德國在建筑節(jié)能領域的先進技術和實踐經驗

德國在節(jié)能環(huán)保領域處于世界領先地位，其節(jié)能環(huán)保理念深入人心，政策面面俱到，從提高能效到開發(fā)利用可再生能源，從環(huán)保汽車到節(jié)能建筑，從工藝流程到生活細節(jié)，樣樣都離不開節(jié)能環(huán)保。時至今日，節(jié)能環(huán)保產業(yè)業(yè)已成為德國又一大支柱產業(yè)。

預計到2015年，德國所有建筑將按照“被動式建筑”標準建造。從低能耗建筑、到3升房，再到被動式建筑和零能耗建筑，德國在建筑節(jié)能上積累了豐富的經驗。以下介紹德國建筑節(jié)能有關政策法規(guī)、建筑節(jié)能技術、建筑節(jié)能改造、以及行業(yè)組織在推進建筑節(jié)能工作中作用等方面的情況。

基本情況

德國是一個能源匱乏的國家，除煤炭資源較豐富外，其余幾乎全靠進口。1973年爆發(fā)全球石油危機，德國開始大力發(fā)展可再生能源，另一方面更加重視節(jié)能工作。

德國由于緯度較高，冬季較長，供暖占德國能源消耗總量約40%，多年來，政府通過制定有針對性的政策措施，提高建筑節(jié)能標準，發(fā)展先進節(jié)能技術，大幅降低了建筑物能耗。

德國促進建筑節(jié)能的經驗和做法

(一)加強政策引導

1.建立和完善政策體系，不斷提高建筑節(jié)能標準。自20世紀70年代以來，德國出臺了一系列建筑節(jié)能法規(guī)，對建筑物保溫隔熱、采暖、空調、通風、熱水供應等技術規(guī)范做出規(guī)定，違反相關要求將受到處罰。

1977年，德國第一部節(jié)能法規(guī)《保溫條例》(WSchV77)正式實行，提出新建建筑的采暖能耗限額為每平方米樓板面積每年消耗能源250千瓦時，即250KWh/(m2a)，該條例在1984年和1995年分別被修訂，1995年提出的限額已下降為100KWh/(m2a)。2002年，為貫徹歐盟對建筑節(jié)能的要求，開始實施新的《能源節(jié)約條例》(EnEV2002)，采暖能耗限額調整為70KWh/(m2a)，其后在2005年、2007年、2009年分別被修訂，2009年提出的采暖能耗限額為45KWh/(m2a)。目前，該條例又在修訂(EnEV2014)，關于被動式建筑(即超低能耗建筑)的采暖能耗限額將下降到15KWh/(m2a)，這是目前環(huán)保節(jié)能建筑的最高標準，基本實現(xiàn)建筑的“零能耗”。

2、建立財稅激勵機制。既有可再生能源的市場激勵計劃，也有德國復興信貸銀行(KFW)專為建筑節(jié)能改造推出的多項資助計劃(提供超低利率貸款年利率不會超過2%)

另外，各州、市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府及能源供應企業(yè)提供各種地區(qū)性的資助計劃，例如聯(lián)邦政府光伏屋頂、高速公路兩側光伏工程補貼、巴伐利亞州學校建筑節(jié)能“50/50”計劃等。

以達到EnEV-2009德國節(jié)能標準100(KFW100)為基本要求，達到KFW85標準的建筑，每套150m2的建筑改造完成后，聯(lián)邦和地方政府各獎勵5250歐元，共計10500歐元(獎勵標準為70歐元/m2)。達到KFW55標準的建筑，每套130m2的建筑改造完成后，聯(lián)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1999年起，德國實施生態(tài)稅改革，一方面提高能源價格，另一方面將征收稅費的90%通過降低退休金交費重新返還給居民和企業(yè)，不增加民眾負擔，大大提高了社會節(jié)能意識。

3、推行建筑物的能源認證證書。2002年，德國《能源節(jié)約條例》(EnEV2002)要求，建筑物中的能源使用情況要進行量化(包括供暖、空調、熱水供應等方面)，要建立建筑物的能源認證證書系統(tǒng)。這與家用電器上的能效標簽一樣，反映了建筑物的能耗屬性，另外還包括對建筑物進行節(jié)能改造的建議、措施及注意事項等。

2004年，德國聯(lián)邦能源署會同有關部門，在全國范圍內對能源證書實施情況進行了調研。結果表明，能源認證證書制度已被市場廣泛接受。根據(jù)德國法律規(guī)定，自2009年1月1日起，所有新建、出售或出租的居住建筑都必須出具能源證書，以便購房者或租房者了解在房屋能源消費方面可能支出的費用。

對非居住建筑，則從2009年7月1日起實施這一規(guī)定，同時要求面積超過1000平方米的公共建筑必須在建筑物顯著位置懸掛能源證書。

4、推廣供熱計量。兩德統(tǒng)一后，從1991年開始對既有居住建筑開展大范圍的綜合改造。通過改造樓內采暖系統(tǒng)，安裝新的散熱器和自動溫控閥進行溫度調節(jié)，加上電子式熱分配器進行供熱計量。1994年開始全面實現(xiàn)熱計量收費，困難人群政府給予補助。

(二)注重建筑節(jié)能技術的研究及應用

1、建筑物圍護結構保溫隔熱系統(tǒng)。對建筑物的外墻、屋頂、地面和地下室采取良好的保溫隔熱措施。外墻外保溫是保溫效果最好，應用最廣泛的一種建筑保溫形式。

保溫材料選擇主要考慮導熱率與燃燒特性，德國常用的保溫材料有聚苯乙烯(EPS、XPS)、聚氨酯(PU)、木質軟纖維等有機類保溫材料，以及人造礦物纖維(礦棉、巖棉)、泡沫玻璃、發(fā)泡水泥保溫塊、真空絕熱保溫板等無機類保溫材料。EPS是德國使用最為廣泛的保溫材料，市場占有率約80%，其他主要使用的還有巖棉板等。

外墻保溫隔熱層厚度一般為23-40cm，屋頂保溫有隔熱方式(采用膨脹珍珠巖、玻璃棉和聚苯乙烯泡沫等保溫材料)，也有反射降溫等方式(屋頂刷鋁銀粉或采用表面帶有鋁箔的卷材)。

地下室一般采用環(huán)繞式保溫層，選用XPS板，地下室頂板基本采用巖棉或礦棉保溫板。施工時與地面以上的保溫層無縫連接，絕不能產生熱橋，更不能出現(xiàn)滲水。

保溫施工完成后可以通過熱敏相機(紅外成像儀)進行檢查，不同顏色顯示不同的表面溫度，通過熱敏圖檢驗保溫層施工質量。

2.節(jié)能窗戶。窗戶結構是決定其節(jié)能性能的主要因素。推拉窗密封性能較差，正逐步被淘汰使用。

平開窗的窗扇與窗框間有良好的密封壓條，窗扇關閉時能將密封條壓緊，密封性好，在德國新建建筑和改造建筑中普遍使用。傳統(tǒng)建筑一般使用一層或兩層玻璃，窗框一般是金屬結構，隔熱性能較差。

目前推廣使用的新型環(huán)保節(jié)能窗戶一般采用三層玻璃，玻璃間真空或充滿氬氣等惰性氣體，可以大大降低熱傳導率，如果在玻璃上鍍低輻射膜(Low-E膜)，隔熱效果更佳，傳熱系數(shù)比普通中空玻璃下降70%以上，降至0.8W/(m2K)。窗框則推薦使用非金屬材料，如木頭、保溫塑料等，隔熱性能較鋁合金等金屬窗好。

3.新風換氣系統(tǒng)。新風換氣是指在密閉室內的一側通過專用設備向室內輸送新風(新鮮空氣)，在另一側由專用設備向室外排出空氣，在室內形成新風流動場。送風設備還可對進入室內的新風進行過濾、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，減少能量損失。

使用新風換氣系統(tǒng)，既可保持室內溫度穩(wěn)定，也可隔絕室外噪音，還能節(jié)約能源。研究結果表明，使用不帶換熱功能的新風換氣系統(tǒng)，可以節(jié)能30%，如果帶換熱功能，節(jié)能高達80%以上。在德國，新風換氣系統(tǒng)已經與建筑物融為一體，成為不可缺少的重要組成部分。德國建筑節(jié)能法規(guī)要求，建筑物在設計時必須考慮通風問題。

4.建筑遮陽系統(tǒng)。建筑遮陽裝置一般分為外遮陽、內遮陽和位于兩層玻璃之間的中置遮陽。外遮陽應用最廣泛，它適用于朝南、朝東、朝西的大面積窗戶及天窗處，既防止陽光直射、也阻擋室內溫度上升;

內遮陽主要以防眩為主、遮陽為輔，適合于冬季采暖地區(qū)，在防止陽光直射的同時，可以讓陽光進入室內提高溫度;

中置遮陽兼有內外遮陽的特點，一體性較強，不易損壞，但造價較高。通過不同遮陽裝置的組合使用，在夏季可以大大降低空調負荷，在冬季可以節(jié)省取暖能源。

研究結果表明，利用遮陽技術，建筑物可節(jié)省約40%的能源。德國十分注重建筑遮陽技術的研發(fā)和應用，無論是辦公樓、商業(yè)建筑還是住宅樓，隨處可見遮陽裝置。

5.供熱空調技術。雖然德國面積不大，但工程師能根據(jù)地域特點，采用集中與分散供熱合理使用、末端用能裝置多樣化、高效熱電聯(lián)供等方式，因地制宜為建筑物選擇合理的供熱空調方式。同時，先進的控制系統(tǒng)可以使熱泵空調能根據(jù)室內外溫度、濕度變化情況進行精細調節(jié)，對建筑物分層、分區(qū)進行溫度調控。公用建筑的熱泵空調系統(tǒng)能根據(jù)上下班時間進行自動開啟和關閉。根據(jù)公用建筑室內監(jiān)測空氣質量的傳感器返回的實時數(shù)據(jù)，新風控制系統(tǒng)能實現(xiàn)自動開啟、關閉以及調節(jié)新風量大小的功能，實現(xiàn)節(jié)能目的。

(三)注重對既有建筑的節(jié)能改造

德國除對新建筑實行較高節(jié)能標準外，對既有建筑的節(jié)能改造也相當重視。一方面制定有關規(guī)章制度，例如，根據(jù)歐盟能源效率規(guī)程，每年要對3%的公共建筑進行節(jié)能改造;另一方面通過設立專門的基金(如KFW基金)，提供低息貸款等方式，加大資金投入，推動舊房節(jié)能改造。改造目標主要包括提高建筑舒適度、降低建筑能耗、減少環(huán)境污染等。

改造內容包括增加建筑外保溫設施;更換高效門窗;對供熱系統(tǒng)進行了大規(guī)模改造，拆除褐煤供熱鍋爐，安裝熱氣鍋爐和燃氣發(fā)動機熱電聯(lián)產裝置;將居民的燃氣熱水器改為供熱公司集中供應熱水;改造樓內采暖系統(tǒng)，安裝新的散熱器和自動溫控閥等。

目前德國共有住宅約3900萬套，1000萬套建造于1979年之后，熱工性能尚可，暫不急于改造;2900萬套建造于1979年之前，它們消耗了德國建筑能耗90%以上，需要全面改造，目前每年改造大約20萬套，其中600萬套已完成節(jié)能改造。完成改造住宅的能耗大為降低，單位居住面積采暖能耗由改造前的160-200Kwh/(m2a)下降到70-90Kwh/(m2a)，每年每平米住宅減少二氧化碳排放量達到40千克。

目前我國每年新增建筑面積約20億平方米，超過所有發(fā)達國家每年新增建設面積總和?，F(xiàn)有建筑80%以上都是高耗能的建筑，建筑能耗普遍在德國、丹麥等發(fā)達國家的3倍以上，即使執(zhí)行“二步”節(jié)能標準(50%節(jié)能標準)，能耗也是其2倍;建筑節(jié)能技術相對落后，在設計水平、建筑技術、設備材料制造及應用上，都與西方發(fā)達國家存在較大差距。因此，我國建筑節(jié)能潛力巨大，任務艱巨。德國在建筑節(jié)能方面的很多做法，值得我國學習借鑒。