能耗监测平台:2008年,延华承接了国家发改委“大型公共建筑节能支撑技术及信息服务产业化”项目相关技术体系建设和平台建设。期间,公司通过数据采集、能效优化、运营支持、控制模块开发等技术研究;成功研发了能耗监测平台。通过使用该平台,可以有效助力管理者找到管理漏洞或能耗漏洞、发现系统中某些重点用能设备的故障、找到最佳的改造方向、提升使用者的节能意识、优化系统运行策略。目前延华的能耗监测平台已成功多个建筑节能项目,并取得良好成效(如图5所示)。
(4)节能运维服务:节能设施的运维服务,是以标准化的流程、严谨的检测、维护、保养等操作,为系统的各类设备、设施提供保障,有效提高机电系统生命周期内的安全性与可靠性,减少建筑机电系统应用的磨合时间,延长设备实施使用寿命,节约二次投入和维修成本,充分体现了节约社会资源的核心价值。
6 结束语
通过专业化的技术团队打造的高新技术企业,延华集成化建筑节能技术体系涉及暖通、环境工程、设备管理、计算机技术、热能工程等专业,采用“建筑节能三步分析策略”,以国际化的视野及水准,属地化的管理和本土化的服务来开展工作,将建筑节能系统化、集成化的技术解决方案应用到工程实践中,努力为中国的建筑节能事业发展做出贡献。
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