德國(guó)在節能(néng)環保領域處于世界領先地位,其節能(néng)環保理念深入人心,政策面面俱到(dào),從(cóng)提高(gāo)能(néng)效到(dào)開(kāi)發利用可再生(shēng)能(néng)源,從(cóng)環保汽車到(dào)節能(néng)建築,從(cóng)工(gōng)藝流程到(dào)生(shēng)活細節,樣樣都離不開(kāi)節能(néng)環保。時至今日,節能(néng)環保産業(yè)業(yè)已成為(wèi)德國(guó)又(yòu)一(yī)大支柱産業(yè)。
預計到(dào)2015年(nián), 德國(guó)所有建築将按照(zhào)“被動式建築”标準建造。 從(cóng)低(dī)能(néng)耗建築、到(dào)3升房, 再到(dào)被動式建築和零能(néng)耗建築, 德國(guó)在建築節能(néng)上(shàng)積累了豐富的經驗。以下(xià)介紹德國(guó)建築節能(néng)有關政策法規、建築節能(néng)技(jì)術(shù)、建築節能(néng)改造、以及行業(yè)組織在推進建築節能(néng)工(gōng)作中作用等方面的情況。
一(yī)、基本情況
德國(guó)是一(yī)個(gè)能(néng)源匮乏的國(guó)家,除煤炭資源較豐富外,其餘幾乎全靠進口。1973年(nián)爆發全球石油危機(jī),德國(guó)開(kāi)始大力發展可再生(shēng)能(néng)源,另一(yī)方面更加重視節能(néng)工(gōng)作。
德國(guó)由于緯度較高(gāo),冬季較長(cháng),供暖占德國(guó)能(néng)源消耗總量約40%,多(duō)年(nián)來,政府通(tōng)過制定有針對性的政策措施,提高(gāo)建築節能(néng)标準,發展先進節能(néng)技(jì)術(shù),大幅降低(dī)了建築物(wù)能(néng)耗。
二、德國(guó)促進建築節能(néng)的經驗和做法
(一(yī))加強政策引導。
1. 建立和完善政策體系,不斷提高(gāo)建築節能(néng)标準。自(zì)20世紀70年(nián)代以來,德國(guó)出台了一(yī)系列建築節能(néng)法規,對建築物(wù)保溫隔熱、采暖、空調、通(tōng)風、熱水(shuǐ)供應等技(jì)術(shù)規範做出規定,違反相(xiàng)關要求将受到(dào)處罰。
1977 年(nián),德國(guó)靠前部節能(néng)法規《保溫條例》(WSchV77)正式實行,提出新建建築的采暖能(néng)耗限額為(wèi)每平方米樓闆面積每年(nián)消耗能(néng)源250千瓦時,即 250KWh/(m2a),該條例在1984年(nián)和1995年(nián)分别被修訂,1995年(nián)提出的限額已下(xià)降為(wèi)100 KWh/(m2a)。2002年(nián),為(wèi)貫徹歐盟對建築節能(néng)的要求,開(kāi)始實施新的《能(néng)源節約條例》(EnEV2002),采暖能(néng)耗限額調整為(wèi)70 KWh/(m2a),其後在2005年(nián)、2007年(nián)、2009年(nián)分别被修訂,2009年(nián)提出的采暖能(néng)耗限額為(wèi)45 KWh/(m2a)。目前,該條例又(yòu)在修訂(EnEV2014),關于被動式建築(即超低(dī)能(néng)耗建築)的采暖能(néng)耗限額将下(xià)降到(dào)15 KWh/(m2a),這是目前環保節能(néng)建築的較高(gāo)标準,基本實現建築的“零能(néng)耗”。
2、建立财稅激勵機(jī)制。既有可再生(shēng)能(néng)源的市(shì)場激勵計劃,也有德國(guó)複興信貸銀(yín)行(KFW)專為(wèi)建築節能(néng)改造推出的多(duō)項資助計劃(提供超低(dī)利率貸款 年(nián)利率不會(huì)超過2%)
另外,各州、市(shì)、鄉鎮政府及能(néng)源供應企業(yè)提供各種地區性的資助計劃,例如聯邦政府光(guāng)伏屋頂、高(gāo)速公路(lù)兩側光(guāng)伏工(gōng)程補貼、巴伐利亞州學校建築節能(néng)“50/50”計劃等。
以達到(dào)EnEV-2009德國(guó)節能(néng)标準100(KFW100)為(wèi)基本要求,達到(dào)KFW85标準的建築,每套150m2的建築改造完成後,聯邦和地方政府各獎 勵5250歐元,共計10500歐元(獎勵标準為(wèi)70歐元/m2)。達到(dào)KFW55标準的建築,每套130m2的建築改造完成後,聯邦和地方政府各獎勵 15700歐元,共31400歐元(獎勵241.5歐元/m2)。
另外,從(cóng)1999年(nián)起,德國(guó)實施生(shēng)态稅改革,一(yī)方面提高(gāo)能(néng)源價格,另一(yī)方面将征收稅費(fèi)的90%通(tōng)過降低(dī)退休金交費(fèi)重新返還(hái)給居民(mín)和企業(yè),不增加民(mín)衆負擔,大大提高(gāo)了社會(huì)節能(néng)意識。
3、 推行建築物(wù)的能(néng)源認證證書。2002年(nián),德國(guó)《能(néng)源節約條例》(EnEV2002)要求,建築物(wù)中的能(néng)源使用情況要進行量化(包括供暖、空調、熱水(shuǐ)供應等 方面),要建立建築物(wù)的能(néng)源認證證書系統。這與家用電(diàn)器(qì)上(shàng)的能(néng)效标簽一(yī)樣,反映了建築物(wù)的能(néng)耗屬性,另外還(hái)包括對建築物(wù)進行節能(néng)改造的建議、措施及注意事(shì) 項等。
2004 年(nián),德國(guó)聯邦能(néng)源署會(huì)同有關部門(mén),在全國(guó)範圍内對能(néng)源證書實施情況進行了調研。結果表明,能(néng)源認證證書制度已被市(shì)場廣泛接受。根據德國(guó)法律規定,自(zì) 2009年(nián)1月(yuè)1日起,所有新建、出售或出租的居住建築都必須出具能(néng)源證書,以便購房者或租房者了解在房屋能(néng)源消費(fèi)方面可能(néng)支出的費(fèi)用。
對非居住建築,則從(cóng)2009年(nián)7月(yuè)1日起實施這一(yī)規定,同時要求面積超過1000平方米的公共建築必須在建築物(wù)顯著位置懸挂能(néng)源證書。
4、推廣供熱計量。兩德統一(yī)後,從(cóng)1991年(nián)開(kāi)始對既有居住建築開(kāi)展大範圍的綜合改造。通(tōng)過改造樓内采暖系統,安裝新的散熱器(qì)和自(zì)動溫控閥進行溫度調節,加上(shàng)電(diàn)子式熱分配器(qì)進行供熱計量。1994年(nián)開(kāi)始全面實現熱計量收費(fèi),困難人群政府給予補助。
(二)注重建築節能(néng)技(jì)術(shù)的研究及應用。
1、建築物(wù)圍護結構保溫隔熱系統。對建築物(wù)的外牆、屋頂、地面和地下(xià)室采取良好的保溫隔熱措施。外牆外保溫是保溫效果較好,應用較廣泛的一(yī)種建築保溫形式。
保 溫材料選擇主要考慮導熱率與燃燒特性,德國(guó)常用的保溫材料有聚苯乙烯(EPS、XPS)、聚氨酯(PU)、木(mù)質軟纖維等有機(jī)類保溫材料,以及人造礦物(wù)纖維 (礦棉、岩棉)、泡沫玻璃、發泡水(shuǐ)泥保溫塊、真空絕熱保溫闆等無機(jī)類保溫材料。EPS是德國(guó)使用較為(wèi)廣泛的保溫材料,市(shì)場占有率約80%,其他主要使用的 還(hái)有岩棉闆等。
外牆保溫隔熱層厚度一(yī)般為(wèi)23-40cm,屋頂保溫有隔熱方式(采用膨脹珍珠岩、玻璃棉和聚苯乙烯泡沫等保溫材料),也有反射降溫等方式(屋頂刷鋁銀(yín)粉或采用表面帶有鋁箔的卷材)。
地下(xià)室一(yī)般采用環繞式保溫層,選用XPS闆,地下(xià)室頂闆基本采用岩棉或礦棉保溫闆。施工(gōng)時與地面以上(shàng)的保溫層無縫連接,絕不能(néng)産生(shēng)熱橋,更不能(néng)出現滲水(shuǐ)。
保溫施工(gōng)完成後可以通(tōng)過熱敏相(xiàng)機(jī)(紅(hóng)外成像儀)進行檢查,不同顔色顯示不同的表面溫度,通(tōng)過熱敏圖檢驗保溫層施工(gōng)質量。
2.節能(néng)窗(chuāng)戶。窗(chuāng)戶結構是決定其節能(néng)性能(néng)的主要因素。推拉窗(chuāng)密封性能(néng)較差,正逐步被淘汰使用。
平開(kāi)窗(chuāng)的窗(chuāng)扇與窗(chuāng)框間有良好的密封壓條,窗(chuāng)扇關閉時能(néng)将密封條壓緊,密封性好,在德國(guó)新建建築和改造建築中普遍使用。傳統建築一(yī)般使用一(yī)層或兩層玻璃,窗(chuāng)框一(yī)般是金屬結構,隔熱性能(néng)較差。
目 前推廣使用的新型環保節能(néng)窗(chuāng)戶一(yī)般采用三層玻璃,玻璃間真空或充滿氩氣等惰性氣體,可以大大降低(dī)熱傳導率,如果在玻璃上(shàng)鍍低(dī)輻射膜(Low-E膜),隔熱 效果更佳,傳熱系數比普通(tōng)中空玻璃下(xià)降70%以上(shàng),降至0.8W/(m2K)。窗(chuāng)框則推薦使用非金屬材料,如木(mù)頭、保溫塑料等,隔熱性能(néng)較鋁合金等金屬窗(chuāng) 好。
3. 新風換氣系統。新風換氣是指在密閉室内的一(yī)側通(tōng)過專用設備向室内輸送新風(新鮮空氣),在另一(yī)側由專用設備向室外排出空氣,在室内形成新風流動場。送風設 備還(hái)可對進入室内的新風進行過濾、滅毒、殺菌、增氧、預熱(冬天;排風設備在空氣排出前可進行熱回收交換,減少能(néng)量損失。
使 用新風換氣系統,既可保持室内溫度穩定,也可隔絕室外噪音(yīn),還(hái)能(néng)節約能(néng)源。研究結果表明,使用不帶換熱功能(néng)的新風換氣系統,可以節能(néng)30%,如果帶換熱功 能(néng),節能(néng)高(gāo)達80%以上(shàng)。在德國(guó),新風換氣系統已經與建築物(wù)融為(wèi)一(yī)體,成為(wèi)不可缺少的重要組成部分。德國(guó)建築節能(néng)法規要求,建築物(wù)在設計時必須考慮通(tōng)風問 題。
4. 建築遮陽系統。建築遮陽裝置一(yī)般分為(wèi)外遮陽、内遮陽和位于兩層玻璃之間的中置遮陽。外遮陽應用較廣泛,它适用于朝南(nán)、朝東、朝西(xī)的大面積窗(chuāng)戶及天窗(chuāng)處,既防止陽光(guāng)直射、也阻擋室内溫度上(shàng)升;
内遮陽主要以防眩為(wèi)主、遮陽為(wèi)輔,适合于冬季采暖地區,在防止陽光(guāng)直射的同時,可以讓陽光(guāng)進入室内提高(gāo)溫度;
中置遮陽兼有内外遮陽的特點,一(yī)體性較強,不易損壞,但造價較高(gāo)。通(tōng)過不同遮陽裝置的組合使用,在夏季可以大大降低(dī)空調負荷,在冬季可以節省取暖能(néng)源。
研究結果表明,利用遮陽技(jì)術(shù),建築物(wù)可節省約40%的能(néng)源。德國(guó)十分注重建築遮陽技(jì)術(shù)的研發和應用,無論是辦公樓、商業(yè)建築還(hái)是住宅樓,随處可見(jiàn)遮陽裝置。
5. 供熱空調技(jì)術(shù)。雖然德國(guó)面積不大,但工(gōng)程師(shī)能(néng)根據地域特點,采用集中與分散供熱合理使用、末端用能(néng)裝置多(duō)樣化、高(gāo)效熱電(diàn)聯供等方式,因地制宜為(wèi)建築物(wù)選擇 合理的供熱空調方式。同時,先進的控制系統可以使熱泵空調能(néng)根據室内外溫度、濕度變化情況進行精細調節,對建築物(wù)分層、分區進行溫度調控。公用建築的熱泵 空調系統能(néng)根據上(shàng)下(xià)班時間進行自(zì)動開(kāi)啓和關閉。根據公用建築室内監測空氣質量的傳感器(qì)返回的實時數據,新風控制系統能(néng)實現自(zì)動開(kāi)啓、關閉以及調節新風量大 小(xiǎo)的功能(néng),實現節能(néng)目的。
(三)注重對既有建築的節能(néng)改造。
德 國(guó)除對新建築實行較高(gāo)節能(néng)标準外,對既有建築的節能(néng)改造也相(xiàng)當重視。一(yī)方面制定有關規章制度,例如,根據歐盟能(néng)源效率規程,每年(nián)要對3%的公共建築進行節 能(néng)改造;另一(yī)方面通(tōng)過設立專門(mén)的基金(如KFW基金),提供低(dī)息貸款等方式,加大資金投入,推動舊(jiù)房節能(néng)改造。改造目标主要包括提高(gāo)建築舒适度、降低(dī)建築 能(néng)耗、減少環境污染等。
改造内容包括增加建築外保溫設施;更換高(gāo)效門(mén)窗(chuāng);對供熱系統進行了大規模改造,拆除褐煤供熱鍋爐,安裝熱氣鍋爐和燃氣發動機(jī)熱電(diàn)聯産裝置;将居民(mín)的燃氣熱水(shuǐ)器(qì)改為(wèi)供熱公司集中供應熱水(shuǐ);改造樓内采暖系統,安裝新的散熱器(qì)和自(zì)動溫控閥等。
目 前德國(guó)共有住宅約3900萬套,1000萬套建造于1979年(nián)之後,熱工(gōng)性能(néng)尚可,暫不急于改造;2900萬套建造于1979年(nián)之前,它們消耗了德國(guó)建築 能(néng)耗90%以上(shàng),需要全面改造,目前每年(nián)改造大約20萬套,其中600萬套已完成節能(néng)改造。完成改造住宅的能(néng)耗大為(wèi)降低(dī),單位居住面積采暖能(néng)耗由改造前的 160-200 Kwh/(m2a)下(xià)降到(dào)70-90Kwh/(m2a),每年(nián)每平米住宅減少二氧化碳排放(fàng)量達到(dào)40千克。
目前我國(guó)每年(nián)新增建築面積約20億平方米,超過所有發達國(guó)家每年(nián)新增建設面積總和。現有建築80%以上(shàng)都是高(gāo)耗能(néng)的建築,建築能(néng)耗普遍在德國(guó)、丹麥等發達國(guó) 家的3倍以上(shàng),即使執行“二步”節能(néng)标準(50%節能(néng)标準),能(néng)耗也是其2倍;建築節能(néng)技(jì)術(shù)相(xiàng)對落後,在設計水(shuǐ)平、建築技(jì)術(shù)、設備材料制造及應用上(shàng),都與 西(xī)方發達國(guó)家存在較大差距。因此,我國(guó)建築節能(néng)潛力巨大,任務艱巨。德國(guó)在建築節能(néng)方面的很多(duō)做法,值得我國(guó)特别是東北(běi)地區學習借鑒。