自古以来，人类生存和发展的基本条件越来越清晰，即物质、能量和信息。特别是，现代工业革命将人类带入了一个快速发展的时代。化石燃料被疯狂开发。能源消耗从煤到石油和天然气不等，这使得我们有可能在有生之年看到它们的枯竭。更可怕的是，在经历能源危机的同时，我们不得不接受它的“副产品”:环境污染。

幸运的是，有识之士已经在世界各地活动。为了防止全球变暖(温室效应)对人类的危害，需要控制化石燃料燃烧排放的CO2量，因为其对全球变暖的影响超过1/2。1997年12月，《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议在日本京都举行。一些国家签署了《京都议定书》，为发达国家设定了:的温室气体减排目标，在2008年至2012年期间，将其温室气体排放量从1990年的水平平均减少5.2%。2004年6月，国际可再生能源会议在德国波恩举行。154个国家的代表通过了《波恩宣言》。德国总理施罗德在会上的讲话中指出，“有效利用能源和发展可再生能源是世界获得可持续能源供应的双重战略”。

我国著名能源学家吴忠华教授早在20世纪80年代初就提出了科学用能的基本原则，即“温度匹配和梯级利用”。在当前一段时间内，化石能源仍然是主要的一次性能源。尽量减少煤炭的使用，增加天然气的比例，减少石油的比例。到2030年，可再生能源将被大规模使用。到2050年，化石能源将降至次要地位，甚至逐渐淡出能源结构。

作为最大的发展中国家，中国正处于高储蓄、高投资、高能耗的快速经济增长阶段。中国的二氧化硫排放量居世界第一，二氧化碳排放量居第二，能源消耗居第二。中国是一个拥有13亿人口的大国，其能源消耗将很快居世界首位。能源将在整个国家的发展中发挥关键作用。如果能源问题得不到解决，它可能会阻碍整个国家的可持续发展。在不久的将来，中国的能源危机可能不再是危言耸听。2004年，中国经济总量占世界总量的4.4%，石油和煤炭需求分别占世界总量的7.4%和31%。2005年，中国能源消耗为22.2亿吨标准煤，比2004年增长9.5%。中国现在已经成为仅次于美国的第二大石油消费国。据有关专家预测，到2020年，中国石油进口量将超过5亿吨，天然气进口量将超过1000亿立方米，对国外的依赖度将分别达到70%和50%。此外，我们的能源效率并不乐观。万元产值能耗是美国的3倍，日本的7.2倍，远远高于巴西、印度等国家。为了解决这一局面，52名院士和100多名专家联合提出了节能和科学用能的建议:提高能源效率，降低能源消耗，保护生态环境。

中国建筑能耗约占社会总能耗的30%。现有建筑近400亿平方米，95%以上是高能耗建筑。目前，中国是世界上最大的建筑工地，年建筑面积高达20亿平方米，超过了发达国家的年总建筑面积。到2000年底，只有0.5%的城乡建筑面积和9%的现有采暖居住建筑面积能够达到建筑节能设计标准。绝大多数新建筑仍然是高能耗建筑。2004年，我国建筑运行能耗占社会总能耗的18.8%，而在北方采暖地区，采暖能耗占城市建筑总能耗的40%。随着建筑规模的不断扩大，建筑能耗在中国总能耗中的比重将继续增加。

在一般建筑能耗中，供暖和空调约占65%，家庭热水供应约占15%，电气照明约占14%，烹饪约占6%。除了电力照明和烹饪，其他建筑能源有以下特点:1。低品位能源:热能根据其温度可分为低品位能源和高品位能源。越接近环境温度的热能等级越低，高于环境温度的范围越高，热能等级越高。建筑供暖所需温度通常低于100℃，空调所需温度通常高于5℃，均为低品位能源。燃烧化石燃料产生的高品位能源用于建筑供暖和空调，不符合“温度匹配、梯级利用”的基本热力学原理，存在严重的能源浪费。2温度范围窄:建筑空调冷冻水温度一般为5 ~ 12℃(毛细管网系统所需温度为16 ~ 20℃)，采暖热水温度约为55 ~ 60℃(毛细管网系统所需温度为30 ~ 35℃)。这表明建筑能源的温度范围很窄。3.建筑能源的温度接近可再生能源的温度:地球环境中的各种介质包含低级热能(冷能)，包括土壤、地下水、河流和湖泊、海水、污水和空气。以南充市为例:土壤地下水全年温度约为14℃。冬季污水处理厂排放的处理后污水温度仍在16℃左右。气温一般为-15 ~ 40℃。显然，这个温度范围相当接近空调和供暖所需的温度。我们可以通过热泵将温度升高或降低到建筑能源的使用温度。4.太阳能的直接利用:在中国西北和华北的大部分地区，采暖期的日平均太阳辐射在9000千焦/平方米至15000千焦/平方米之间。如果采用目前流行的真空管太阳能集热器，日集热时间为8小时，建筑面积热指标按50W/m2计算，供热水和回水温差为15℃(毛细管网供热水和回水温差不大于5℃)，日供热时间为8小时，则可计算出单位建筑面积所需集热面积在0.21-0.33 m2之间。由于大部分农村地区的建筑和城市的别墅都是3层以下的建筑，所以可以按照这个面积比例来实现。对于多层建筑，它也可以作为一种能源补充，以节省一些能源。

因此，低品位可再生能源，即可再生自然能源，应该是建筑能源的最佳选择。一般来说，自然能源可以包括以下六种来源:土壤、地下水、地表水(湖泊、河流等)。)、海水、污水和空气。它们包含的热能来自太阳辐射和地热能。与此同时，包括土壤和水在内的地球表面的能量储存在自然能源的应用中也起着至关重要的作用。因此，大力推广可再生能源在建筑中的应用是解决建筑能耗问题最科学、最经济、最合理的选择。

为了降低建筑运行的能耗，除了解决围护结构(墙体、屋顶、门窗等)的保温问题。)，还必须解决暖通空调终端利用效率低的问题。自从古人开始钻木取火以来，每次供暖发展结束时的温度都会下降，人类文明也向前迈进了一步。起初，火是用的，又热又冒烟，有一个小的加热区。后来，有了炉子，房间里温度相同但没有烟，但取暖面积仍然有限；后来，整个房子被中高温火炕、火墙和壁炉所温暖。到20世纪40年代和50年代，100℃以上的蒸汽和80℃以上的热水被广泛使用。到20世纪70年代，西方国家开始使用水温为55℃ ~ 60℃的地板辐射供暖。1986年，采用水温16℃ ~ 40℃的毛细管网恒温恒湿新风技术，全年保持恒温恒湿。

随着末端温度的降低，末端效率大大提高，节能越来越明显