一．综述
能源是社会发展的重要物质基础，是实现现代化和提高人民生活水平的先决条件。随着社会的高速发展，能源问题越来越受到世界各国的高度重视。所为能源问题，就是指能源的开发和利用之间的平衡，或是生产和消费之间的平衡问题。解决能源问题的对策"开源节流"，开源就是开发新的能源、节流就是节约能源的消耗。节能工作的指导思想是：采取技术上可行的，经济上节约和合理的，社会能接受的和环境所允许的一切措施来提高能源利用率。其基本途径有四种：调节节能、管理节能、技术节能、回受节能。
能源消耗主要分三个方面：建筑能耗、工业生产和交通运输部门。在这三方面消耗中，建筑环境耗能量占国家能源消耗总量的比例较大。建筑能耗通常是指建筑物使用过程中消耗的能源，主要包括采暖、空调、降温、热水供应、炊事、家用电器和照明等能耗。分为两部分：（1）照明、家电及建筑辅助系统用电约占30％；（2）建筑供暖、空调、降温及热水供应约占70％。
我国建筑规模巨大。据有关部门统计，从1979年至1995年底为止，我国城乡共建筑住宅建筑129亿m2，其中，城镇25.5亿m2。农村103.5亿m2 。近几年来，城镇平均每年新建筑住宅建筑2亿m2，农村6亿m2，其中约有一半为采暖住宅建筑。到1995年底为止，我国采暖区（即严寒和寒冷地区）共有集中采暖建筑14.7亿m2，采暖能耗6230万t（标准煤，下同）分散采暖建筑22.7亿m2，采暖能耗5200万t，两者共计1.143亿t。据估计，北方农村采暖用商品能源约1500万t，长江流域冬季采暖用商品能源约400万t。夏季电扇降温用能约150万t，空调用能约600万t，全国建筑照明用能约350万t。上述总计建筑能耗约1.443亿t，约占全国商品能源占总消费量的11.7%。到1995年底，我国采暖地区城镇居住建筑的采暖能耗已达6710万t，而且以每年新建1亿m2采暖居住建筑，新增采暖能耗300万t的速度在增长。
采暖和空调能源如此之大、增长速度之快是十分惊人的。因此，建筑节能的重点应放在采暖和空调上。
二、建筑节能措施
1 。建筑物设计中的节能措施
建筑物的外围结构直接与外界接触，是室内热量向外界散失的主要途径。其技术措施主要是提高建筑物外围护结构的保温标准和空气密封性要求。建筑物的形态因素，即外围护结构的面积和建筑物供暖体积的比值也是一重要影响因素。在实践中利用各种材料和设计特点改进这些结构设计，克服热桥的影响，也成为一主要节能措施。在设计方面，采用对建筑物适当的温度分区，可降低小型独立式住宅的耗能量。
2 。玻璃与窗户安装技术
窗户是外围护结构中保温性能最薄弱的部位，对室内舒适性要求起主要作用，因此其节能改进措施具有重要意义。近几年，经过对玻璃和窗户技术的研究和发展，取得了进一步的改进措施，主要有两种方法：
（1）一种方法是在内窗的外表面镀上一薄层金属（如银）或氧化物（如氧化锡）膜，来减少以室内温度向外辐射的热能，而对采光仅有很小的影响，且不产生明显的颜色变化。
（2）另一种方法是在密封的窗户内，将导热数低于空气的气体（如氩气）填充在两层玻璃之间。从而提高窗户的热阻减少热损失。将上面两种方法结合起来，既选择合适的玻璃镀层又在密封层内填充气体的方法具有更高的应用价值。
利用玻璃窗的"温室效应"为建筑物提供太阳辐射能。从而降低对供暖系统的热量要求，达到节能目的。采用"温室效应"时，需满足几个条件：
（1）供暖系统必须设置一快速反应装置。当有足够的太阳入射能时，能迅速关断供热站的热量供应。
（2）对室内温度有一定要求的建筑物中，玻璃窗上必须设有遮阳装置，阻止已较高的室内温度进一步升高。
（3）建筑物的表面和内部设计特点必须具有良好的导热性和蓄热性，并具有对辐射能的高吸收率。
（4）室内温度的波动必须能满足居民的舒适性要求。
3． 对原有的独立式住宅和新建的低能耗独立式住宅的节能措施。
一般独立式住宅的外表面积与采暖体积的比值都较高，这表明可以采用附加保温层节能的方法。适当应用保温层，不仅可以增大外围护结构的热阻还能降低热桥的不良影响，并对密封性产生明显改善。目前，普遍采用外保温方法。对原有独立式住宅中的热水供暖系统可进行的节能改进是设置一恒温阀感应空气温度，并控制各个散热器的开关，这样可以充分利用来自太阳的入射能和照明、家用电器的附加热量。对设有机械排风系统的住宅，设置从排风中回收热量的热泵系统也是一重要的节能措施。回收的热量能够用于制备生活用热水和房间供暖。
4 。对原有公寓建筑和新建低能耗公寓建筑的节能措施
建筑普遍采用砖作为外墙材料，由于其外墙热阻很低，因此采用附加保温层的节能措施具有明显经济性。我国北方几乎所有的公寓建筑都采用热水供暖系统，约有一半的建筑从建造或经改造后都与集中或区域供暖系统相连。因此对供热站锅炉的正确运行、服务和调节，对热量输配系统和各散热器热中热水温度和流量调节都具有重要节能意义。高层公寓建筑的通风系统中由于热空气流的上升易产生烟囟效应。这一现象表明建筑围护结构的密封性和通风系统的特性之间的相互关系随高度增加而变得更为重要。因此，对通风系统的节能改进必须与建筑围护结构密封性的已有条件或改进设计相匹配。建筑研究委员会的研究成果表明：对设有机械排风系统的建筑安装热泵系统从排风中回收热用于生活用热水的制备和房间供暖；对采用自然通风的建筑安装废水气式热泵，都有效的节约了能量。利用新能源供应技术――热泵或太阳能供热站，对原来采用普通型热输配系统的建筑环境进行改进十分有效。设计者在进行建筑设计时必须充分重视由于结构上的要而对建筑采暖的影响，并尽量减少这些不利影响。对新建公寓建筑可充分利用太阳入射能实现节能。
三、采取的采暖、供热、通风新技术
传统的采暖、供热、通风系统形式的设计没有或很少从节能角度和利用新能源技术上考虑。因此，必须利用国家能源方面的研究成果对其进行节能新技术的改进。
在采暖系统方面，由于近年来对电能使用的限制。基本上将电供暖系统取消，以热水供暖系统为主要采暖形式，并充分利用新能源技术－热泵系统和太阳能采暖系统作辅助系统，实现节能目的。建筑物的热水采暖系统多数都与集中或区域供热站相连，便与对供热站锅炉房的集中调节。因此，对供热站锅炉的正确运行和调节使其在满足功率要求的一个最佳值下运行是非常值得的一项节能措施。对区域供热的用户服务单元中自动控制设备的准确安装，定期检查和调节也具有重要节能意义。在供热方面取得的一项重大改进是为建筑环境供热的热水输配新技术。用带有塑料外壳的组合式管道系统取代传统的输配管道。这种组合式管道系统中间的管子是钢制的，管外是塑料，热保温层是由泡沫塑料直接浇注而成。这大大降低了安装费用，使热水能输送到那些因建筑物不密集而不能设混凝土沟渠的较远地区。在对长期处在区域和集中供热 站供热温度条件下塑料性能测定完成以后。由于管子柔软能很好的符合地形条件，沟渠可用传统的挖掘方式，开挖、铺设、连接、回填工作进行迅速。不仅具有经济性，而且减少了交通的影响；在通风方面，传统式建筑一般采用自然通风。目前的最低要求是设机械排风系统。这也为节能措施的改进提供了便利条件，可以从通风系统的排风中回收热量用于供暖。
四、低品位能源的开发和利用
1． 热泵系统
热泵系统是一能从低品位能源中提取热量，供给需能单位的新能源利用系统。其中除烟气和工业余热外，热泵所利用的热源温度一般在－50C～250C之间，可使大量低品位能源得到充分利用，但必须给热泵输入一定量的高位能源作为驱动能。热泵系统具有两个优点：一是能使较低温度下的热源得到充分利用。另一个是在输入相同量的初级能下，较传统的供热系统具有更高的供热效率。热泵供应能量为输入驱动能的2～4倍，其效率以性能系数表示εh＝制热量/输入驱动能，通常总大于1。
目前，用于驱动热泵的大部分是电动压缩机，燃气式压缩机由于可利用天然气节省电能消耗而具有独特的优点，但其投资较高，效率也低于电动式热泵。吸收式热泵是以压缩式热泵的有效改进形式，其特点是不需电能，而是以两种循环介质的相互作用为基础的化学式热泵，利用1200C～2000C温度范围内的热作为输入能，因而可将烟气和一定量的工业余热作为输入能。
利用土壤，岩石和地下或地表水的热泵是从低拉热源的孤立系统中吸收热，然后通过热交换器将热传给热泵蒸发器。土壤和岩石式热泵的主要缺点是投资较高，应用较少。在原有的建筑中多数采用废气式热泵系统辅助供暖和生活用热水的制备。热泵技术最佳应用之一是回收公用污水系统的热并提供给区域供热系统。这种技术具有较高经济价值，已得到广泛的商业性应用。
2．太阳能供热系统
太阳辅射的年平均有效功率很低，在我国北部的平原地区达0.1kw/m2，难以直接利用。太阳能供热系统就是利用品质较低的太阳直射辐射能或大气散射辐射能为建筑环境供热的新型能源系统。
太阳能供热系统的主要组成部分是太阳能集热器。通过对几种型式的太阳能集热器的测试表明：在我国北部的地理气候条件下，最适宜用于房间供暖的集热器是平板式集热器，工作温度在300C～900C范围内，其主要优点有两个：（1）不仅能利用的太阳的直射辐射且能充分利用大气的散射辐射；（2）便于安装，节省费用。可在原有建筑物屋顶的适当方向安装上平板式集热器。太阳能供热系统需配置季节性蓄热装置，将夏季日照充足时的太阳能蓄存起来，在需要时为建筑环境供热。因此，太阳能供热系统方面的工业，同大型蓄热装置的研究、发展与试验性建筑工业紧密相关。太阳能供热系统的运行经济性是十分显著的，其全部费用基本由投资费用决定，运行费用仅限于循环泵所耗能和维持正常的管理和检查的费用。科技人员研制的太阳能供热系统的实践应用证明了其高效性和在气候剧变时具有的较强适应性，为这一新能源技术的推广应用奠定了理论和实践基础。
3． 蓄热
如前所述季节性蓄热能力是大规模使用太阳能供热系统的前提条件，也是提高余热、废物燃烧热和其它全年都能获得的或主要在夏季能获得的低品位热源利用率的一重要条件。在充满水的岩石洞中蓄热；经保温的注满水的凹形沟或蓄热池的蓄热。土壤本身粘土的蓄热或蓄水层蓄热。其中水具有较高的蓄能力达1.16kwh/m3k，充满饱和水的粘土的蓄热能力达1kwh/m3k，岩石：如片麻岩和花岗岩的蓄热能力为0.6kwh/m3k。蓄热池的大小和形状是决定相对热损失的重要因素。当蓄热池的大小和形状一定时，蓄热温度是影响热损失的主要因素。因此，在设计和应用上必须注意对在可直接用于建筑环境供暖的足够高温条件下的蓄热和那些需要热泵来吸取热量的低温条件下的蓄热之间的差别。根据具体使用条件进行设计，从而实现高效利用低位热源的目的。
近几年，商业性建筑夏季的制冷要求明显增加，而冬季供暖需求有所降低。这主要是受其内部大量的计算机、照明设施及其它设备释放的热量影响。根据这一现象，研究者提出一可行的方法，即将住宅与商业区集中布置。利用季节性蓄热，将商业性建筑中多余的热蓄存并在需供暖时充分利用，将蓄热作为供冷和供热组合系统的一部分，从而有效的节约了能量。
热泵系统，太阳能供热系统及蓄热对低位热源的充分利用为国家提供了新的可利用能源，同时因其不产生污染而能较好地满足环保要求，这对于整个人类社会的发展进步起了巨大的推动作用。
五．小结
以上是在理论和技术对暖通空调节能的分析，然而在具体的实施过程中很难实现上述的要求和措施。"能源危机"在世界各地被人们所认识，且制定相应的措施。但在我国至今还没有规范性的标准出台，即使有了地方性的规范，由于监督力度的不够也没能认真执行。从某种方面来讲，节能只不过是一种口号，并没有引起人们的充分重视。建筑节能贯穿于设计、施工、验收、运行、维护的全过程中，是一个节能系统。在这个系统中，要求各个环节、各个方面都要切实可行。不是哪一个人、哪一个企业的利益为先，而应考虑整个社会的大环境。我国长期以来，因片面强调建筑造价、只考虑个体利益，加之没有建筑热工和建筑节能方面的标准规范可供依据，导致重复建设、质量结症问题的存在，致使能源浪费情况严重。遗憾的是，在建筑业中这种倾向还十分顽固。
目前在暖通空调设计时很少设计人员先计算室内负荷，大多设计人员还是沿用估算值来确定负荷。即使计算，也只是用现有程序计算，计算后没有针对具体的情况加以调整。这一现象往往造成负荷过大，而加大投资浪费能源。对于某些"三边"工程，设计人员为了加赶进度，没有视具体的情况进行全面分析得出最佳方案，结果风管弯头过多，局部阻力损失过大压力不平衡，使风量分配不均，引起不同房间冷热不均，达不到要求的室内环境。虽然我国建筑业发展迅速，但是，广泛采用新的建筑材料不考虑保证建筑物的热力状态的建筑设计方案，导致一系列不能满足室内微气候条件的情况出现。应该注意到建筑地区的气候特征，以及当地建筑经济特点和建筑物的经营管理具有决定性作用。有的地方还有这种情况，当建筑物采用隔热性能差的材料设计时，计算中要考虑采用昂贵的微气候的空调设备。而在执行该设计时，由于经济方面的原因，无法采用此种空调设备，结果会出现夏季过热和冬季过冷的现象。
就施工而言，由于国内体制原因，设计、施工由不同承包商承包，考虑问题的角度利益不同，很难达到最佳配合。就供暖方式来看，我国采暖地区居住建筑存在着由于施工问题导致围护结构保温水平低，门窗气密性差，采暖设备热效率低的状况，导致平均每年每平方米采暖能耗高达30.5kg。这一现象的造成，主要是施工技术人员对图纸理解不够和施工人员素质较差。资金不到位盲目上马，致使停工时间过长，也是造成上述现象的重要原因。
运行及维修直接关系到运行成本大小、运行效果好坏、系统寿命长短。在运行过程中，管理人员对空调系统运行系统认识不够，不能区分运行高峰期。在正常期和高峰期机器的运行数量一样，造成能量浪费。维修和保养直接影响运行能力，定期检修是至关重要的，这一点管理人员往往做不到。因风道渗漏引起热损失、空调机盘管和过滤器附着异物引起机器性能下降等现象处处可见。对于低效率的设备不能及时维修和更换，造成不必要的能耗。
随着科学技术的发展，在技术上节能可以做的很好，如高节能设备的出现、绿色空调的出现。但是人为方面作的还很不够，人们的观念和意识急需改变。建筑节能意识差，还没有在社会上、建筑界形成强大的舆论，特别是一些管理干部对此认识不足。立法不健全，尽管技术标准属于强制标准，却缺乏行政法规和执行机构实行监督和强制。包费制与用户利益无关，不能使用户节能，建筑节能缺乏经济政策驱动机制，建设单位往往只计较一次性基建投资，而忽视了几年后的回收。节能科技投资太少，从研究到推广各环节的工作还不配套，建筑节能产业体系还未建立。
总之，节能在现代社会中已被认为是具有战略性的问题，社会舆论应加大力度，广泛宣传，让全社会都动员起来，从我做起，从现在做起。行政执法机构应强制实行监督和执行。就建筑业来讲，加强项目立项和设计方案的优化工作；加大工程师监理制度力度；对设备运行效果进行专家论证。此外，引进国外一些先进技术，结合我国的地理环境特点最大限度地开发利用新能源并对已有建筑存在问题进行改造。不仅能够缓解我国能源短缺的问题，而且有利于环境条件的改善。
