2.3 从科学体系角度认识建筑节能

根据工程哲学^[12]的基本观点，“科学、技术与工程是三类既紧密联系又有本质区别的活动，科学活动以探索发现为核心，技术活动以发明革新为核心，而工程活动以集成建构为核心”。李伯聪教授认为^[13]: “所谓科学、技术、工程‘三元论’，其基本观点就是承认和主张科学、技术和工程是三个不同的对象、三种不同的社会活动，它们有本质的区别，同时也有密切的联系。”

对建筑节能的认识，可以从科学、工程、技术，以及三者之间的关联角度进行分析，探索建立建筑节能的整体概念和科学内涵。

1．建筑节能科学的认识基础

1）建筑科学在现代科学体系中的定位

恩格斯^[14]说：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。一个新的事实被观察到了，它使过去用来说明和它同类的事实的方式不中用了。从这一瞬间起，就需要新的说明方法了。”这表明科学作为人类对自然和世界的一种认识方法，本身就是在正确与错误中不断发展。工程是为了满足人类社会的各种需要，在集成科学、技术、社会、人文等理论性知识及境域性知识经验的基础上，在经济核算的约束下，调动各种资源，在特定的空间场域和时间情境中，通过探索性、创新性、不确定性和风险性的社会建构过程，有计划、有组织地建造某一特定人工物的实践活动^[15]。

1984年，钱学森^[16]提出了工程科学的概念，论述了工程科学的思想。工程科学是以自然科学中的基础科学为基础，将基础科学与工程技术联系起来逐步形成的。基础科学、技术科学、工程科学同属于自然科学的不同层次。在这三层次中，抽象性和普遍性逐渐减弱，实践性和特殊性逐渐增强。1996年，钱学森又将建筑科学辟建为一门独立的大科学门类，提出建筑科学作为现代科学技术体系的第11个大部门，将建筑、园林与城市作为建筑科学体系三个部分，纵向上都分别包含了基础理论、技术科学和应用技术三个层次，并认为建筑科学的中心内容是研究人居环境，广义上就是“人居环境科学”。一方面他从整个科学技术体系角度来看问题，把自然科学、社会科学联系起来；另一方面他坚定不移地运用马克思主义哲学思想指导建筑领域的工作，同时提出重视建筑哲学问题，认为建筑哲学是连接建筑科学与马克思主义哲学的桥梁。钱学森建筑科学的层次结构见表2-2。

顾孟潮^[17]绘制的建筑科学技术体系图，如图2.5所示。

图2.5表明，在基础科学层次，建筑科学广泛吸纳其他科学大部门的综合性理论，涉及建筑与人、建筑与社会、建筑与自然、建筑与文化、建筑与科技等内容。建筑科学的第二层次是技术科学层次，技术科学层次的学科是工程技术的理论基础；建筑科学的第三层次即工程技术层次，包括了与技术科学层次相对应的城市规划设计、市政工程设计、建筑设计、园林设计的各种工艺、标准、规程等。

建筑科学观属于建筑哲学范畴，以建筑理论为基础。建筑哲学回答的是城市与建筑领域最基本的问题：人类为什么要建造城市与建筑？为谁建造？怎么建造？什么样的城市与建筑才是适合人类的现在与未来理想的？钱学森建筑科学思想的提出，对整个建筑科学的发展具有奠基性的意义，它给予人们一个新的关于建筑科学理论体系思维的总框架，开拓了建筑科学理论的思维空间，为我国的建筑科学理论发展奠定基础。

2）建筑科学与人居环境科学

吴良镛^[18]第一次正式提出建立“人居环境科学”，建立以人与自然的协调为中心、以居住环境为研究对象的新的学科群，其人居环境科学研究基本框架如图2.6所示。图示表明，人居环境科学系统横向结构上包括了自然、人、社会、居住和支撑网络，纵向空间层次上从全球、区域、城市、社区到建筑基地，不同层次和要素之间，同一层级和要素内部都存在相互作用和影响。人居环境科学的五大原则实质体现了五种观念，即生态观、经济观、科技观、社会观和文化观。其生态观要求人类正视生态的困境，增强生态意识，树立“天人合一”，倡导“生态文明”；经济观要求人居环境建设应与经济发展良性互动，科学决策，节约各种资源，减少浪费；科技观要求发展科学技术，发挥科学技术的积极能动的作用，推动经济发展和社会繁荣；社会观要求以人为本，关怀整个社会广大人民群众的整体利益；而文化观则要求科学的追求与艺术的创造相结合，尊重并发挥各地建筑文化的独创性，将文化环境建设作为人居环境建设最基本的内容之一。

建筑科学在现代科学体系中的定位、人居环境科学的发展和科学观系统的建立为建筑节能科学体系的构建和建筑节能科学观形成提供了很好的参考。

2．科学认识建筑节能工程与技术

工程实践是人们根据自身的需要，依靠自然、适应自然，并在认识自然的基础上能动地改造世界的有目的的活动，其实质是作为社会活动主体的人的能动性、目的性、对象化与客观化的过程。技术是需要更多的资金开发出来的有经济目的、社会目的的知识体系，是一种为了创造价值的特殊知识体系。技术是工程活动的基本要素，存在于一定的物化过程或者工程性质的活动中，若干技术的系统集成便构成了工程的基本状态。技术与工程的区分表现在三个方面：①技术是认知活动，而不是工程活动本身；②工程必须应用技术知识，但不能等同于技术的应用；③工程活动中的新技术知识的发明的目标是利用这些知识去建造人工物^[19]。

建筑节能工程是为了实现节能工程在建筑系统中的目标而组织、集成的活动。建筑节能工程活动的核心标志是建筑节能实践的物化成果---构建具体的建筑节能项目所提供的建筑节能服务，是通过建筑节能技术要素与诸多非技术要素的系统集成为基础的工程活动。

由于建筑本身的特殊性和节能工程本身区别于其他工程的特性，建筑节能工程以建筑工程为载体，既具有一般工程的共性，又具有自身特有的属性。通过节能工程实践来丰富和强化建筑系统的功能，改善居住环境品质，直接提升建筑的使用价值来实现建筑节能工程自身的多元价值。这是由节能工程的特性决定的，节能实践本身的产物不具有独立的使用价值，节能性作为建筑工程的属性之一，同安全性一样，必须依托建筑工程这一载体来实现其目的和目标。关于建筑节能工程的认识与实践，本书第4章将专门论述。

建筑节能技术是建筑节能工程中的一个子项或个别部分，不同的建筑节能技术在建筑节能工程中有着不同的地位，起着不同的作用，彼此之间存在不同的功能。不同的建筑节能技术在一定环境条件下，通过有序、有效的合理集成，以不可分割的集成形态构成建筑节能工程整体。不同建筑节能技术方案的对比取舍、优化组合以及实施后的效果评价都是工程决策中应该考虑的重要内容。虽然，建筑节能工程与建筑节能技术之间具有集成与层次的关系，但建筑节能工程不仅集成“建筑节能技术”要素，还集成许多非技术要素，是建筑节能技术与当前社会、经济、文化、政治及环境等因素综合集成的产物。所以，仅仅建筑节能技术问题还不能决定建筑节能工程活动的成败。相对于建筑节能工程而言，建筑节能技术是手段性活动，其任务是通过一项建筑节能方法或手段，构建一种建筑节能产品，服务于建筑节能工程的总体目标。

3．科学认识建筑节能产业

按照产业经济学^[20]的定义，产业是指具有某种同类属性、具有相互作用的经济活动的集合或系统。这里的“具有某种同类属性”是将企业划分为不同产业的基准，同一产业的经济活动均具有这样或那样相同或相似的性质。“具有相互作用的经济活动”表明产业内各企业之间不是孤立的，而是相互制约、相互联系的。这种“相互作用的经济活动”不仅表现为竞争关系，也包括产业内因进一步分工而形成的协作关系。产业内部企业之间的相互竞争与协作，促进了产业的不断发展。

建筑节能产业是指因建筑节能的兴起、发展而引起的各种产业的总和^[21]。构成建筑节能产业的各部分产业以建筑节能领域为主要服务对象，以节约能源使用、提高能源利用效率为目的，从事于各种咨询服务、技术开发、产品开发、商业流通、信息服务、工程承包等行业。建筑节能产业涉及范围广，图2.7为整个建筑节能产业的构成关系。

主导产业在建筑节能全局中起着主导作用，引领着节能行业的发展方向，这部分产业的发展可带动整个建筑节能行业的发展；反之，建筑节能的开展情况也决定着这部分产业的市场发展、企业生存等状况，产业与建筑节能起着相互依存的作用。基础产业是开展建筑节能工作的基础，其企业的生存和发展与建筑节能的开展状况密切相关，对建筑节能有很大的依赖性。相关产业与建筑节能有相关性，其服务含有建筑节能的内容；其企业的发展对建筑节能开展状况也有影响，同时又相对独立于建筑节能；企业中有关建筑节能的服务质量，对建筑节能的影响显著，因而，会受到建筑节能的制约。以上三部分产业相互影响，共同作用，形成了涉及设计、咨询、施工、监理、运行维护、检测、评估等多个领域的建筑节能集成产业。同时，上述产业有效地链接起来，使得我国建筑节能产业成长为一个新兴的行业。

建筑节能市场又可分为新建建筑节能市场和既有建筑节能改造市场两类。由于一些既有建筑的节能改造是通过能源服务公司，以合同能源管理的方式实现的，因此成为节能服务市场的一部分。在节能服务市场上，市场交易的商品是专门的节能服务，市场的供方为节能服务企业，需方为建筑使用者，即业主。节能服务企业通过“合同能源管理”等的方式，为业主提供能源节约服务，包括为帮助业主降低建筑能耗而提供的咨询、检测、设计、融资、改造、管理等节能服务。节能部品市场是指以符合节能标准的各类建筑部品为交易对象的市场。市场的供方是节能部品生产商，需方有两类，一类是房屋的最终使用者，即业主，他们可以在市场上直接购买节能部品，并在建筑的日常运行当中使用；另一类是房屋的建造者、提供者，即开发商。他们购买节能部品，并将其作为建筑的一部分提供给业主。

从现代“科学→技术→工程→产业”知识链的角度认识和分析建筑节能科学→建筑节能技术→建筑节能工程→建筑节能产业之间的相互关系，在不同环节和层次之间存在着丰富多彩、复杂多变的关系，形成的是多层次的复杂知识网络，构成了综合的、集成、创新、开放的建筑节能科学体系。