能源與環(huán)境是保證人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，是當(dāng)今世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。所以，如何提高用能水平，減少能源消費(fèi)給環(huán)境帶來(lái)的污染，改善我們的生存環(huán)境已經(jīng)成為迫在眉睫的硬任務(wù)。
能源結(jié)構(gòu)極不合理
北京市是一個(gè)擁有1200多萬(wàn)人口的國(guó)際大都市，由于自然、經(jīng)濟(jì)和歷史條件的限制，盡管市政府一直對(duì)能源與環(huán)境問(wèn)題給予了高度重視，采取了一系列卓有成效的政策和措施，但北京市的環(huán)境和能源結(jié)構(gòu)仍然存在著非常嚴(yán)重的問(wèn)題。這主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是環(huán)境狀況不容樂觀，北京仍然是世界上10個(gè)污染最為嚴(yán)重的問(wèn)題。這主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是環(huán)境狀況不容樂觀，北京仍然是世界上10個(gè)污染最為嚴(yán)重的城市之一;二是能源結(jié)構(gòu)不合理，煤炭消費(fèi)量在2000年全市能源總消費(fèi)量中所占的比重仍然高達(dá)66%，而在燃料消費(fèi)中煤炭(含焦炭)所占比重竟然高達(dá)74. 246,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和直接燃用原煤，尤其是民用燃煤必然會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染問(wèn)題，這正是北京大氣環(huán)境問(wèn)題的癥結(jié)所在。
2001年北京申辦2008年奧運(yùn)會(huì)的成功既為J匕京的快速發(fā)展提供了千載難逢的好機(jī)會(huì)，也帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。北京市環(huán)境治理成為我們必須限期完成的硬任務(wù)。根據(jù)國(guó)務(wù)院和北京市政府的要求和中奧報(bào)告對(duì)環(huán)境質(zhì)量的承諾，在污染物排放總量逐年降低的基礎(chǔ)上，2005年大氣環(huán)境質(zhì)量應(yīng)達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn);20084---北京市區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量應(yīng)接近世界衛(wèi)生組織的指導(dǎo)值或發(fā)達(dá)國(guó)家大城市的平均水平。為此，市政府做出了進(jìn)行全面能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重大決策在2008年前將目前以原煤為主的污染型能源結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴烊粴狻㈦娏Φ葍?yōu)質(zhì)能源為主的清潔型能源結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，大力開發(fā)利用
太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芎透鞣N生物質(zhì)能等
可再生能源，提高能源利用率，加強(qiáng)
節(jié)能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。到2008年，優(yōu)質(zhì)能源在終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重要達(dá)到80%以上，煤炭所占比重下降到20%以內(nèi);在燃料消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭的比重控制在48%以內(nèi)，并且全面取消終端燃煤。
調(diào)整結(jié)構(gòu)提高能效
能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是改善北京市大氣環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵，也是實(shí)現(xiàn)大氣質(zhì)量根本好轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。然而，值得注意的是，英國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變用了30多年的時(shí)間，而北京大規(guī)模實(shí)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整至今只有5年左右的時(shí)間。所以，要想在如此短的時(shí)間內(nèi)完成如此艱巨的能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整任務(wù)，當(dāng)然是一要靠政策，二要有足夠的資金支持，但最重要的是必須開發(fā)并依靠高
新能源環(huán)境技術(shù)。只有依靠高新技術(shù)才能解決我們?cè)谀茉唇Y(jié)構(gòu)調(diào)整中所遇到的問(wèn)題，才能保證用不到10年的時(shí)間完成西方發(fā)達(dá)國(guó)家30年才完成的任務(wù)。
北京市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的內(nèi)容是多方面的，用天然氣和電等優(yōu)質(zhì)能源去代替煤等劣質(zhì)污染型民用、一次性能源的消費(fèi)，對(duì)于從根本上提高北京的大氣環(huán)境質(zhì)量具有舉足輕重的意義。天然氣和電都是高品位的優(yōu)質(zhì)能源，但如果將這些優(yōu)質(zhì)能源直接用于民用供熱取暖，由于其成本非常高，普通居民根本負(fù)擔(dān)不起。根據(jù)初步核算，天然氣鍋爐
供暖運(yùn)行成本和電熱直接供暖的成本大致相當(dāng)，是燃煤鍋爐供暖成本的45倍。所以說(shuō)，如何降低天然氣和電等優(yōu)質(zhì)能源民用消費(fèi)的成本，大力推進(jìn)新能源的開發(fā)與利用，提高能源利用率，是實(shí)現(xiàn)北京能源結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)的關(guān)鍵。
奧運(yùn)建筑節(jié)能示范
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)對(duì)建筑節(jié)能重視遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，
建筑能耗高出同緯度發(fā)達(dá)國(guó)家的暗左右。北京市住宅面積已經(jīng)達(dá)到1.9億平方米。2001年住宅竣工面積2500萬(wàn)平方米，是整個(gè)歐洲同期住宅竣工面積的22倍。以現(xiàn)有住宅面積計(jì)算，如果能耗量能平均下降20%，年節(jié)能即可達(dá)到7.6億元，由此減少的環(huán)境污染及所產(chǎn)生的社會(huì)效益將是十分可觀的。
建筑節(jié)能不僅在能源節(jié)約工作中占有重要的地位，而且對(duì)于保證實(shí)現(xiàn)北京能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和“綠色奧運(yùn)，科技奧運(yùn)，人文奧運(yùn)”的目標(biāo)具有重大意義。因此，一定要搞好奧運(yùn)村的規(guī)劃與建設(shè)。
作為奧運(yùn)村的建筑，與目前普通建筑相比，至少需要具有下述特點(diǎn)一、它必須是節(jié)能型的，其能耗要低于我國(guó)現(xiàn)行
節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)，接近西方發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn);二、它必須以人為本，要求居住環(huán)境(室內(nèi)環(huán)境)健康、舒適、便利，強(qiáng)調(diào)人與自然的和諧統(tǒng)一，三、它必須是綠色的，即最大限度減少由于建筑用能而造成的環(huán)境污染，最大限度地使用
綠色能源或可再生能源;四、它必須具有高技術(shù)含量，將最新科學(xué)技術(shù)用于奧運(yùn)村建設(shè)，包括信息技術(shù)、材料技術(shù)、能源技術(shù)、環(huán)保技術(shù)等。
關(guān)于奧運(yùn)村建筑，我們認(rèn)為應(yīng)該特別強(qiáng)調(diào)如下幾點(diǎn)：
第一，對(duì)建筑
圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行高水平的
隔熱保溫，以大幅度降低能耗。在現(xiàn)行節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化，進(jìn)一步提高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求。例如，對(duì)于奧運(yùn)村居住類
民用建筑，其耗熱量指標(biāo)可以在《民用
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(
采暖居住建筑部分)》JGJ26一95的基礎(chǔ)上再降低30%到50%，從而接近西方發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求
窗戶可以采取多層窗、
中空玻璃、
低輻射玻璃、填充
惰性氣體等方法，使整窗的
傳熱系數(shù)降低至2.5w/(m2·K)以下;外墻可以采用優(yōu)質(zhì)
隔熱材料，加強(qiáng)
保溫隔熱，特別是要采用
外保溫，使外墻傳熱系數(shù)是要采用外保溫，使外墻傳熱系數(shù)降低至0.5一0.8 W/(m2·x);在圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱良好的情況下，室內(nèi)用各種重質(zhì)材料建成厚重結(jié)構(gòu)，以利于蓄存室內(nèi)熱能，調(diào)節(jié)室溫。
第二，為了減少我國(guó)建筑能耗，必須大力推廣采用可持續(xù)發(fā)展能源技術(shù)和各種節(jié)能技術(shù)。采用先進(jìn)供能技術(shù)，充分利用可再生能源如太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能等，調(diào)整優(yōu)化建筑能耗結(jié)構(gòu)，最大限度地減少建筑對(duì)常規(guī)能源的消耗，建成真正的低能耗建筑。在
奧運(yùn)建筑中，我們認(rèn)為應(yīng)該優(yōu)先考慮采用下述先進(jìn)技術(shù):
.先進(jìn)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)及
綠色建材。如
外墻保溫技術(shù)、
外遮陽(yáng)技術(shù)及綠色
建材使建筑物具有良好的保溫隔熱性能，降低單位建筑面積的耗能量(包括耗熱量和耗冷量)，減小建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。
.采用余熱回收技術(shù)。余熱回收技術(shù)不僅可以最大限度地提高建筑用能效率，而且還可以有效地減少建筑用能對(duì)環(huán)境造成的污染，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量采用先進(jìn)的室內(nèi)空氣處理技術(shù)合理控制新風(fēng)量，提高供暖空調(diào)系統(tǒng)的效率。
.推廣先進(jìn)
熱泵技術(shù)。許多低品位的可再生能源，如城市污水的廢熱能、淺層水及土壤熱能等也只有通過(guò)熱泵才能得到高效利用。熱泵在建筑節(jié)能中的作用和意義是不可低估的。因此，在奧運(yùn)建筑中，一定要大力推廣使用各種先進(jìn)熱泵技術(shù)，尤其是無(wú)污染的高效
地源熱泵供截州座調(diào)技術(shù)，提高一次能源利用率。
.熱電冷三聯(lián)供技術(shù)。天然氣是優(yōu)質(zhì)高品位能源，所以，應(yīng)該盡量避免直接用天然氣供暖。為了最大限度地提高天然氣的一次能源效率，應(yīng)積極推廣熱電冷三聯(lián)供技術(shù)，同時(shí)大力發(fā)展天然氣催化燃燒技術(shù)，提高燃燒效率，降低排放污染。
.建筑設(shè)計(jì)中充分利用自然通風(fēng)技術(shù)，降低空調(diào)能耗，爭(zhēng)取在過(guò)渡季節(jié)可以完全依靠自然通風(fēng)來(lái)維持室內(nèi)舒適的居住條件，營(yíng)造一個(gè)更加健康的人居環(huán)境。
.綠色照明技術(shù)。綠色高效照明技術(shù)包括充分利用自然光源，除設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮
采光要求外，白天可采用先進(jìn)技術(shù)(如光導(dǎo)管技術(shù))將太陽(yáng)光引入室內(nèi)直接照明采用各種高效節(jié)能光源。
.鼓勵(lì)采用先進(jìn)蓄熱蓄冷技術(shù)，以降低建筑用能成本。隨著電量消費(fèi)的增加，電力供應(yīng)白了‘峰一谷”矛盾越來(lái)越突出。采用蓄熱蓄冷技術(shù)可以有效地均勻電力負(fù)荷，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減小電力建設(shè)規(guī)模。
第三，保持良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)。毫無(wú)疑問(wèn)，奧運(yùn)建筑對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量有更高的要求。但是，室內(nèi)空氣質(zhì)量的提高往往與建筑能耗的降低相矛盾。為了解決這一矛盾，在奧運(yùn)建筑中就必須要采用最
新材料和最先進(jìn)的室內(nèi)空氣處理技術(shù)，從而在改善室內(nèi)空氣質(zhì)量、減少環(huán)境污染的同時(shí)，降低建筑能耗。例如，可以采用太陽(yáng)能納米
光催化技術(shù)，包括采用具有自潔、殺菌和
降解空氣中有害氣體作用的瓷磚、地板磚、衛(wèi)生
陶瓷、壁紙等來(lái)改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。
第四，搞好可持續(xù)能源技術(shù)的示范工程。目前，建筑供能技術(shù)正呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)，西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)研發(fā)了多種先進(jìn)環(huán)境能源技術(shù)，并進(jìn)行了大規(guī)模的推廣。但要引進(jìn)這些先進(jìn)能源技術(shù)，就必須結(jié)合我國(guó)各地實(shí)際情況，將先進(jìn)供能技術(shù)與我國(guó)建筑以及氣候與地
理特征相結(jié)合，創(chuàng)新性地進(jìn)行二次開發(fā)和推廣，為各種技術(shù)提供本土化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，在奧運(yùn)建筑中，應(yīng)該注意建立若干個(gè)將多種能源利用技術(shù)集成應(yīng)用的示范工程，這一方面是推廣各種建筑節(jié)能技術(shù)的需要，同時(shí)也可以成為貫徹'd綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn)恃旨導(dǎo)方針，向世界展示我國(guó)先進(jìn)能源技術(shù)的窗口。
(馬重芳，教授，西安交通大學(xué)“動(dòng)力工程多相流咽家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任，清華大學(xué)‘反應(yīng)堆安全與工程墩育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)傳熱傳質(zhì)分會(huì)副主任，中國(guó)工程熱物理學(xué)報(bào)編委，北京市對(duì)外科技交流協(xié)會(huì)理事劉中良，教授吳延鵬，博士生陳永昌，副教授。)
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