基于能耗总量控制的建筑节能标准及实施机制研究.pdf

基于 能耗 总量 控制 的建 筑节 能标 准及 实施 机制 研究 （ 第 一期 建 筑节 能 设计 标 准及 实 施机 制 研究 ） 住 房 和 城 乡 建 设 部 标 准 定 额 研 究 所 二一七 年 三 月项目信息 项目资助号 项目期 所属领域 建筑节能 ： 项目概述 见执行摘要 ： 关键词 能耗总量、建筑节能、标准 、实施机制 本报告由能源基金会资助。 报告内容不代表能源基金会观点。 基于能耗总量控制的 建筑节能设计标准及实施机制研究 III 摘要 我 国 的 建 筑 节 能 减 排 已 进 入 总 量 控 制 阶 段 ， 进 一 步 研 究 和 完 善 建 筑 节 能 实 施 机 制 ， 量化减排目标，对于应对全球气候变化，实现国家的节能减排承诺具有重要意义。 课题采用 从上而下 和 由 下 而 上 相 结 合 的 方 法 ， 分 析 了 建筑面积 和 建筑能耗 强度 整 体控 制 思 路 ， 提 出 了 设 计 阶 段 实 施 能耗控制 与 能 效 提升 并 行 的建 筑 节 能 双 控 技术路线。计算了未来中长期各省市建筑节能能耗总量控制目标和能效提升的工作 重点，并为未来建筑建筑技术路线实施提出了建议。 主要研究内容包括： 、 基 于 考 虑 二 孩 政 策 的 人 口 预 测 ， 根 据 假 定 的 未 来 城 镇 化 情 景 和 人 均 建 筑 面 积 增 长情景，测算 年、 年和 年城镇住宅、公共建筑和农村住宅的总建筑面 积，并给出全国各省市 年的公共建筑面积、城镇居 住面积和农村住宅建筑面积的 预测结果。 、 分 析 当 前 气 象 参 数 、 计 算 依 据 、 计 算 软 件 等 主 客 观 因 素 对 建 筑 能 耗 计 算 结 果 的 影 响 ， 建 议 国 家 层 面 制 定 统 一 的 建 筑 能 耗 模 拟 计 算 软 件 ， 并 统 一 化 、 标 准 化 软 件 气 象 参 数 输 入 。 同 时 ， 给 出 全 国 个 地 级 区 划 的 采 暖 度 日 数 （ ） 和 空 调 度 日 数 （ ）。 、 系 统 介 绍 了 能 耗 总 量 控 制 思 路 、 方 法 ， 基 于 未 来 建 筑 用 能 面 积 增 长 的 情 景 假 设 ， 以 典 型 气 候 区 、 典 型 城 市 、 典 型 功 能 建 筑 为 例 ， 规 定 了 具 体 的 建 筑 能 耗 计 算 参 数 和 计 算方法。采用统一计算工具，测算了典型城市 年、 年和 年城镇住宅、 城镇公共建筑在设计阶段的用能指标和年耗能指标。 、以 年热工参数为基准，测算典型城市、典型功能建筑的关键节能技术及其 节能潜力（包括建筑围护结构、用能设备） 。 、 与 德 国 、 法 国 、 丹 麦 、 美 国 、 日 本 等 不 同 国 家 建 筑 节 能 标 准 的 编 制 思 路 进行比 较 ， 建 议 采 用 以 丹 麦 为 代 表 的 建 筑 节 能 标 准 模 式 ， 规 定 所 有 类 型 新 建 建 筑 的 能 耗 强度 限值 ，同时设置两种自愿执行的低能耗等级 ，例如 年强制标准发布时，同时公布 年低能耗等级和 年低能耗等级的要求，突出建筑节能设计标准的引领作用。 目 录 摘要 . III 第一章 引 言 . 7 1.1 课题研究背景 . 7 1.2 课题亟待解决的问题 . 8 1.3 研究目的和主要内容 . 9 第二章 研究现状 . 10 2.1 国外建筑节能标准发展 . 10 2.1.1 美国 . 10 2.1.2 德国 . 11 2.1.3 丹麦 . 16 2.1.4 日本 . 20 2.2 国内建筑节能发展回顾 . 25 2.3 小结 . 26 第三章 建筑能耗总量及限值分析 . 28 3.1 思路与方法 . 28 3.1.1 整体思路 . 28 3.1.2 能耗计算方法 . 29 3.1.3 建筑物理模型 . 35 3.1.4 室内温湿度控制 . 36 3.2 建筑面积 . 36 3.2.1 考虑 二孩 政策的修正 . 36 3.2.2 总建筑面积计算 . 38 3.2.3 各省市建筑面积计算 . 44 3.2.4 既有建筑存量与逐年竣工面积 . 59 3.3 居住建筑能耗计算 . 60 3.4 公共建筑能耗计算 . 66 3.4.1 宾馆建筑 . 66 基于能耗总量控制的 建筑节能设计标准及实施机制研究 V 3.4.2 办公建筑 . 71 3.4.3 学校建筑 . 75 3.4.4 医院建筑 . 86 3.5 小结 . 88 第四章 未来建筑用能指标和年用能指标 . 90 4.1 居住建筑 . 90 4.1.1 城镇住宅能耗 . 90 4.1.2 农村住宅能耗 . 94 4.2 公共建筑 . 95 4.2.1 宾馆建筑 . 95 4.2.2 办公建筑 . 96 4.2.3 学校建筑 . 98 4.2.4 医院建筑 . 98 4.3 能耗总量 . 99 第五章 关键节能技术对建筑能耗影响分析 . 101 5.1 城镇住宅节能潜力分析 . 101 5.1.1 建筑围护结构 . 101 5.1.2 用能设备 . 103 5.2 城镇公共建筑 . 105 5.2.1 宾馆建筑 . 105 5.2.2 校园建筑 . 105 5.2.3 办公建筑 . 118 5.2.4 医院建筑 . 118 5.3 小结及建议 . 120 第六章 建筑能耗计算模拟软件相关对比分析 . 122 6.1 建筑节能气象参数现状 . 122 6.1.1 气象数据的重要性 . 122 6.1.2 建筑节能用气象数据现状 . 123 6.1.3 存在的问题 . 126 6.1.4 解决思路 . 127 6.2 节能产品和材料数据库现状 . 128 6.3 国内外计算依据对比 . 129 6.4 计算模拟软件包对比 . 133 6.4.1 工具介绍 . 133 6.4.2 工具对比 . 133 6.5 小结 . 142 第七章 实施机制 . 144 7.1 实施机制 . 144 7.1.1 建立以建筑能耗总量控制为目标的建筑节能标准体系 . 144 7.1.2 统一国内建筑能耗计算方法 . 144 7.1.3 政府对能耗计算软件进行监管，规范能耗计算软件的使用 . 144 7.1.4 完善建筑气象数据库，并定期维护更新 . 145 7.1.5 建立我国节能产品和材料数据库 . 146 7.1.6 进一步加强建筑能耗和建筑面积的统计 . 146 7.2 建筑节能评估 . 146 7.2.1 国外经验借鉴 . 148 7.2.2 节能评估实施建议 . 154 第八章 结论与建议 . 156 8.1 结论 . 156 8.2 建议 . 156 附录 模拟工况热工参数设定 . 157 附录 全国 个地级区划气象参数表 . 170 附录 数据来源及术语 . 210 附录 数据处理说明 . 210 附录 参考文献 . 228 第一章 研究现状 7 第一章 引 言 课 题研 究 背景 能 源 安 全 是 实 现 国 民 经 济 持 续 发 展 和 社 会 进 步 所 必 需 的 能 源 保 障 。 建 筑 、 工 业 和 交 通 是 我 国 的 三 大 主 要 消 耗 大 户 。 当 前 ， 建 筑 能 源 消 耗 约 占 我 国 能 源 总 消 耗 的 。 随 着 我 国 经 济 水 平 的 发 展 ， 建 筑 能 源 消 耗 仍 然 呈 现 上 升 趋 势 。 如 何 实 现 建 筑 领 域 的 总 量 控 制 ， 量 化 建 筑 领 域 的 能 源 消 耗 水 平 ， 对 于 实 现 不 同 阶 段 我 国 能 源 的 总 量消费 目标，保障国民经济的可持续发展具有重要意义。 （ ）中国 建筑节能 减排 目 标 的 迫切 需 求 在 新 型 城 镇 化 的 背 景 下 ， 中 国 建 筑 业 和 房 地 产 业 将 持 续 高 速 发 展 ， 建 筑 存 量 将 快 速增加，建筑能耗总量必然快速增长。 年底，全国民用建筑面积已超过 亿 。 按照新型城镇化规划（ 年） 提出的目标进行估算，到 年，中国民 用建筑面积将超过 亿 ，建筑总能耗将接近 亿 。我国建筑领域面临更严峻 的节能减排形势。 建 筑 节 能 主 管 部 门 及 有 关 各 方 的 工 作 重 点 是 以 建 筑 节 能 设 计 标 准 为 依 据 ， 对 新 建 建筑各部分的性能进行控制和把关 。 现行建筑节能设计标准 对 新 建 建 筑 各 组 成 部 分 （ 围 护 结 构 、 用 能 设 备 及 系 统 等 ） 的 性 能 指 标 提 出 明 确 要 求 ， 在 不 能 满 足 单 项 指 标 要 求时， 再 采 用 耗 热 量 指 标 、 建 筑 能 耗 指 标 进 行 权 衡 判 断 的 要 求 。 现 有 节 能 模 式 简 洁 明 了、易于操作和监督，并且有利于推广普及节能技术，成效明显。 影 响 建 筑 能 耗 的 因 素 是 多 方 面 的 ， 单纯从 建 筑 本 体 及 用 能 系 统 性能 约 束 的 角 度 已 经 难 以 实 现 我 国 建 筑 能耗 的 有 效 控 制 。 为 实 现 建 筑 领 域 的 节 能 减 排 目 标 ， 量 化 建 筑 能 耗 指 标 ， 通 过 目 标 总 控 的 思 想 ， 从 供 给 侧 对 建 筑 能 源 消 耗 进 行 约 束 ， 引 导 社 会 各 界 提高节能意识，落实节能行动，课题提出了 能耗 总量 的建筑能耗双控路线，以满足 我国建筑领域的节能减排要求。 （ ） 建 筑 节 能 减 排 需 要 在 确 定 中 长 期 能 耗 总量 控 制 目 标 的 基 础 上 ， 明 确 不 同 阶 段 的 能 耗 控 制目 标 ， 实 现分 阶 段 的 控制 中美两国于 年 月 日在北京发表了中美气候变化联合声明 ，中国计划 年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰，并计划到 年非化石能源占 一次能源消费比重提高到 左右。中国已明确提出 坚决控制能源消费总量、高度重 视 城 镇 化 节 能 的 要 求 。 因 此 ， 建 筑 领 域 节 能 减 排 必 须 改 变 传 统 的 工 作 模 式 ， 尽 快 在 明 确 中 长 期 建 筑 能 耗 控 制 目 标 的 基 础 上 ， 确 定 不 同 阶 段 的 建 筑 用 能 指 标 和 年 能 耗 指 标 ， 实现分阶段的控制。 在 住 房 城 乡 建 设 部 建 筑 节 能 与 科 技 司 、 能 源 基 金 会 的 共 同 支 持 下 ， 住 房 和 城 乡 建 设部标准定额研究所 于 年完成了建筑节能顶层设计研究和国家标准民用建筑能 耗标准的研究与编制。通过建筑节能顶层设计研究， 初步测算出了到 年中国建 筑领域的能耗总量控制目标 ， 以及不同阶段（ 、 、 、 年）的控制目 标 ， 并 确 定 了 总 体 的 实 施 路 线 ， 奠 定 了 实 施 建 筑 能 耗 总 量 控 制 的 基 础 。 国 家 标 准 民 用建筑能耗标准发布实施后，将为当前一段时间内（通常为 年）中国民用建筑运行 阶段实际能耗控制提供依据。 （ ） 建 筑 领 域 需 要 尽 快 给 出 新 建 建 筑 设 计 环 节 的 用 能 指 标 限 值 和 既 有 建 筑 节 能 改 造 后 的 用 能目 标 对于大量即将新建的建筑（每年约 亿 ） ，需要根据建筑能耗总量控制目标， 确 定 出 设 计 环 节 的 用 能 指 标 和 年 耗 能 指 标 ， 避 免 达 标 建 筑 能 耗 高 的 现 象 。 通 过 建 筑 节 能 设 计 标 准 给 出 建 筑 设 计 环 节 的 用 能 指 标 和 年 耗 能 指 标 （ 也 就 是 典 型 气 象 条 件 、 标 准 工 况 下 的 设 计 值 ） ， 并 且 给 出 可 操 作 性 非 常 强 的 计 算 方 法 ， 可 以 便 于 建 筑 师 、 工 程 师 、 研 发 、 建 设 方 等 执 行 ， 便 于 主 管 部 门 监 督 。 在 建 筑 设 计 环 节 就 实 施 建 筑 能 耗 的 控 制 ， 才能有利于运行环节的能耗强度指标的实现、有利于民用建筑能耗标准的实施。 中国城镇既 有建筑（住 宅、公共建 筑）约 亿平方米 ，其中 的没有执行 建 筑 节 能 设 计 标 准 ， 因 此 存 在 巨 大 的 节 能 改 造 潜 力 。 对 于 这 部 分 建 筑 实 施 节 能 改 造 时 ， 同 样 需 要 根 据 建 筑 能 耗 总 量 控 制 目 标 ， 确 定 改 造 目 标 （ 即 改 造 后 的 用 能 指 标 和 年 耗 能 指 标 ） ， 并 通 过 修 订 既 有 居 住 建 筑 节 能 改 造 技 术 规 程 和 公 共 建 筑 节 能 改 造 技 术 规 范予以明确。 课 题亟 待 解决 的 问题 实 现 全 国 建 筑 能 耗 总 量 控 制 是 一 项 极 其 复 杂 的 工 作 。 课 题 在 研 究 过 程 中 ， 通 过 摸 清 我 国 不 同 功 能 建 筑 的 能 耗 现 状 ， 明 确 未 来 不 同 功 能 建 筑 节 能 设 计 标 准 ， 达 到 量 化 不 同阶段的建筑能耗总量控制的目标。 在 课 题 实 施 过 程 中 ， 拟 解 决 全 国 不 同 省 市 、 不 同 功 能 建 筑 面 积 统 计 。 在 未 来 新 建 建 筑 能 耗 水 平 预 测 过 程 中 ， 采 用 统 计 建 筑 能 耗 模 拟 计 算 的 方 法 ， 计 算 全 国 不 同 气 候 区第一章 研究现状 9 不 同 功 能 建 筑 的 能 源 消 耗 水 平 ， 其 中 不 同 地 区 节 能 设 计 标 准 、 建 筑 气 象 参 数 、 模 拟 工 具 与 人 员 操 作 等 因 素 对 建 筑 模 拟 能 耗 的 高 低 均