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什么是真正的建筑节能？
□ 清华大学建筑节能研究中心 江 亿 燕 达
建筑节能是我国节能减排的主要任务之一，本文通过一些案例和相关研究成果分析，阐述“建筑节能”的概念，并讨论在建筑节能设计、评估、分析、标准等工作中所涉及的参考工况和建筑的标准使用模式问题。首先考查了目前作为节能建筑示范的一些工程项目的实际能耗状况，然后分别讨论什么是建筑节能、评估建筑节能应该采用怎样的参考工况和使用模式等基本问题，希望能够推进建筑节能工作科学有效发展。
本文是作者在今年“第七届国际绿色建筑与建筑节能大会”上主题报告的整理删节稿。希望能够澄清“建筑节能”一词的概念，并讨论在建筑节能设计、评估、分析、标准等工作中所涉及的参考工况和建筑的标准使用模式问题。建筑节能是我国节能减排的主要任务之一，而这些问题又是建筑节能最基本的问题。因此澄清这些问题，对建筑节能工作有十分重要的意义。本文首先考察目前作为节能建筑示范的一些工程项目的实际能耗状况，以此为出发点，再分别讨论什么是建筑节能、评估建筑节能应该采用怎样的参考工况和使用模式等基
本问题。北方城镇建筑采暖是我国建筑能耗最主要的组成部分，由于长期以来北方采暖被认为是一种福利和社会保障，所以市场机制迟迟未能全面进入和影响这一领域，这就导致在北方城市供热这个领域所出现的现象和特征与建筑用能的其他方面完全不同。为此，本文不涉及北方城镇采暖相关问题，以下的讨论全部都只针对除了北方城镇建筑采暖之外的其他能耗。
目前一些节能示范建筑实际运行能耗的实测与比较
1、北京某政府机构办公建筑
该示范建筑建成于2001年，是作为中美两国政府合作，汇集了世界上各种建筑节能技术而建成的一座节能示范的办公建筑。它采用了优化的建筑造型，性能优良的外墙和外窗，使用了冰蓄冷、新风全热回收、自动调光节能
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灯等多项节能装置和设施，并装有较大面积的太阳能光伏电池，承担部分建筑内公共区的照明用电。这座建筑的运行能耗由市政热网提供的冬季采暖热量和电网提供的用电量两部分构成。由于缺少准确的实测冬季采暖热量数值，这里只讨论用电状况。目前其实际用电量如表1所示。
电池、天花板辐射供冷供热、带全热回收的新风、自动调光节能灯等多种节能装置与设施。由于冬季采暖仍使用校园的集中热源供热，无有效计量，所以只考查其用电量。其全年单位建筑面积用电量为89.1kWh/(m2•a)。图2为该校一批功能类似的办公
表1 北京某示范办公建筑全年用电量建筑的年用电量。
单位平米建筑用电量
通过图2的对比表明，这座集成了多项节能技术的示范建筑的实际耗电量和同功能的其它建筑相比，属于“中间偏高”，不能认为它的用电量低于同类型同功能其它建筑。
空调用电照明用电全年总用电
28 kWh/(m2·a)14 kWh/(m2·a)74 kWh/(m2·a)
做为对照，如图1所示，给出了清华大学调查得到的2000年以前建成使用的位于北京市的一些同功能中央政府机构办公建筑的实际用电量，并与该示范办公建筑的用电量进行比较。
3、南京某节能住宅
该住宅项目是南京被授予“三星级绿色建筑”的高档商品住宅楼，它采用了非常好的外围护结构，地源热泵，天花板辐射供冷供热，新风全热回收，节能灯等多种节能技术措施。其冬季采暖和夏季空调都依靠市政供电提供能源，表2为清华大学调研得到实际用电量。
而当地一般住宅冬季采用分体空调热泵采暖、夏季空调的实际用电量大多在15～30kWh/m2，加上照明、家电的户全年总用电量也很少有超过50kWh/(m2•a)的。按照国家发改委2010年发布的实行住宅梯级电价的调查研究报告指出，80%以上的城市居民月均用电量不超过140kWh，也就是全年不超过1700kWh。即使按照住宅平均建筑面
图 1 政府机构办公建筑用电量的对比(2004年)积80平米计，则每平米建筑全年总耗电量也仅为21.3kWh/(m2•a)。因此这座节能住宅建筑实际的采
由图1数据可以看出，这座采用了多种节能技术和措施的示范建筑至少在实际用电量上并没有比其它的同功能建筑表现出显著差异。
暖空调用电量是同一地区一般住宅的采暖空调实际用电量的2～3倍。
2、北京某校园建筑
该建筑是由欧盟某国政府投资兴建，在2006年建成的节能示范性校园建筑。它采用了高性能玻璃构成的双层皮幕墙、大面积的太阳能光伏
4、北京住宅建筑空调用电量的调查
我们对北京的5座建造于不同年代、采用不同技术的住宅建筑夏季空调实际用电量进行了调查，其结果如表3所示。同时为了认识为什么采用分体空调的住宅夏季空调用电量低的原因，还测试了表3中第一座住宅楼各户的夏季空调用电量，如图3所示。
通过以上用电量对比表明，住宅采用分体空调的实际平均用电量很低的原因是各户实际空调使用方式的巨大差异所致。尽管图3中也有一户空调用电量达到14.2kWh/(m2•a)，但一半左右的用户甚至低于1kWh/(m2•a)。这样大的差异完全是由于各户空调使用时间不同所致。能耗低的住户每年据统计空调平均开启时间不到50小时，而那个用电最高的
图 2 位于北京的某高校教学建筑全年用电量（kWh/m.a）
2
用户夏季空调使用时间几乎达到2000小时。因此
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表 2 南京某节能住宅建筑采暖空调实际耗电量
冬季采暖耗电量
单位建筑面积用电量
（kWh/m2）
21.9
过渡季通风耗电量
2.7
夏季空调耗电量
19.9
全年采暖空调耗电量
44.5
表 3 北京市5栋不同年代建造的住宅夏季空调实际用电量
序号建筑外形建造年代和建筑面积空调方式
平均空调耗电量（kWh/（m2•a））
A
20世纪80年代5层, 每套74m2
分体空调，每户1到3台2.3
B
1996年
18层，每套103m2
分体空调，每户1到4台2.1
C
2003年，26层每套141m2
分体空调，主要房间全部安装3.5
D
2004年建成，26层
每套132m2
多联机方式的户式中央空调6.0
E
2005年建成，26层
每套280m2中央空调，辐射供冷，新风全
热回收
19.5
“有人时开、无人时关”，“部分时间、部分空间”的运行方式是造成分体空调的住宅总体上平均能耗很低的主要原因。而采用中央空调方式的建筑，整个夏季按照“全空间、全时间”的模式连续运行，其实际用电量远高于分体空调的能耗。
5、对上述能耗数据的分析
通过对以上各类节能示范建筑的调研和比较，可以看到它们在实际运行中用电量并不低，甚至高于其它同类型建筑，这主要是由于如下四个原因所造成：
（1）“部分时间、部分空间”还是“全时间、全空间” 营造室内温湿度环境
前面的三座节能示范建筑及后面的住宅建筑E都采用了中央空调系统，全天大部分时间甚至全天24小时连续运行，并且运行时无论各房间有人无人，提供的都是对建筑内全部空间的温湿度环境控制。而作为对照的一般建筑，采用分体空调可以实现完全的“部分时间、部分空间”运行，导致实际的平均开启时间远低于中央空调，造成实际耗电量远低于中央空调；而那些采用风机盘管的一般办公建筑，尽管也属于中央空调，但由于大多无人时可关闭风机盘管，所以也比全空气系统省电。
（2）所提供室内空气质量的不同
图 3 住宅建筑A的各户单位面积空调实际用电量 (kWh/(m2•a))
以上几座节能示范建筑都采用专门的新风系统，定量
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地向各室内空间提供室外空气，从而保证了较好的室内空气质量，但也造成一定的新风机和排风机的耗电。而上面作为对照的一般建筑或者依靠使用者自行开窗通风换气，或者尽管有新风系统，但并不长期连续运行，室内的空气质量在很大程度上还依靠开窗通风换气来维持。这样新风换气的送排风机电耗要低的多，这也是能耗差异的原因之一。当然这样做造成服务质量有所不同，如果一般建筑的使用者不能及时开窗通风换气，会影响室内空气质量。
就会显现出其显著的节能效果。
而另一种意见则认为，这些节能示范建筑并不节能，其理由为： (1) 实际的运行能耗是衡量建筑是否节能的唯一标准，如果这些所谓的“节能示范”建筑实际运行能耗高于同功能的一般建筑，怎么能说它们节能呢？
(2) 这些“节能建筑”的能源利用效率可能很高，但是和工业生产过程不同，建筑节能要通过建筑和系统的高效率及使用者的节约行为这两方面的综合才能实现。而考查这两方面的综合结果，就只能是实际的运行能耗，而不能是单纯的“用能效率”。对于建筑节能而言，我们追求的不是所谓“用能效率”，我们希望实现的是在建筑运行中的“用能量的下降”。这就只能由实际的建筑运行能耗数据来辨别。
怎样看待这两种不同的观点？这恐怕要从建筑节能工作的需求和目标来考虑。图4是世界几个主要国家目前的建筑能耗状况。其中横坐标为人均建筑运行能耗，纵坐标为单位建筑面积的运行能耗。从图中可以看出，即使按照我国的城镇建筑作比较，无论是人均还是单位建筑面积的运行能耗，都远低于目前发达国家的实际状况。此外，美国总能耗目前占全球总能源消耗的22%，其建筑运行能耗占其总能耗约40%，换而言之，美国建筑运行消耗了全球8.8%的能源，为其3亿人口提供建筑中的服务。而我国总商品能源消耗约占全球总量的18%，城市建筑用能占总能耗约20%，即全球总能耗的3.6%，而这是为我国6亿城镇人口提供服务的总建筑能耗。由此可知，我国城镇人口人均建筑运行能耗仅为美国全国人均建筑运行能耗的五分之一！
（3）室内温湿度状况的差异
由于是“全时间、全空间”的环境控制，可以使建筑内任何时候任何地点都处在舒适的温湿度环境。相对于作为对照的一般建筑，有时室内温湿度状况不尽如意，在短时间可能有不舒适的状况出现。这是由于服务水平的差异所造成的实际能耗的差异。
（4）是全面自动控制，还是由用户自行调节
上述各节能示范建筑的另一个共同特点是全面的自控，这些建筑的照明、新风、室内温湿度都通过自控系统进行自动控制，在全时间段时刻都维持设定的状态。而各对照建筑则一般是手动调控。从这些统计数据看，手动调控的运行模式不同于全面自控，其结果也造成了实际用电量的差异。
什么是建筑节能？
前面这些节能示范建筑是否实现了节能？对这个问题有两种看法：
一种意见认为，这些节能示范建筑确实实现了节能，其理由为：
1、这些节能示范建筑采用了建筑节能设计标准要求的各项措施，而且在一些措施上还优于节能50%的设计标准。按照节能评估方法，已达到节能65%甚至节能75%的标准。
2、和同样气候条件下同样功能的美国建筑比，实际能耗只为他们的30%～40%，因此，节能60%～70%。
3、这些建筑实际运行能耗是高于同类型的一般建筑，但他们提供了远高于同类型一般建筑的服务水平。如果将一般建筑也达到同样的室内环境水平（新风量、温湿度条件、全时间全空间环境控制），那么所消耗的运行能耗将为这些示范性节能建筑的2～3倍。也就是说，用室内服务质量进行修正后，这些示范性节能建筑就具有比同功能的一般建筑显著节能。
4、目前那些一般性建筑确实能耗较低，但这是由于很差的室内环境水平所致。将来经济发展了，对室内环境的要求提高了，这些建筑的运行能耗就会大幅度上涨。而这些示范性节能建筑现在已经提供了很好的室内环境，届时
根据上面的计算，如果目前全球67亿人口都达到美国目前的生活水平，按照美国的生活方式和使用能源的方式运行建筑，那么就需要相当于193.6%全球目前的总能源来为人类解决建筑运行。仅建筑运行就需要两个目前地球的能源，而且不包括制造业和交通！而在低碳的呼吁下全球的共识是不能再增加目前人类的用能强度了，全球每年总的能源消耗量也不允许进一步增加了。那么这种建筑用能模式显然是不可能实现的。如果我们认为人类仅可能使用目前全球能源用量的35%来运行建筑的话，那么中国城镇6亿人口使用了约全球3.6%的能
图 4 世界上几个主要国家的建筑运行能耗状况
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源来运行建筑，这样为全球约60亿人口提供建筑运行的话则恰好需要全球约35%的能源总量。这就是说，我国目前城镇人均建筑能耗水平恰好为地球可以为人类提供建筑运行的能源水平。如果我们未来的能源消耗量不准备高于全球人均能源量，那么目前的城镇建筑能耗人均强度大约就是我们可以使用的最大量。我们的建筑节能工作就应该以此为前提下进行规划。这应该作为我们未来考虑建筑运行能耗上限的天花板。也就是说，从我国可获得的能源总量和碳排放容量来看，我国城镇人均建筑用能量不应该再进一步增长，无论经济怎样增长和生活水平怎样提高，我们只能在目前的人均建筑用能强度下通过技术创新来改善室内环境，进一步满足居住者的需要，而不可能因为未来生活水平的提高而允许人均建筑能耗的大幅度上涨。这是中国建筑节能工作的基本出发点。
根据前面的讨论，实际的建筑能耗不仅与所采用的技术方式和系统形式有关，更与建筑提供的服务方式和水平有关。如前所述，“部分时间、部分空间”的环境控制方式的能耗远低于“全空间、全时间”方式。建筑服务水平与实际能耗之间不是线性关系，当服务水平很差，能耗很低时，对系统进行适当地改善，可以显著提高室内环境质量，而实际的运行能耗增加并不大。但当室内环境和服务质量改善到一定的程度后，再进一步提高和改善，则就会大幅度增加建筑运行能耗。因此，根据可以提供的能源数量，恰当地确定要求的建筑环境服务水平，在满足使用者基本需求的前提下，不造成运行能耗的过大增加，这应该是我们建筑节能工作的基本原则。我们不能像西方国家那样，追求“尽善尽美”的室内环境，把建筑提供的服务水平做到极致。在这种需求下，尽管再采用各种最好的节能技术和措施，实际的建筑运行能耗也还会比目前的能耗高，而很难有所降低。这就是目前一些节能示范项目实际能耗非降反升的根本原因。
能说明上海市的住宅建筑基本都符合建筑节能标准，甚至远远优于建筑节能标准吗？显然不能下这样的结论。
进一步查看性能化指标的计算方法就可以知道，55.1kWh/m2
的用能指标是在如下条件下计算得到：“居住室内计算温度，冬天全天为18℃；夏季全天为26℃”，“采暖和空调时，换气次数为1.0次/h”。
这说明该标准中采用的参考模式实际上是“全时间/全空间”的使用模式。在这样的模式下，目前上海市2000年以前建造的大多数住宅建筑计算出来的采暖空调用电量都大大超过55.1kWh/m 2，远高于目前的实际调查结果。因此这一指标只是一个某种特定工况下的计算出来的所谓“参照值”，并不表示实际情况。同样，目前广泛使用的建筑节能“50%，65%，75%”的提法也是取20世纪80年代水平的建筑在上述“标准的参考工况”下，计算得到的采暖空调能耗作为100%的参考值，然后计算采用了节能措施的建筑在这样的参考工况下的能耗，与这一“100%”参考值进行比较，得到节能量和节能的百分比。例如，有报道称“我国2010年建成节能建筑9.6亿平米，形成节能能力900万吨标煤”，这就表明，每平米节能建筑的节能能力约为每年10公斤标煤，或30kWh/(m2·a)电力。这实际上是指这些建筑如果没采用诸项节能措施，在以上所谓“标准参考工况”下，上海住宅能耗将是80kWh/m2，而由于采用了各项节能措施，使得这些节能建筑在同样的标准参考工况下，能耗仅为50kWh/m2。这就是每平米建筑每年节能10公斤标煤的来由。而实际上无论这些住宅建筑是否是节能建筑，由于实际使用模式与“标准参考工况”大不相同，其实际用能量大多不超过每平米10公斤标煤，根本就不可能实现再“每平米节能10公斤标煤”！
对于这个问题的一种解释是：这里说的50%，65%，75%和每平米10公斤标煤都是指“节能能力”，尽管目前实际的建筑能耗没达到这样的数值，但将来生活水平提高后，居民就会向发达
参考模式: 建筑节能的基本问题
既然建筑的不同使用方式，不同的室内服务标准会导致实际能耗的巨大差别，那么究竟应该采用哪一种使用方式和服务标准作为我们在开展建筑和系统的设计、评估、定额管理等建筑节能工作时的参考呢？我国2001年出台的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中明确规定，住宅建筑是否符合节能标准可以采用“性能化指标”的方法进行评估审查。通过模拟计算，如果计算得到的建筑能耗结果小于规定的指标，就可以认为是符合建筑节能标准的节能设计。例如对于上海地区的指标是：“每年每平米住宅建筑的采暖空调用电量不超过55.1kWh”。而对上海抽样的一千户住宅用电量的调查结果表明，居民年总用电量平均仅为33kWh/(m2•a)，85%以上的住宅用电量低于55kWh/(m2•a)。这里的总用电量还包括照明和家用电器，而采暖空调用电量不足50%，因此绝大多数住宅实际的采暖空调用电在10～20kWh/(m2•a)之间，远低于规定的55.1kWh/(m2•a)的节能标准值。而这
国家一样，逐渐转为这种使用模式，到时候就会显现出这样的节能效果，我们的建筑不能仅从目前的使用模式出发，更要考虑到未来，使得将来使用模式达到发达国家水平后，产生节能效果。
这样一来，问题就转为：我们的未来一定要在建筑使用模式上和发达国家接轨，对建筑环境提出同样的需求，从而使运行能耗也接近发达国家的目前水平吗？
按照前面所分析，从我国的资源、能源与环境容量状况，从世界人均可用能源量和可排放的碳量来预测，都无法给我们提供这样多能源用于建筑运行，我们只有维持目前的节约型建筑使用模式才有可能走出能源短缺和环境容量不足的困境，实现我们的城市与社会的发展。这种在使用模式上与发达国家的接轨是我们不希望看到的，是实现我们建筑节能宏大目标所必须要抵制的，我们怎么能把这一模式作为我们建筑节能工作的基本出发点呢？
因此，如果这样的使用模式无法发生，那么以此为出发点进行建筑节能各项标准的分析基础，至少会出现如下两个问题：
1、在进行全社会能源规划中，提出“十一五”期间建筑节能
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可实现节能量1.1亿吨标煤。这样为全社会总的节能目标产生巨大贡献。然而，这些节能量都是按照“标准使用模式”预测得到，其数值甚至超过某些建筑目前的实际耗能量，除非这些建筑一下子都转到与发达国家接轨的“标准模式”下运行，否则无论如何也不会产生这样大的“节能量”。而在总的能源规划中直接从字义上去理解，把全社会的节能目标的实现寄希望于建筑节能，那么就会对总的能源规划产生误导！
2、建筑节能的各项措施大多是在初投资与运行费之间的一种平衡和优化。按照“标准的使用模式”，某项节能措施可以获得很大的节能量，几年内就可以回收全部增加的资金投入，使这项措施非常经济可行。而在实际的使用模式下，这种措施也可能有一些节能效果，但节能量已变得非常小，回收期就增加大几十年甚至上百年。这样就使得这种措施的可应用性和经济性很差。那么还应该推广这一措施吗？对上海住宅来说，增加20mm厚的聚苯板作为外墙保温，在“标准模式”下，每年可以节约采暖空调用电16kWh/m2，生产这些聚苯板所消耗的能源可以在8年内通过节能回收。但在目前大多数家庭的实际使用模式下，每年可节约的采暖空调用电量不超过7kWh/m2，生产聚苯板所消耗的能源就需要19年才能回收。这样即使仅从全生命周期来分析，20mm聚苯板外保温这一措施也已经变得不适宜。这一不适宜的“标准模
式”已经对我们的建筑节能政策产生了误导！
一种观点认为：我们评估建筑用能性能时总需要一个参考的使用模式，目前的这个“标准模式”并不是用来核算真正的节能量的，只是作为一个统一的参照状态，来比较和评价各种节能措施/节能技术。这种观点就是认为如果措施A在在这种“标准模式”下比措施B节能，措施A任何使用模式下都比措施B节能，我们就应该大力推广措施A。实际情况是这样的吗？我们来看如下一些案例：
案例1：广州地区是否应该采用保温
广州地区夏季空调能耗远高于采暖能耗。良好的保温在标准模式下，不利于室内热量的散发，增加保温反而可能增加空调负荷。下面分别对“标准模式”和“节约模式”两种模式下增加保温前后全年空调采暖能耗变化进行了模拟分析。表4为这两种使用模式及其在不同保温程度下的能耗差别。可见，对于同样的措施，在节能这一问题上两种使用模式给出相反的结论。
案例2：广州地区住宅是否要加强气密性，并采用排风热回收措施
仍然取上面案例1的两种运行和需求模式，气密性建筑取室外
表 4 两种不同的使用模式及其空调采暖能耗
项目气象参数室内发热量室内外通风模式
空调控制温度
空调设备使用方式
空调容忍温度空调运行模式
标准模式典型气象年
室内发热量4.3W/m2
1次/小时16℃～26℃16℃～26℃连续运行空调能效比：2.7；采暖能效比：1.5；厨卫不控制温度。不加保温
加保温0.773.143.5
节约模式典型气象年
根据室内外热状况变通风量
16℃～26℃14℃～28℃间歇运行空调能效比：2.7；采暖能效比：1.5；厨卫不控制温度。不加保温1.395.712.9
加保温0.773.112.2
其他
外墙传热系数W/m2·K外窗传热系数W/m2·K空调采暖用电量 kWh/(m2·a)
1.395.741.9
表 5 气密性与通风条件对空调采暖能耗影响
标准模式
气密性（次/时）
通风方式
空调采暖用电量kWh/(m2·a)
0.2
机械通风+热回收
44.8
1开窗通风57.7
0.2
节约模式
1开窗通风6.9
机械通风+热回收
15.3
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空气无组织渗透为0.2次/时，通过带有排风显热回收的新风机提供1次/时的新风，热回收效率75%；对照建筑仍为1次/时的渗透通风换气，无热回收，但当室外环境适宜时，可以开窗通风换气。表5为两种使用模式下气密性与否的能耗差别。不同的使用模式又出现了相反的结果。
案例6：住宅生活热水的集中供应
北京近年来一批商品住宅小区建有集中的生活热水系统，但运行几年后都因为运行费用太高亏损太大而停止使用。一些开发商宁可重新为用户免费提供分户的热水器也拒绝继续运行集中式生活热水。实际调查表明，由于实际用水量远低于设计用水量，导致热水循环泵的电耗和热水管道的热损失在运行能耗中的比例
案例3：北京市住宅的空调方式
当要求建筑物内任何空间，包括楼梯间，全年任何时候的温度都处于18℃～24℃之间，外窗不能开，全部依靠新风机通风换气，可以计算出，采用温湿度独立控制的中央空调方式，并在室外低温时采用冷却塔直接供冷，空调制冷能耗（不包括采暖）可以在18kWh/(m2•a)以内，而分体空调不能利用室外自然冷源，能耗会超过20kWh/(m2a)，中央空调优于分体空调。然而，正如前面所述，当实际的住宅按照“部分时间/部分空间”模式运行空调时，北京市采用分体空调的住宅的平均用电量仅为2～3kWh/(ma)，而中央空调则很难支持这种“部分时间/部分空间”的模式，实际用电量远高于分体空调方式。
2
非常高（有些小区此比例超过50%），这就导致集中生活热水的运行成本很高，2010年北京将集中供应的生活热水价格从11元/吨涨到23元/吨，物业运行者仍然高呼亏损。而在发达国家的公寓楼很多采用集中生活热水供应方式的，却没有这样的问题。其主要原因就是发达国家居民的生活热水用量远高于我国。根据一些统计数据，日本家庭生活热水用量户日均在600升～1000升/户•日，而我国城市居民生活热水用量则在70～150升/户•日。正是这一生活方式的区别，导致在集中供应生活热水是否节能上出现截然相反的结论。
这些案例分别从不同角度说明：在建筑节能领域，一项技术和措施是否节能在很大的程度上取决于使用模式和为使用者提供的服务水平。换句话说，就是不同的使用模式和对建筑物的需
案例4：办公建筑是用风机盘管还是变风量（VAV）
这是国内学术界近来争论的一个问题。其中有一点是：如果某间办公室无人，采用风机盘管方式时，至少可以关断风机，实现节能。而VAV方式不能单独关闭某个房间，导致无人使用时空调仍在运行。然而，如果本来就要求空调24小时连续运行，有人无人一个样呢？VAV不能单独停止的问题就不再成为问题，其能耗也就不一定比风机盘管方式高了。两种方式实际适合于不同的使用模式、满足于不同的需求。这其实是这一争论的实质问题。
求，所需要的节能技术和措施不同。因此在审查、评估建筑节能时，在评价节能技术和措施时，首先要明确我们在讨论那种使用模式下的建筑节能，希望所分析的建筑提供那种服务水平。离开使用模式和服务水平，只能谈某项技术，很难认定其是促进节能还是会导致实际用能的增加。前面谈到的几座“节能示范项目”，就是在所谓“标准模式”下节能，在“全时间/全空间”的运行需求下，有较高的能源利用效率。但是由于其不支持“部分时间/部分空间”的使用模式，因此对于这种需求，就表现出高于一般同功能建筑的运行能耗。
到底取什么样的使用模式作为我们讨论建筑节能的参考模
案例5:公共建筑群空调的区域供冷
当要求所有建筑的空调都是全天24小时连续运行，维持室内恒温环境时，各座公共建筑的冷负荷一天内同步变化，整体变化幅度不大，采用区域供冷方式可以实现有效的调节。采用一些高效的冷源方式（例如热电冷联产），可以实现较高的能源转换效率。这是为什么美国很多高校校园都采用区域供冷方式。而当建筑物只有在使用时才运行空调，各座建筑的使用时间又不同步（办公建筑白天用晚上停，娱乐建筑晚上出现负荷高峰），区域供冷在冷量调节上就会出现很多问题。尤其是当仅有1%的建筑需要供冷时，冷冻水循环水泵的电耗就非常突出，整个系统的能源转换效率变得很低。这就是为什么国内许多采用中央空调的大型办公建筑又在某些房间安装了分体空调。这是为了在部分建筑空间使用时提供环境控制，而又不开启中央空调。国内关于区域供冷是否节能的争论实质上就是从不同的使用模式出发得到关于是否节能的不同结论。
式？到底我们的未来建筑应提供什么水平的服务？这是开展建筑节能工作，制定各种相关规划首先要回答的基本问题。实际上，围绕降低碳排放的需求，发达国家的有识之士也在考虑这一问题。图5为日本国土交通省建筑环境研究所为了制定日本建筑节能导则，对东京住宅的采暖空调能耗进行的广泛调查所得到的不同采暖空调方式能耗状况的调查结果。为了忠实原文，图中直接给出日文原著内容。其中横坐标为每户每年采暖空调的能耗（已折合为一次能源），GJ/户。其中每种方式都给出采用排风热回收时和没有排风热回收时的能耗。可以看到任何一种方式下，采用排风热回收都可以节能约13%～15%。各类方式中能耗最高的是“全时间、全空间”运行的热泵式中央空调方式（53.1/45.5GJ）。而采用“全空间、部分时间”的运行方式时，即使采用能源转换效率最差的“电锅炉地板采暖”方式（图中第三种方式），其能耗也比全空间、全时间的热泵中央空调方式低25%。而采用高效空调时（表中第八种方式），能耗仅为热泵中
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央空调方式的四分之一。表中最后的三种方式为一室一机的“部分时间、部分空间”方式，此时采用“高效空调”的能耗反而高于“标准型空调”。此时的能耗仅为3.2GJ，仅为热泵型中央空调的6%。这些调查结果和本文前面所介绍的国内调查结果完全相同。北京的调查表明中央空调的住宅建筑能耗为分体空调平均值的10倍，而日本的调查表明二者能耗差15倍！使用模式的不同（部分时间、部分空间；还是全时间、全空间）所导致的能耗差别远大于不同的节能技术所造成的差别。作为结论，日本的这份住宅节能指南指出要提倡这种“部分时间、部分空间”的采暖空调模式，只有这样才能最终实现日本政府承诺的减碳计划的目标。
通风的最好案例的能耗的13.5倍！而最好的密闭式中央空调方式除采暖外用能也高达225kWh/m2（倒数第二行）。这也反映出不同使用模式、不同需求的建筑导致的实际用能差别远大于不同的技术所造成的差异。值得注意的是，在这一调查中还发现，那座小型自然通风建筑反而是使用者抱怨最少的建筑，而那座能耗最高的中央空调高档办公楼反而得到最多的用户抱怨。最后的结论同样是：我们为什么要建造这样既不舒适、能耗还高的办公建筑？
根据我们的使用模式和需求，从与自然和谐的思路出发，利用自然环境条件获取较好的室内环境，而不是把室内与外界完全隔绝，一切通过机械手段，消耗能源来制造舒适环境。这大概是这两种不同的营造室内环境策略在基本出发点上的差异。近年来，这种与自然和谐的理念已经开始体现在新的建筑设计中。值得一提的是如图7所示的深圳建科大楼。通过创新的建筑设计获得了良好的自然通风、自然采光的效果。机械的空调、照明系统仅在极端气候条件下，作为采光和室内热环境控制的补充手段。图8为这座建筑的实际运行能耗状况。其空调全年仅用电16kWh/m 2，而深圳一般的办公建筑空调电耗很少低于40kWh/(m2·a)。各种用能总和为44kWh/(m2·a)，
图5 日本国土交通省建筑环境研究所调查的东京不同采暖空调方式的能耗高于前面英国的最佳小型自然通风办公建筑除采暖外能耗（25 kWh/(m2·a)），低于图6中最佳的开放式自然通风办公建筑（除采暖外50kWh/(m2·a)，图6中第4行）。考虑深圳气候特点，与英国相比，对空调的需求要大的多，这种能耗水平应该是一个很好的范例。
结论
本文通过一批案例的实际建筑运行能耗着重试图说明如下观点：
图6 英国各类办公建筑单位建筑面积全年能耗
1、建筑能耗不仅与所采用的节能技术、节能措施有关，更受建筑的使用模式、室内环境需
图6为2000年调查的英国各类办公建筑的实际能耗状况统计情况。其中横坐标为每平方英尺建筑的能耗，可以简单地把其中的能耗数值乘以10即可估算得到单位平米能耗。英国建筑采暖和我国有很大不同，可以不考虑采暖，仅看后面主要是以电力方式消耗的其他能耗。除采暖之外，其它各类能耗之和平均为90kWh/m2（第一行），比我国目前办公建筑平均值高20%～30%。采用自然通风的小型办公建筑最好的案例，除采暖外用能仅为25kWh/m2，而典型的奢侈型全密闭中央空调方式，除采暖外能耗则为342kWh/m2（最后一行），是自然
求水平的影响。“部分时间、部分空间”维持室内环境的方式远比“全时间、全空间”维持室内环境的方式少消耗能源；室内热湿环境可在较大范围内变化的方式比“恒温恒湿”需求的能源消耗远小；自然通风、自然采光辅之以机械手段的方式远比一切都依靠机械系统的方式节能。
2、不同的建筑节能技术和措施服务于不同
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家的标准使用模式下的节能技术完全不同的技术手段和技术途径。
5、无论如何，实际建筑运行用能数据应该作为检验建筑节能相关工作的唯一标准，只有通过我们的工作使实际的建筑运行能耗切实有所降低，才算真正达到了我们开展建筑节能工作的目的。参考文献：
【1】清华大学建筑节能研究中心，中国建筑节能年度发展研究报告2010，中国建筑工业出版社
【2】《关于居民生活用电实行阶梯电价的指导意见(征求意见稿)》 2010年10月9日
图8 深圳建科大楼全年能耗分析和各月能耗状况
图7 深圳建科大楼（2008年建成）
（全部为用电量）
【3】李兆坚， 我国城镇住宅空调生命周期能耗与资源消耗研究 清华大学博士论文 2007
【4】清华大学建筑节能研究中心，中国建筑节能年度发展研究报告2008，中国建筑工业出版社
【5】尹雪芹， 南京某住宅区生态节能空调系统设计[J]；制冷空调与电力机械 2011年第1期
【6】王雪梅、吴醒龙，科技部节能示范楼的节能效果分析[J]；建筑技术，2009年4月
【7】潘锋，世界最先进环境节能楼落户清华比同等规模建筑节能70%；建筑节能，2006年5期
【8】王亚冬、李凤栩， 节能理念在清华环境能源楼的应用[J]； 智能建筑电气技术 2007年 04期
【9】江亿、魏庆芃、杨秀，以数据说话——科学发展建筑节能[J]；建设科技 2009年 07期
【10】朱颖心，绿色建筑评价的误区与反思——探索适合中国国情的绿色建筑评价之路[J]. 建设科技 2009年14期
【11】 JGJ134-2001 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准，中国建筑工业出版社
【12】中国城市能耗状况与节能政策研究课题组，城市消费领域的用能特征和节能途径，中国环境与发展国际合作委员会课题研究报告，中国建筑工业出版社，2010年7月
【13】住房和城乡建设部科技发展促进中心，中国建筑节能发展报告 2010年
【14】谷立静，基于生命周期评价的中国建筑行业环境影响研究，清华大学博士论文，2009年
【15】刘阿祺，住宅集中热水能耗调查和分析，清华大学建筑节能研究中心内部报告（待发表）2011
【16】Hisashi MIURA, National Institute for Land and Infrastructure Management, Evaluation of Annual Energy Con-sumption in Residential House for Japanese Energy Efficiency Standard
【17】Ivan Scrase. The Associarion for the Conservation of Energy. White-collar CO2-Energy Consumption in the Ser-cice. London Auguest. 2000
的使用模式。许多在“全时间、全空间”下服务于“恒温恒湿”的室内环境的节能技术往往不能支持“部分时间、部分空间”的使用模式和可以在一定范围内变化的室内热湿环境需求，与常规技术方式比，实际能耗反而升高。因此必须通过技术创新，研究开发可以更好地支持这种使用模式和服务需求的节能技术。
3、目前的建筑节能设计标准、评估标准、节能分析方法等大多数都是以发达国家目前高能耗的使用模式和服务需求作为参考基准的，而在这样的使用模式和服务需求下很难实现我国的建筑节能目标。我们需要维持目前这种能耗相对较低的建筑使用模式并改善室内环境服务水平，主要是“部分时间、部分空间”的室内环境控制、允许在一定范围内变化的室内热湿参数和尽可能的自然通风、自然采光。既然倡导这样一种模式，那么设计标准、评估标准、节能分析方法等就应从这样的使用模式和服务需求出发。只有在这样的模式下具有节能效果的技术手段才是应提倡的技术手段，只有在这种模式下计算出来的节能效果，才是真的可获得的节能效果。
4、我们需要技术创新，探索在中国的使用模式下的节能技术与措施，使得我们的实际建筑能耗能够靠技术创新而进一步下降，或在建筑能耗水平不变的条件下有效地改善室内服务水平。这可能需要与发达国
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什么是真正的建筑节能？
□ 清华大学建筑节能研究中心 江 亿 燕 达
建筑节能是我国节能减排的主要任务之一，本文通过一些案例和相关研究成果分析，阐述“建筑节能”的概念，并讨论在建筑节能设计、评估、分析、标准等工作中所涉及的参考工况和建筑的标准使用模式问题。首先考查了目前作为节能建筑示范的一些工程项目的实际能耗状况，然后分别讨论什么是建筑节能、评估建筑节能应该采用怎样的参考工况和使用模式等基本问题，希望能够推进建筑节能工作科学有效发展。
本文是作者在今年“第七届国际绿色建筑与建筑节能大会”上主题报告的整理删节稿。希望能够澄清“建筑节能”一词的概念，并讨论在建筑节能设计、评估、分析、标准等工作中所涉及的参考工况和建筑的标准使用模式问题。建筑节能是我国节能减排的主要任务之一，而这些问题又是建筑节能最基本的问题。因此澄清这些问题，对建筑节能工作有十分重要的意义。本文首先考察目前作为节能建筑示范的一些工程项目的实际能耗状况，以此为出发点，再分别讨论什么是建筑节能、评估建筑节能应该采用怎样的参考工况和使用模式等基
本问题。北方城镇建筑采暖是我国建筑能耗最主要的组成部分，由于长期以来北方采暖被认为是一种福利和社会保障，所以市场机制迟迟未能全面进入和影响这一领域，这就导致在北方城市供热这个领域所出现的现象和特征与建筑用能的其他方面完全不同。为此，本文不涉及北方城镇采暖相关问题，以下的讨论全部都只针对除了北方城镇建筑采暖之外的其他能耗。
目前一些节能示范建筑实际运行能耗的实测与比较
1、北京某政府机构办公建筑
该示范建筑建成于2001年，是作为中美两国政府合作，汇集了世界上各种建筑节能技术而建成的一座节能示范的办公建筑。它采用了优化的建筑造型，性能优良的外墙和外窗，使用了冰蓄冷、新风全热回收、自动调光节能
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灯等多项节能装置和设施，并装有较大面积的太阳能光伏电池，承担部分建筑内公共区的照明用电。这座建筑的运行能耗由市政热网提供的冬季采暖热量和电网提供的用电量两部分构成。由于缺少准确的实测冬季采暖热量数值，这里只讨论用电状况。目前其实际用电量如表1所示。
电池、天花板辐射供冷供热、带全热回收的新风、自动调光节能灯等多种节能装置与设施。由于冬季采暖仍使用校园的集中热源供热，无有效计量，所以只考查其用电量。其全年单位建筑面积用电量为89.1kWh/(m2•a)。图2为该校一批功能类似的办公
表1 北京某示范办公建筑全年用电量建筑的年用电量。
单位平米建筑用电量
通过图2的对比表明，这座集成了多项节能技术的示范建筑的实际耗电量和同功能的其它建筑相比，属于“中间偏高”，不能认为它的用电量低于同类型同功能其它建筑。
空调用电照明用电全年总用电
28 kWh/(m2·a)14 kWh/(m2·a)74 kWh/(m2·a)
做为对照，如图1所示，给出了清华大学调查得到的2000年以前建成使用的位于北京市的一些同功能中央政府机构办公建筑的实际用电量，并与该示范办公建筑的用电量进行比较。
3、南京某节能住宅
该住宅项目是南京被授予“三星级绿色建筑”的高档商品住宅楼，它采用了非常好的外围护结构，地源热泵，天花板辐射供冷供热，新风全热回收，节能灯等多种节能技术措施。其冬季采暖和夏季空调都依靠市政供电提供能源，表2为清华大学调研得到实际用电量。
而当地一般住宅冬季采用分体空调热泵采暖、夏季空调的实际用电量大多在15～30kWh/m2，加上照明、家电的户全年总用电量也很少有超过50kWh/(m2•a)的。按照国家发改委2010年发布的实行住宅梯级电价的调查研究报告指出，80%以上的城市居民月均用电量不超过140kWh，也就是全年不超过1700kWh。即使按照住宅平均建筑面
图 1 政府机构办公建筑用电量的对比(2004年)积80平米计，则每平米建筑全年总耗电量也仅为21.3kWh/(m2•a)。因此这座节能住宅建筑实际的采
由图1数据可以看出，这座采用了多种节能技术和措施的示范建筑至少在实际用电量上并没有比其它的同功能建筑表现出显著差异。
暖空调用电量是同一地区一般住宅的采暖空调实际用电量的2～3倍。
2、北京某校园建筑
该建筑是由欧盟某国政府投资兴建，在2006年建成的节能示范性校园建筑。它采用了高性能玻璃构成的双层皮幕墙、大面积的太阳能光伏
4、北京住宅建筑空调用电量的调查
我们对北京的5座建造于不同年代、采用不同技术的住宅建筑夏季空调实际用电量进行了调查，其结果如表3所示。同时为了认识为什么采用分体空调的住宅夏季空调用电量低的原因，还测试了表3中第一座住宅楼各户的夏季空调用电量，如图3所示。
通过以上用电量对比表明，住宅采用分体空调的实际平均用电量很低的原因是各户实际空调使用方式的巨大差异所致。尽管图3中也有一户空调用电量达到14.2kWh/(m2•a)，但一半左右的用户甚至低于1kWh/(m2•a)。这样大的差异完全是由于各户空调使用时间不同所致。能耗低的住户每年据统计空调平均开启时间不到50小时，而那个用电最高的
图 2 位于北京的某高校教学建筑全年用电量（kWh/m.a）
2
用户夏季空调使用时间几乎达到2000小时。因此
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表 2 南京某节能住宅建筑采暖空调实际耗电量
冬季采暖耗电量
单位建筑面积用电量
（kWh/m2）
21.9
过渡季通风耗电量
2.7
夏季空调耗电量
19.9
全年采暖空调耗电量
44.5
表 3 北京市5栋不同年代建造的住宅夏季空调实际用电量
序号建筑外形建造年代和建筑面积空调方式
平均空调耗电量（kWh/（m2•a））
A
20世纪80年代5层, 每套74m2
分体空调，每户1到3台2.3
B
1996年
18层，每套103m2
分体空调，每户1到4台2.1
C
2003年，26层每套141m2
分体空调，主要房间全部安装3.5
D
2004年建成，26层
每套132m2
多联机方式的户式中央空调6.0
E
2005年建成，26层
每套280m2中央空调，辐射供冷，新风全
热回收
19.5
“有人时开、无人时关”，“部分时间、部分空间”的运行方式是造成分体空调的住宅总体上平均能耗很低的主要原因。而采用中央空调方式的建筑，整个夏季按照“全空间、全时间”的模式连续运行，其实际用电量远高于分体空调的能耗。
5、对上述能耗数据的分析
通过对以上各类节能示范建筑的调研和比较，可以看到它们在实际运行中用电量并不低，甚至高于其它同类型建筑，这主要是由于如下四个原因所造成：
（1）“部分时间、部分空间”还是“全时间、全空间” 营造室内温湿度环境
前面的三座节能示范建筑及后面的住宅建筑E都采用了中央空调系统，全天大部分时间甚至全天24小时连续运行，并且运行时无论各房间有人无人，提供的都是对建筑内全部空间的温湿度环境控制。而作为对照的一般建筑，采用分体空调可以实现完全的“部分时间、部分空间”运行，导致实际的平均开启时间远低于中央空调，造成实际耗电量远低于中央空调；而那些采用风机盘管的一般办公建筑，尽管也属于中央空调，但由于大多无人时可关闭风机盘管，所以也比全空气系统省电。
（2）所提供室内空气质量的不同
图 3 住宅建筑A的各户单位面积空调实际用电量 (kWh/(m2•a))
以上几座节能示范建筑都采用专门的新风系统，定量
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地向各室内空间提供室外空气，从而保证了较好的室内空气质量，但也造成一定的新风机和排风机的耗电。而上面作为对照的一般建筑或者依靠使用者自行开窗通风换气，或者尽管有新风系统，但并不长期连续运行，室内的空气质量在很大程度上还依靠开窗通风换气来维持。这样新风换气的送排风机电耗要低的多，这也是能耗差异的原因之一。当然这样做造成服务质量有所不同，如果一般建筑的使用者不能及时开窗通风换气，会影响室内空气质量。
就会显现出其显著的节能效果。
而另一种意见则认为，这些节能示范建筑并不节能，其理由为： (1) 实际的运行能耗是衡量建筑是否节能的唯一标准，如果这些所谓的“节能示范”建筑实际运行能耗高于同功能的一般建筑，怎么能说它们节能呢？
(2) 这些“节能建筑”的能源利用效率可能很高，但是和工业生产过程不同，建筑节能要通过建筑和系统的高效率及使用者的节约行为这两方面的综合才能实现。而考查这两方面的综合结果，就只能是实际的运行能耗，而不能是单纯的“用能效率”。对于建筑节能而言，我们追求的不是所谓“用能效率”，我们希望实现的是在建筑运行中的“用能量的下降”。这就只能由实际的建筑运行能耗数据来辨别。
怎样看待这两种不同的观点？这恐怕要从建筑节能工作的需求和目标来考虑。图4是世界几个主要国家目前的建筑能耗状况。其中横坐标为人均建筑运行能耗，纵坐标为单位建筑面积的运行能耗。从图中可以看出，即使按照我国的城镇建筑作比较，无论是人均还是单位建筑面积的运行能耗，都远低于目前发达国家的实际状况。此外，美国总能耗目前占全球总能源消耗的22%，其建筑运行能耗占其总能耗约40%，换而言之，美国建筑运行消耗了全球8.8%的能源，为其3亿人口提供建筑中的服务。而我国总商品能源消耗约占全球总量的18%，城市建筑用能占总能耗约20%，即全球总能耗的3.6%，而这是为我国6亿城镇人口提供服务的总建筑能耗。由此可知，我国城镇人口人均建筑运行能耗仅为美国全国人均建筑运行能耗的五分之一！
（3）室内温湿度状况的差异
由于是“全时间、全空间”的环境控制，可以使建筑内任何时候任何地点都处在舒适的温湿度环境。相对于作为对照的一般建筑，有时室内温湿度状况不尽如意，在短时间可能有不舒适的状况出现。这是由于服务水平的差异所造成的实际能耗的差异。
（4）是全面自动控制，还是由用户自行调节
上述各节能示范建筑的另一个共同特点是全面的自控，这些建筑的照明、新风、室内温湿度都通过自控系统进行自动控制，在全时间段时刻都维持设定的状态。而各对照建筑则一般是手动调控。从这些统计数据看，手动调控的运行模式不同于全面自控，其结果也造成了实际用电量的差异。
什么是建筑节能？
前面这些节能示范建筑是否实现了节能？对这个问题有两种看法：
一种意见认为，这些节能示范建筑确实实现了节能，其理由为：
1、这些节能示范建筑采用了建筑节能设计标准要求的各项措施，而且在一些措施上还优于节能50%的设计标准。按照节能评估方法，已达到节能65%甚至节能75%的标准。
2、和同样气候条件下同样功能的美国建筑比，实际能耗只为他们的30%～40%，因此，节能60%～70%。
3、这些建筑实际运行能耗是高于同类型的一般建筑，但他们提供了远高于同类型一般建筑的服务水平。如果将一般建筑也达到同样的室内环境水平（新风量、温湿度条件、全时间全空间环境控制），那么所消耗的运行能耗将为这些示范性节能建筑的2～3倍。也就是说，用室内服务质量进行修正后，这些示范性节能建筑就具有比同功能的一般建筑显著节能。
4、目前那些一般性建筑确实能耗较低，但这是由于很差的室内环境水平所致。将来经济发展了，对室内环境的要求提高了，这些建筑的运行能耗就会大幅度上涨。而这些示范性节能建筑现在已经提供了很好的室内环境，届时
根据上面的计算，如果目前全球67亿人口都达到美国目前的生活水平，按照美国的生活方式和使用能源的方式运行建筑，那么就需要相当于193.6%全球目前的总能源来为人类解决建筑运行。仅建筑运行就需要两个目前地球的能源，而且不包括制造业和交通！而在低碳的呼吁下全球的共识是不能再增加目前人类的用能强度了，全球每年总的能源消耗量也不允许进一步增加了。那么这种建筑用能模式显然是不可能实现的。如果我们认为人类仅可能使用目前全球能源用量的35%来运行建筑的话，那么中国城镇6亿人口使用了约全球3.6%的能
图 4 世界上几个主要国家的建筑运行能耗状况
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源来运行建筑，这样为全球约60亿人口提供建筑运行的话则恰好需要全球约35%的能源总量。这就是说，我国目前城镇人均建筑能耗水平恰好为地球可以为人类提供建筑运行的能源水平。如果我们未来的能源消耗量不准备高于全球人均能源量，那么目前的城镇建筑能耗人均强度大约就是我们可以使用的最大量。我们的建筑节能工作就应该以此为前提下进行规划。这应该作为我们未来考虑建筑运行能耗上限的天花板。也就是说，从我国可获得的能源总量和碳排放容量来看，我国城镇人均建筑用能量不应该再进一步增长，无论经济怎样增长和生活水平怎样提高，我们只能在目前的人均建筑用能强度下通过技术创新来改善室内环境，进一步满足居住者的需要，而不可能因为未来生活水平的提高而允许人均建筑能耗的大幅度上涨。这是中国建筑节能工作的基本出发点。
根据前面的讨论，实际的建筑能耗不仅与所采用的技术方式和系统形式有关，更与建筑提供的服务方式和水平有关。如前所述，“部分时间、部分空间”的环境控制方式的能耗远低于“全空间、全时间”方式。建筑服务水平与实际能耗之间不是线性关系，当服务水平很差，能耗很低时，对系统进行适当地改善，可以显著提高室内环境质量，而实际的运行能耗增加并不大。但当室内环境和服务质量改善到一定的程度后，再进一步提高和改善，则就会大幅度增加建筑运行能耗。因此，根据可以提供的能源数量，恰当地确定要求的建筑环境服务水平，在满足使用者基本需求的前提下，不造成运行能耗的过大增加，这应该是我们建筑节能工作的基本原则。我们不能像西方国家那样，追求“尽善尽美”的室内环境，把建筑提供的服务水平做到极致。在这种需求下，尽管再采用各种最好的节能技术和措施，实际的建筑运行能耗也还会比目前的能耗高，而很难有所降低。这就是目前一些节能示范项目实际能耗非降反升的根本原因。
能说明上海市的住宅建筑基本都符合建筑节能标准，甚至远远优于建筑节能标准吗？显然不能下这样的结论。
进一步查看性能化指标的计算方法就可以知道，55.1kWh/m2
的用能指标是在如下条件下计算得到：“居住室内计算温度，冬天全天为18℃；夏季全天为26℃”，“采暖和空调时，换气次数为1.0次/h”。
这说明该标准中采用的参考模式实际上是“全时间/全空间”的使用模式。在这样的模式下，目前上海市2000年以前建造的大多数住宅建筑计算出来的采暖空调用电量都大大超过55.1kWh/m 2，远高于目前的实际调查结果。因此这一指标只是一个某种特定工况下的计算出来的所谓“参照值”，并不表示实际情况。同样，目前广泛使用的建筑节能“50%，65%，75%”的提法也是取20世纪80年代水平的建筑在上述“标准的参考工况”下，计算得到的采暖空调能耗作为100%的参考值，然后计算采用了节能措施的建筑在这样的参考工况下的能耗，与这一“100%”参考值进行比较，得到节能量和节能的百分比。例如，有报道称“我国2010年建成节能建筑9.6亿平米，形成节能能力900万吨标煤”，这就表明，每平米节能建筑的节能能力约为每年10公斤标煤，或30kWh/(m2·a)电力。这实际上是指这些建筑如果没采用诸项节能措施，在以上所谓“标准参考工况”下，上海住宅能耗将是80kWh/m2，而由于采用了各项节能措施，使得这些节能建筑在同样的标准参考工况下，能耗仅为50kWh/m2。这就是每平米建筑每年节能10公斤标煤的来由。而实际上无论这些住宅建筑是否是节能建筑，由于实际使用模式与“标准参考工况”大不相同，其实际用能量大多不超过每平米10公斤标煤，根本就不可能实现再“每平米节能10公斤标煤”！
对于这个问题的一种解释是：这里说的50%，65%，75%和每平米10公斤标煤都是指“节能能力”，尽管目前实际的建筑能耗没达到这样的数值，但将来生活水平提高后，居民就会向发达
参考模式: 建筑节能的基本问题
既然建筑的不同使用方式，不同的室内服务标准会导致实际能耗的巨大差别，那么究竟应该采用哪一种使用方式和服务标准作为我们在开展建筑和系统的设计、评估、定额管理等建筑节能工作时的参考呢？我国2001年出台的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中明确规定，住宅建筑是否符合节能标准可以采用“性能化指标”的方法进行评估审查。通过模拟计算，如果计算得到的建筑能耗结果小于规定的指标，就可以认为是符合建筑节能标准的节能设计。例如对于上海地区的指标是：“每年每平米住宅建筑的采暖空调用电量不超过55.1kWh”。而对上海抽样的一千户住宅用电量的调查结果表明，居民年总用电量平均仅为33kWh/(m2•a)，85%以上的住宅用电量低于55kWh/(m2•a)。这里的总用电量还包括照明和家用电器，而采暖空调用电量不足50%，因此绝大多数住宅实际的采暖空调用电在10～20kWh/(m2•a)之间，远低于规定的55.1kWh/(m2•a)的节能标准值。而这
国家一样，逐渐转为这种使用模式，到时候就会显现出这样的节能效果，我们的建筑不能仅从目前的使用模式出发，更要考虑到未来，使得将来使用模式达到发达国家水平后，产生节能效果。
这样一来，问题就转为：我们的未来一定要在建筑使用模式上和发达国家接轨，对建筑环境提出同样的需求，从而使运行能耗也接近发达国家的目前水平吗？
按照前面所分析，从我国的资源、能源与环境容量状况，从世界人均可用能源量和可排放的碳量来预测，都无法给我们提供这样多能源用于建筑运行，我们只有维持目前的节约型建筑使用模式才有可能走出能源短缺和环境容量不足的困境，实现我们的城市与社会的发展。这种在使用模式上与发达国家的接轨是我们不希望看到的，是实现我们建筑节能宏大目标所必须要抵制的，我们怎么能把这一模式作为我们建筑节能工作的基本出发点呢？
因此，如果这样的使用模式无法发生，那么以此为出发点进行建筑节能各项标准的分析基础，至少会出现如下两个问题：
1、在进行全社会能源规划中，提出“十一五”期间建筑节能
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可实现节能量1.1亿吨标煤。这样为全社会总的节能目标产生巨大贡献。然而，这些节能量都是按照“标准使用模式”预测得到，其数值甚至超过某些建筑目前的实际耗能量，除非这些建筑一下子都转到与发达国家接轨的“标准模式”下运行，否则无论如何也不会产生这样大的“节能量”。而在总的能源规划中直接从字义上去理解，把全社会的节能目标的实现寄希望于建筑节能，那么就会对总的能源规划产生误导！
2、建筑节能的各项措施大多是在初投资与运行费之间的一种平衡和优化。按照“标准的使用模式”，某项节能措施可以获得很大的节能量，几年内就可以回收全部增加的资金投入，使这项措施非常经济可行。而在实际的使用模式下，这种措施也可能有一些节能效果，但节能量已变得非常小，回收期就增加大几十年甚至上百年。这样就使得这种措施的可应用性和经济性很差。那么还应该推广这一措施吗？对上海住宅来说，增加20mm厚的聚苯板作为外墙保温，在“标准模式”下，每年可以节约采暖空调用电16kWh/m2，生产这些聚苯板所消耗的能源可以在8年内通过节能回收。但在目前大多数家庭的实际使用模式下，每年可节约的采暖空调用电量不超过7kWh/m2，生产聚苯板所消耗的能源就需要19年才能回收。这样即使仅从全生命周期来分析，20mm聚苯板外保温这一措施也已经变得不适宜。这一不适宜的“标准模
式”已经对我们的建筑节能政策产生了误导！
一种观点认为：我们评估建筑用能性能时总需要一个参考的使用模式，目前的这个“标准模式”并不是用来核算真正的节能量的，只是作为一个统一的参照状态，来比较和评价各种节能措施/节能技术。这种观点就是认为如果措施A在在这种“标准模式”下比措施B节能，措施A任何使用模式下都比措施B节能，我们就应该大力推广措施A。实际情况是这样的吗？我们来看如下一些案例：
案例1：广州地区是否应该采用保温
广州地区夏季空调能耗远高于采暖能耗。良好的保温在标准模式下，不利于室内热量的散发，增加保温反而可能增加空调负荷。下面分别对“标准模式”和“节约模式”两种模式下增加保温前后全年空调采暖能耗变化进行了模拟分析。表4为这两种使用模式及其在不同保温程度下的能耗差别。可见，对于同样的措施，在节能这一问题上两种使用模式给出相反的结论。
案例2：广州地区住宅是否要加强气密性，并采用排风热回收措施
仍然取上面案例1的两种运行和需求模式，气密性建筑取室外
表 4 两种不同的使用模式及其空调采暖能耗
项目气象参数室内发热量室内外通风模式
空调控制温度
空调设备使用方式
空调容忍温度空调运行模式
标准模式典型气象年
室内发热量4.3W/m2
1次/小时16℃～26℃16℃～26℃连续运行空调能效比：2.7；采暖能效比：1.5；厨卫不控制温度。不加保温
加保温0.773.143.5
节约模式典型气象年
根据室内外热状况变通风量
16℃～26℃14℃～28℃间歇运行空调能效比：2.7；采暖能效比：1.5；厨卫不控制温度。不加保温1.395.712.9
加保温0.773.112.2
其他
外墙传热系数W/m2·K外窗传热系数W/m2·K空调采暖用电量 kWh/(m2·a)
1.395.741.9
表 5 气密性与通风条件对空调采暖能耗影响
标准模式
气密性（次/时）
通风方式
空调采暖用电量kWh/(m2·a)
0.2
机械通风+热回收
44.8
1开窗通风57.7
0.2
节约模式
1开窗通风6.9
机械通风+热回收
15.3
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空气无组织渗透为0.2次/时，通过带有排风显热回收的新风机提供1次/时的新风，热回收效率75%；对照建筑仍为1次/时的渗透通风换气，无热回收，但当室外环境适宜时，可以开窗通风换气。表5为两种使用模式下气密性与否的能耗差别。不同的使用模式又出现了相反的结果。
案例6：住宅生活热水的集中供应
北京近年来一批商品住宅小区建有集中的生活热水系统，但运行几年后都因为运行费用太高亏损太大而停止使用。一些开发商宁可重新为用户免费提供分户的热水器也拒绝继续运行集中式生活热水。实际调查表明，由于实际用水量远低于设计用水量，导致热水循环泵的电耗和热水管道的热损失在运行能耗中的比例
案例3：北京市住宅的空调方式
当要求建筑物内任何空间，包括楼梯间，全年任何时候的温度都处于18℃～24℃之间，外窗不能开，全部依靠新风机通风换气，可以计算出，采用温湿度独立控制的中央空调方式，并在室外低温时采用冷却塔直接供冷，空调制冷能耗（不包括采暖）可以在18kWh/(m2•a)以内，而分体空调不能利用室外自然冷源，能耗会超过20kWh/(m2a)，中央空调优于分体空调。然而，正如前面所述，当实际的住宅按照“部分时间/部分空间”模式运行空调时，北京市采用分体空调的住宅的平均用电量仅为2～3kWh/(ma)，而中央空调则很难支持这种“部分时间/部分空间”的模式，实际用电量远高于分体空调方式。
2
非常高（有些小区此比例超过50%），这就导致集中生活热水的运行成本很高，2010年北京将集中供应的生活热水价格从11元/吨涨到23元/吨，物业运行者仍然高呼亏损。而在发达国家的公寓楼很多采用集中生活热水供应方式的，却没有这样的问题。其主要原因就是发达国家居民的生活热水用量远高于我国。根据一些统计数据，日本家庭生活热水用量户日均在600升～1000升/户•日，而我国城市居民生活热水用量则在70～150升/户•日。正是这一生活方式的区别，导致在集中供应生活热水是否节能上出现截然相反的结论。
这些案例分别从不同角度说明：在建筑节能领域，一项技术和措施是否节能在很大的程度上取决于使用模式和为使用者提供的服务水平。换句话说，就是不同的使用模式和对建筑物的需
案例4：办公建筑是用风机盘管还是变风量（VAV）
这是国内学术界近来争论的一个问题。其中有一点是：如果某间办公室无人，采用风机盘管方式时，至少可以关断风机，实现节能。而VAV方式不能单独关闭某个房间，导致无人使用时空调仍在运行。然而，如果本来就要求空调24小时连续运行，有人无人一个样呢？VAV不能单独停止的问题就不再成为问题，其能耗也就不一定比风机盘管方式高了。两种方式实际适合于不同的使用模式、满足于不同的需求。这其实是这一争论的实质问题。
求，所需要的节能技术和措施不同。因此在审查、评估建筑节能时，在评价节能技术和措施时，首先要明确我们在讨论那种使用模式下的建筑节能，希望所分析的建筑提供那种服务水平。离开使用模式和服务水平，只能谈某项技术，很难认定其是促进节能还是会导致实际用能的增加。前面谈到的几座“节能示范项目”，就是在所谓“标准模式”下节能，在“全时间/全空间”的运行需求下，有较高的能源利用效率。但是由于其不支持“部分时间/部分空间”的使用模式，因此对于这种需求，就表现出高于一般同功能建筑的运行能耗。
到底取什么样的使用模式作为我们讨论建筑节能的参考模
案例5:公共建筑群空调的区域供冷
当要求所有建筑的空调都是全天24小时连续运行，维持室内恒温环境时，各座公共建筑的冷负荷一天内同步变化，整体变化幅度不大，采用区域供冷方式可以实现有效的调节。采用一些高效的冷源方式（例如热电冷联产），可以实现较高的能源转换效率。这是为什么美国很多高校校园都采用区域供冷方式。而当建筑物只有在使用时才运行空调，各座建筑的使用时间又不同步（办公建筑白天用晚上停，娱乐建筑晚上出现负荷高峰），区域供冷在冷量调节上就会出现很多问题。尤其是当仅有1%的建筑需要供冷时，冷冻水循环水泵的电耗就非常突出，整个系统的能源转换效率变得很低。这就是为什么国内许多采用中央空调的大型办公建筑又在某些房间安装了分体空调。这是为了在部分建筑空间使用时提供环境控制，而又不开启中央空调。国内关于区域供冷是否节能的争论实质上就是从不同的使用模式出发得到关于是否节能的不同结论。
式？到底我们的未来建筑应提供什么水平的服务？这是开展建筑节能工作，制定各种相关规划首先要回答的基本问题。实际上，围绕降低碳排放的需求，发达国家的有识之士也在考虑这一问题。图5为日本国土交通省建筑环境研究所为了制定日本建筑节能导则，对东京住宅的采暖空调能耗进行的广泛调查所得到的不同采暖空调方式能耗状况的调查结果。为了忠实原文，图中直接给出日文原著内容。其中横坐标为每户每年采暖空调的能耗（已折合为一次能源），GJ/户。其中每种方式都给出采用排风热回收时和没有排风热回收时的能耗。可以看到任何一种方式下，采用排风热回收都可以节能约13%～15%。各类方式中能耗最高的是“全时间、全空间”运行的热泵式中央空调方式（53.1/45.5GJ）。而采用“全空间、部分时间”的运行方式时，即使采用能源转换效率最差的“电锅炉地板采暖”方式（图中第三种方式），其能耗也比全空间、全时间的热泵中央空调方式低25%。而采用高效空调时（表中第八种方式），能耗仅为热泵中
专家论谈
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央空调方式的四分之一。表中最后的三种方式为一室一机的“部分时间、部分空间”方式，此时采用“高效空调”的能耗反而高于“标准型空调”。此时的能耗仅为3.2GJ，仅为热泵型中央空调的6%。这些调查结果和本文前面所介绍的国内调查结果完全相同。北京的调查表明中央空调的住宅建筑能耗为分体空调平均值的10倍，而日本的调查表明二者能耗差15倍！使用模式的不同（部分时间、部分空间；还是全时间、全空间）所导致的能耗差别远大于不同的节能技术所造成的差别。作为结论，日本的这份住宅节能指南指出要提倡这种“部分时间、部分空间”的采暖空调模式，只有这样才能最终实现日本政府承诺的减碳计划的目标。
通风的最好案例的能耗的13.5倍！而最好的密闭式中央空调方式除采暖外用能也高达225kWh/m2（倒数第二行）。这也反映出不同使用模式、不同需求的建筑导致的实际用能差别远大于不同的技术所造成的差异。值得注意的是，在这一调查中还发现，那座小型自然通风建筑反而是使用者抱怨最少的建筑，而那座能耗最高的中央空调高档办公楼反而得到最多的用户抱怨。最后的结论同样是：我们为什么要建造这样既不舒适、能耗还高的办公建筑？
根据我们的使用模式和需求，从与自然和谐的思路出发，利用自然环境条件获取较好的室内环境，而不是把室内与外界完全隔绝，一切通过机械手段，消耗能源来制造舒适环境。这大概是这两种不同的营造室内环境策略在基本出发点上的差异。近年来，这种与自然和谐的理念已经开始体现在新的建筑设计中。值得一提的是如图7所示的深圳建科大楼。通过创新的建筑设计获得了良好的自然通风、自然采光的效果。机械的空调、照明系统仅在极端气候条件下，作为采光和室内热环境控制的补充手段。图8为这座建筑的实际运行能耗状况。其空调全年仅用电16kWh/m 2，而深圳一般的办公建筑空调电耗很少低于40kWh/(m2·a)。各种用能总和为44kWh/(m2·a)，
图5 日本国土交通省建筑环境研究所调查的东京不同采暖空调方式的能耗高于前面英国的最佳小型自然通风办公建筑除采暖外能耗（25 kWh/(m2·a)），低于图6中最佳的开放式自然通风办公建筑（除采暖外50kWh/(m2·a)，图6中第4行）。考虑深圳气候特点，与英国相比，对空调的需求要大的多，这种能耗水平应该是一个很好的范例。
结论
本文通过一批案例的实际建筑运行能耗着重试图说明如下观点：
图6 英国各类办公建筑单位建筑面积全年能耗
1、建筑能耗不仅与所采用的节能技术、节能措施有关，更受建筑的使用模式、室内环境需
图6为2000年调查的英国各类办公建筑的实际能耗状况统计情况。其中横坐标为每平方英尺建筑的能耗，可以简单地把其中的能耗数值乘以10即可估算得到单位平米能耗。英国建筑采暖和我国有很大不同，可以不考虑采暖，仅看后面主要是以电力方式消耗的其他能耗。除采暖之外，其它各类能耗之和平均为90kWh/m2（第一行），比我国目前办公建筑平均值高20%～30%。采用自然通风的小型办公建筑最好的案例，除采暖外用能仅为25kWh/m2，而典型的奢侈型全密闭中央空调方式，除采暖外能耗则为342kWh/m2（最后一行），是自然
求水平的影响。“部分时间、部分空间”维持室内环境的方式远比“全时间、全空间”维持室内环境的方式少消耗能源；室内热湿环境可在较大范围内变化的方式比“恒温恒湿”需求的能源消耗远小；自然通风、自然采光辅之以机械手段的方式远比一切都依靠机械系统的方式节能。
2、不同的建筑节能技术和措施服务于不同
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家的标准使用模式下的节能技术完全不同的技术手段和技术途径。
5、无论如何，实际建筑运行用能数据应该作为检验建筑节能相关工作的唯一标准，只有通过我们的工作使实际的建筑运行能耗切实有所降低，才算真正达到了我们开展建筑节能工作的目的。参考文献：
【1】清华大学建筑节能研究中心，中国建筑节能年度发展研究报告2010，中国建筑工业出版社
【2】《关于居民生活用电实行阶梯电价的指导意见(征求意见稿)》 2010年10月9日
图8 深圳建科大楼全年能耗分析和各月能耗状况
图7 深圳建科大楼（2008年建成）
（全部为用电量）
【3】李兆坚， 我国城镇住宅空调生命周期能耗与资源消耗研究 清华大学博士论文 2007
【4】清华大学建筑节能研究中心，中国建筑节能年度发展研究报告2008，中国建筑工业出版社
【5】尹雪芹， 南京某住宅区生态节能空调系统设计[J]；制冷空调与电力机械 2011年第1期
【6】王雪梅、吴醒龙，科技部节能示范楼的节能效果分析[J]；建筑技术，2009年4月
【7】潘锋，世界最先进环境节能楼落户清华比同等规模建筑节能70%；建筑节能，2006年5期
【8】王亚冬、李凤栩， 节能理念在清华环境能源楼的应用[J]； 智能建筑电气技术 2007年 04期
【9】江亿、魏庆芃、杨秀，以数据说话——科学发展建筑节能[J]；建设科技 2009年 07期
【10】朱颖心，绿色建筑评价的误区与反思——探索适合中国国情的绿色建筑评价之路[J]. 建设科技 2009年14期
【11】 JGJ134-2001 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准，中国建筑工业出版社
【12】中国城市能耗状况与节能政策研究课题组，城市消费领域的用能特征和节能途径，中国环境与发展国际合作委员会课题研究报告，中国建筑工业出版社，2010年7月
【13】住房和城乡建设部科技发展促进中心，中国建筑节能发展报告 2010年
【14】谷立静，基于生命周期评价的中国建筑行业环境影响研究，清华大学博士论文，2009年
【15】刘阿祺，住宅集中热水能耗调查和分析，清华大学建筑节能研究中心内部报告（待发表）2011
【16】Hisashi MIURA, National Institute for Land and Infrastructure Management, Evaluation of Annual Energy Con-sumption in Residential House for Japanese Energy Efficiency Standard
【17】Ivan Scrase. The Associarion for the Conservation of Energy. White-collar CO2-Energy Consumption in the Ser-cice. London Auguest. 2000
的使用模式。许多在“全时间、全空间”下服务于“恒温恒湿”的室内环境的节能技术往往不能支持“部分时间、部分空间”的使用模式和可以在一定范围内变化的室内热湿环境需求，与常规技术方式比，实际能耗反而升高。因此必须通过技术创新，研究开发可以更好地支持这种使用模式和服务需求的节能技术。
3、目前的建筑节能设计标准、评估标准、节能分析方法等大多数都是以发达国家目前高能耗的使用模式和服务需求作为参考基准的，而在这样的使用模式和服务需求下很难实现我国的建筑节能目标。我们需要维持目前这种能耗相对较低的建筑使用模式并改善室内环境服务水平，主要是“部分时间、部分空间”的室内环境控制、允许在一定范围内变化的室内热湿参数和尽可能的自然通风、自然采光。既然倡导这样一种模式，那么设计标准、评估标准、节能分析方法等就应从这样的使用模式和服务需求出发。只有在这样的模式下具有节能效果的技术手段才是应提倡的技术手段，只有在这种模式下计算出来的节能效果，才是真的可获得的节能效果。
4、我们需要技术创新，探索在中国的使用模式下的节能技术与措施，使得我们的实际建筑能耗能够靠技术创新而进一步下降，或在建筑能耗水平不变的条件下有效地改善室内服务水平。这可能需要与发达国