2.3 從科學體系角度認識建筑節能

根據工程哲學^[12]的基本觀點，“科學、技術與工程是三類既緊密聯系又有本質區別的活動，科學活動以探索發現為核心，技術活動以發明革新為核心，而工程活動以集成建構為核心”。李伯聰教授認為^[13]: “所謂科學、技術、工程‘三元論’，其基本觀點就是承認和主張科學、技術和工程是三個不同的對象、三種不同的社會活動，它們有本質的區別，同時也有密切的聯系。”

對建筑節能的認識，可以從科學、工程、技術，以及三者之間的關聯角度進行分析，探索建立建筑節能的整體概念和科學內涵。

1．建筑節能科學的認識基礎

1）建筑科學在現代科學體系中的定位

恩格斯^[14]說：“只要自然科學在思維著，它的發展形式就是假說。一個新的事實被觀察到了，它使過去用來說明和它同類的事實的方式不中用了。從這一瞬間起，就需要新的說明方法了。”這表明科學作為人類對自然和世界的一種認識方法，本身就是在正確與錯誤中不斷發展。工程是為了滿足人類社會的各種需要，在集成科學、技術、社會、人文等理論性知識及境域性知識經驗的基礎上，在經濟核算的約束下，調動各種資源，在特定的空間場域和時間情境中，通過探索性、創新性、不確定性和風險性的社會建構過程，有計劃、有組織地建造某一特定人工物的實踐活動^[15]。

1984年，錢學森^[16]提出了工程科學的概念，論述了工程科學的思想。工程科學是以自然科學中的基礎科學為基礎，將基礎科學與工程技術聯系起來逐步形成的。基礎科學、技術科學、工程科學同屬于自然科學的不同層次。在這三層次中，抽象性和普遍性逐漸減弱，實踐性和特殊性逐漸增強。1996年，錢學森又將建筑科學辟建為一門獨立的大科學門類，提出建筑科學作為現代科學技術體系的第11個大部門，將建筑、園林與城市作為建筑科學體系三個部分，縱向上都分別包含了基礎理論、技術科學和應用技術三個層次，并認為建筑科學的中心內容是研究人居環境，廣義上就是“人居環境科學”。一方面他從整個科學技術體系角度來看問題，把自然科學、社會科學聯系起來；另一方面他堅定不移地運用馬克思主義哲學思想指導建筑領域的工作，同時提出重視建筑哲學問題，認為建筑哲學是連接建筑科學與馬克思主義哲學的橋梁。錢學森建筑科學的層次結構見表2-2。

顧孟潮^[17]繪制的建筑科學技術體系圖，如圖2.5所示。

圖2.5表明，在基礎科學層次，建筑科學廣泛吸納其他科學大部門的綜合性理論，涉及建筑與人、建筑與社會、建筑與自然、建筑與文化、建筑與科技等內容。建筑科學的第二層次是技術科學層次，技術科學層次的學科是工程技術的理論基礎；建筑科學的第三層次即工程技術層次，包括了與技術科學層次相對應的城市規劃設計、市政工程設計、建筑設計、園林設計的各種工藝、標準、規程等。

建筑科學觀屬于建筑哲學范疇，以建筑理論為基礎。建筑哲學回答的是城市與建筑領域最基本的問題：人類為什么要建造城市與建筑？為誰建造？怎么建造？什么樣的城市與建筑才是適合人類的現在與未來理想的？錢學森建筑科學思想的提出，對整個建筑科學的發展具有奠基性的意義，它給予人們一個新的關于建筑科學理論體系思維的總框架，開拓了建筑科學理論的思維空間，為我國的建筑科學理論發展奠定基礎。

2）建筑科學與人居環境科學

吳良鏞^[18]第一次正式提出建立“人居環境科學”，建立以人與自然的協調為中心、以居住環境為研究對象的新的學科群，其人居環境科學研究基本框架如圖2.6所示。圖示表明，人居環境科學系統橫向結構上包括了自然、人、社會、居住和支撐網絡，縱向空間層次上從全球、區域、城市、社區到建筑基地，不同層次和要素之間，同一層級和要素內部都存在相互作用和影響。人居環境科學的五大原則實質體現了五種觀念，即生態觀、經濟觀、科技觀、社會觀和文化觀。其生態觀要求人類正視生態的困境，增強生態意識，樹立“天人合一”，倡導“生態文明”；經濟觀要求人居環境建設應與經濟發展良性互動，科學決策，節約各種資源，減少浪費；科技觀要求發展科學技術，發揮科學技術的積極能動的作用，推動經濟發展和社會繁榮；社會觀要求以人為本，關懷整個社會廣大人民群眾的整體利益；而文化觀則要求科學的追求與藝術的創造相結合，尊重并發揮各地建筑文化的獨創性，將文化環境建設作為人居環境建設最基本的內容之一。

建筑科學在現代科學體系中的定位、人居環境科學的發展和科學觀系統的建立為建筑節能科學體系的構建和建筑節能科學觀形成提供了很好的參考。

2．科學認識建筑節能工程與技術

工程實踐是人們根據自身的需要，依靠自然、適應自然，并在認識自然的基礎上能動地改造世界的有目的的活動，其實質是作為社會活動主體的人的能動性、目的性、對象化與客觀化的過程。技術是需要更多的資金開發出來的有經濟目的、社會目的的知識體系，是一種為了創造價值的特殊知識體系。技術是工程活動的基本要素，存在于一定的物化過程或者工程性質的活動中，若干技術的系統集成便構成了工程的基本狀態。技術與工程的區分表現在三個方面：①技術是認知活動，而不是工程活動本身；②工程必須應用技術知識，但不能等同于技術的應用；③工程活動中的新技術知識的發明的目標是利用這些知識去建造人工物^[19]。

建筑節能工程是為了實現節能工程在建筑系統中的目標而組織、集成的活動。建筑節能工程活動的核心標志是建筑節能實踐的物化成果---構建具體的建筑節能項目所提供的建筑節能服務，是通過建筑節能技術要素與諸多非技術要素的系統集成為基礎的工程活動。

由于建筑本身的特殊性和節能工程本身區別于其他工程的特性，建筑節能工程以建筑工程為載體，既具有一般工程的共性，又具有自身特有的屬性。通過節能工程實踐來豐富和強化建筑系統的功能，改善居住環境品質，直接提升建筑的使用價值來實現建筑節能工程自身的多元價值。這是由節能工程的特性決定的，節能實踐本身的產物不具有獨立的使用價值，節能性作為建筑工程的屬性之一，同安全性一樣，必須依托建筑工程這一載體來實現其目的和目標。關于建筑節能工程的認識與實踐，本書第4章將專門論述。

建筑節能技術是建筑節能工程中的一個子項或個別部分，不同的建筑節能技術在建筑節能工程中有著不同的地位，起著不同的作用，彼此之間存在不同的功能。不同的建筑節能技術在一定環境條件下，通過有序、有效的合理集成，以不可分割的集成形態構成建筑節能工程整體。不同建筑節能技術方案的對比取舍、優化組合以及實施后的效果評價都是工程決策中應該考慮的重要內容。雖然，建筑節能工程與建筑節能技術之間具有集成與層次的關系，但建筑節能工程不僅集成“建筑節能技術”要素，還集成許多非技術要素，是建筑節能技術與當前社會、經濟、文化、政治及環境等因素綜合集成的產物。所以，僅僅建筑節能技術問題還不能決定建筑節能工程活動的成敗。相對于建筑節能工程而言，建筑節能技術是手段性活動，其任務是通過一項建筑節能方法或手段，構建一種建筑節能產品，服務于建筑節能工程的總體目標。

3．科學認識建筑節能產業

按照產業經濟學^[20]的定義，產業是指具有某種同類屬性、具有相互作用的經濟活動的集合或系統。這里的“具有某種同類屬性”是將企業劃分為不同產業的基準，同一產業的經濟活動均具有這樣或那樣相同或相似的性質。“具有相互作用的經濟活動”表明產業內各企業之間不是孤立的，而是相互制約、相互聯系的。這種“相互作用的經濟活動”不僅表現為競爭關系，也包括產業內因進一步分工而形成的協作關系。產業內部企業之間的相互競爭與協作，促進了產業的不斷發展。

建筑節能產業是指因建筑節能的興起、發展而引起的各種產業的總和^[21]。構成建筑節能產業的各部分產業以建筑節能領域為主要服務對象，以節約能源使用、提高能源利用效率為目的，從事于各種咨詢服務、技術開發、產品開發、商業流通、信息服務、工程承包等行業。建筑節能產業涉及范圍廣，圖2.7為整個建筑節能產業的構成關系。

主導產業在建筑節能全局中起著主導作用，引領著節能行業的發展方向，這部分產業的發展可帶動整個建筑節能行業的發展；反之，建筑節能的開展情況也決定著這部分產業的市場發展、企業生存等狀況，產業與建筑節能起著相互依存的作用。基礎產業是開展建筑節能工作的基礎，其企業的生存和發展與建筑節能的開展狀況密切相關，對建筑節能有很大的依賴性。相關產業與建筑節能有相關性，其服務含有建筑節能的內容；其企業的發展對建筑節能開展狀況也有影響，同時又相對獨立于建筑節能；企業中有關建筑節能的服務質量，對建筑節能的影響顯著，因而，會受到建筑節能的制約。以上三部分產業相互影響，共同作用，形成了涉及設計、咨詢、施工、監理、運行維護、檢測、評估等多個領域的建筑節能集成產業。同時，上述產業有效地鏈接起來，使得我國建筑節能產業成長為一個新興的行業。

建筑節能市場又可分為新建建筑節能市場和既有建筑節能改造市場兩類。由于一些既有建筑的節能改造是通過能源服務公司，以合同能源管理的方式實現的，因此成為節能服務市場的一部分。在節能服務市場上，市場交易的商品是專門的節能服務，市場的供方為節能服務企業，需方為建筑使用者，即業主。節能服務企業通過“合同能源管理”等的方式，為業主提供能源節約服務，包括為幫助業主降低建筑能耗而提供的咨詢、檢測、設計、融資、改造、管理等節能服務。節能部品市場是指以符合節能標準的各類建筑部品為交易對象的市場。市場的供方是節能部品生產商，需方有兩類，一類是房屋的最終使用者，即業主，他們可以在市場上直接購買節能部品，并在建筑的日常運行當中使用；另一類是房屋的建造者、提供者，即開發商。他們購買節能部品，并將其作為建筑的一部分提供給業主。

從現代“科學→技術→工程→產業”知識鏈的角度認識和分析建筑節能科學→建筑節能技術→建筑節能工程→建筑節能產業之間的相互關系，在不同環節和層次之間存在著豐富多彩、復雜多變的關系，形成的是多層次的復雜知識網絡，構成了綜合的、集成、創新、開放的建筑節能科學體系。