德国建筑节能成功经验简介及对我国的借鉴
德国建筑节能技术的研究与应用,不仅仅是出于经济上利益的考虑,节约能耗费用,也是为了从根本上减少CO2等有害气体排放量,减少全球范围内的温室效应保护人类生存的环境。
目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源占能源消费90%以上,其中石油占一半以上。2004年最新权威数据显示,世界石油总储量为1.15万亿桶,仅供人类开采约40年;石油与天然气在21世纪的前半就将日趋枯竭,预计从2050年开始,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利地热、风力、太阳能、核能。世界范围内的能源危机导致了各国对节能问题的重视,作为老牌西方发达国家的德国,在上世纪经历了能源危机后,迅速调整了其能源政策,采取了行之有效的政策,取得了较好的成绩,其建筑节能水平在世界范围内都处于领先地位。德国建筑能耗主要消耗在冬季采暖上,这与中国包括山西在内的北方地区类似,因此其先进经验有许多是值得借鉴的。
一、 德国建筑节能的政策体系和技术措施
1.德国建筑节能规范的发展脉络
德国是一个能源紧缺的国家,能源供应在很大程度上依赖进口。1973年,全球性的石油危机爆发,阿拉伯国家将原油产量降低30%,这直接导致了石油价格的暴涨。这一次爆发的石油危机导致了德国能源政策的改变,并引发了德国建筑节能工作的启动。由于纬度较高,德国冬季较长,建筑供暖耗能成为德国政府着力解决的一个关键领域。多年来,政府通过制定和改进建筑保温技术规范等措施,不断发掘建筑节能的潜力。1976年,德国通过了第一部节能法规《EnEG》,联邦政府被授权制定建筑物保温、采暖及室内通风设备及工业用水设备所应达到的标准等。1977年,德国第一部建筑节能法规《WSVO》开始实施,在这个法规里,限制了建筑的外围护结构、热损失量。建筑师在设计建筑物时也必须提供严谨的建筑物能耗计算证书,以证明建筑物满足节能规范的标准。从那时起,德国禁止建设能耗超标的建筑。
1982年,德国政府又将建筑节能标准在以前基础上提高了25%。1995年,公布了新的建筑节能法规《WSVO’95》,在1982年的基础上再次提高了30%,并限制每平米的建筑能耗。2002年2月,德国又实行最新的建筑节能规范EnEV2002。
2.德国最新的建筑节能标准的启示与建筑能耗证书体系
德国建筑节能技术的研究与应用,不仅仅是出于经济上利益的考虑,节约能耗费用,也是为了从根本上减少CO2等有害气体排放量,减少全球范围内的温室效应保护人类生存的环境。
新的建筑节能规范EnEV2002,体现了德国最新建筑节能技术研究成果,有很强的实际操作性。这项新的建筑保温节能技术规范的核心思想,是从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗、屋顶)的最低保温隔热指标,转化为对建筑物真正的能量消耗量的控制,达到严格有效的能耗控制。实际操作中,一是实行建筑能耗定量化,建筑能耗证书系统,二是新建住宅必须出具采暖需能耗量和住宅能耗核心值。新建建筑必须出具节能范围所需求的建筑热损失计算,证明建筑每年所需的能量。分项列出所需电能、燃油、燃气、燃煤数量,制成建筑能耗计算表。为什么要建立建筑能耗证书系统呢?买一辆私家汽车,百公里油耗多少厂家有明确的技术资料说明,买冰箱,顾客都要买 节能冰箱,厂家也有技术资料说明冰箱每天耗电量,建筑能耗更为可观。住宅每年能耗费用是对使用者一笔巨大开支,建立建筑能耗证书系统对控制建筑能耗是一项非常有效的手段。
3.规范对具体节能技术体系的引导与控制要求
· 规定建筑最低标准的保温值。
· 节约夏季制冷能耗,控制建筑外墙的热穿透系数的最高允许值。
· 控制建筑的气密性和通风换气量
· 同时规定住宅要有满足卫生,健康要求的通风换气量,要求有足够的开启扇面积。
· 规定住宅建筑中尽可能避免冷桥构造。
· 改善采暖设备和热水系统
— 要求所有新安装的燃油气炉,必须达到欧共体最新节能环保标准。
— 中央供暖系统需安装循环水泵,三级以上自动调节装置,以便根据供暖需要提供相应的热水量。
· 采暖管线
— 中央供暖系统的住宅居住区。必须安装相应的自动控制系统,根据外界温度和时间因素影响,而自动调节供暖量以及自动开启和关闭。
—室内必须安装温度自动控制装量,以根据温度自动调节和时间变化供暖量。[page]
4.节能技术研究开发与推广应用的机制
为了减少住宅以及所有建筑物的能源消耗量,德国政府和社会采取的措施多种多样,这方面的经验对中国也有借鉴意义:
· 颁布新的节能法规
· 强化住宅节能技术的基础研究
· 建立针对明确目标群组的宣传信息和咨询系统
· 通过宣传咨询使业主、开发商接受采用新型的节能技术
· 计算机模拟技术和建筑物使用能耗计算方法的深入研究,是生态节能居住区规划和住宅设计的前提条件
· 加强太阳能技术,太阳能取暖,太阳能发电等技术的研究
· 国家银行系统提供低息货款,资助节能技术的应用
如:UFW银行支持的“十万住宅太阳能发电项目”特别对于低收入社会群体给予较大资助
DTA银行支持环保节能措施的项目
各州政府的支持计划
建筑师低收费老建筑提供节能措施咨询设计
· 私人企业支持科研和节能应用
此方面有:Wuestenrot, Schader, Betelsmann等基金会。
5.利用税收政策推动建筑节能
1998年,德国社民党(SPD)和绿党组成联合政府,开始探索制定更深一层的环保方针政策。1999年,德国开始实行生态环保税收改革目的是降低能耗,鼓励新电源技术的研发,并创造面向未来新就业机会:
政府适当的提高了汽油和建筑采暖用油的税率,环境税收改革通过逐步降低雇主和雇员的养老保险金——完全退还给纳税人开始进行的。生态税的制定减轻了企业和个人的税收负担,而加强了能源消耗的税收。实行这样一套相当复杂而巧妙的税收政策。达到的效果是大大提高了能源的价格,提高社会各界节约能耗的积极性,促进了各种节能技术的研发应用,同时不增加广大民众的负担。
6.旧房改造目标:舒适、节能、环保
德国除对新建筑实行较高节能标准外,旧房改造工作也推进的有声有色。德国政府设立专门的基金,如 KfW基金,用以推动旧房改造工程,以期实现提高建筑舒适度、降低建筑能耗、减少环境污染三大目标。具体行动上,德国每年投入大量资金用于住宅改造,改造内容包括增加建筑外保温设施,更换高效门窗,替换高能耗的采暖设施,通过这些维护更新方法,使德国的旧房每平米住宅面积减少二氧化碳排放量达到40千克/年,这样的成果得到了各界的肯定,实行旧房改造以来,德国共投入近百亿欧元低息贷款用于此项工作,各种其它形式的帮助也是旧房改造取得成功的因素。
二、 中国建筑节能技术的现状
相对于德国成功的建筑节能,我国的建筑能耗是相当巨大的。我国目前正处于建设高峰期,每年新建房屋近20亿平方米,超过所有发达国家建设量的总合。而其中95%以上的建筑都是高耗能的建筑,节能技术相对落后。我国建筑能耗大体上是发达国家的三倍,德国住宅的实际年采暖能耗已普遍达到每平方米6升油,大约相当于每平方米8.57公斤标准煤,而在我国,达到节能50%的建筑,它的采暖耗能每平方米也要达到12.5公斤,约为欧洲国家的1.5倍。
面对能源危机的巨大压力,虽然我国已在1996年就公布了民用建筑节能设计标准,逐步对建筑能耗高的现况进行改善,但是我国在设计水平,建筑技术,设备材料制造及应用上、都与西方发达国家存在较大的差距,主要体现在以下几点。
第一,我国绝大部分建筑的能源系统还都依赖于不可再生的一次能源,而对于可再生能源的利用还相当落后。目前中国以水电、风能利用、太阳能利用、生物质能利用等为代表的可再生能源利用量还不够大,到2003年只有约相当5200万吨标准煤的利用,仅占全国一次能源总消费量的3%。
第二,我国建筑的能源利用效率较低,很多还可再利用的余热,余冷都不回收而被直接白白的排放掉,在造成能源极大浪费的同时也增加了建筑对周围热环境的影响。仅以建筑供暖为例,,北京市一个采暖期的平均能耗为20.6瓦/平方米,与气候条件相同的瑞典、丹麦、芬兰等国家相比,条件相同的建筑一个采暖期的平均能耗仅为11瓦/平方米。因建筑能耗高,仅北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨,直接经济损失达70亿元。
第三,我国建筑自身的节能效果还较差,建筑围护结构的热工性能不高,门窗的保温性能,气密性能都有待提高,因此造成了单位面积能耗较高局面。目前,在执行国家节能规范的前提下,我国建筑的围护结构传热系数依然比欧洲国家大20%~40%。
第四,我国材料设备的生产水平不高,粗放式的生产模式导致了设备及材料的生产成本高,能耗高,排放高,从而导致了建筑间接能耗的增加。
第五,落后的运行管理水平进一步加剧了建筑的能耗。即便是高效节能的系统,如果不辅以优秀的运行管理,也达不到节能的目的。一个优秀的运行管理系统可节能10%~20%。
第六,无论是开发商,设计者,施工人员,设备制造商,还是最终的业主,运行管理人员都还没有普遍树立环保节能,主动创建生态节能建筑的意识。
三、 中国建筑节能难以实施的四大原因
建筑高能耗的现状还没有引起全社会的充分重视。虽然1995年制定了国家节能建筑的强制性设计标准,按照这个标准来设计,可以做到节能50%的目标。但是,此标准实施已经近10年了,但真正按照这个标准去建造的建筑,最乐观的估计,在新建筑里还不到10%。影响我国建筑节能推进的深层根源主要体现在以下四方面:
1.缺乏有效的政策激励制度
从发达国家的经验来看,建筑节能工作需要政府在税收政策等方面的大力支持。长期以来,中国缺乏有效的激励政策引导和扶植节能与绿色建筑。我国现行的法律法规对能源、土地、水资源、材料的节约也没有可操作的奖惩方法来强制各方利益主体必须积极参与;而颁发的《民用建筑节能管理规定》,作为一个部门规章,力度远远不够。虽然已先后颁布实施针对三个气候区的节能50%的设计标准,初步形成了比较完善的民用建筑节能标准体系;但关于建筑节能、节地、节水、节材和环境保护的综合性的标准体系还没有建立。
2.能源价格目前偏低,节能对消费者缺少足够吸引力
中国目前能源价格偏低,对中国目前经济条件下的建筑业主来说,建筑后期运营的能耗费用对业主的影响不大,而建造节能建筑的一次性资金高于变通建筑,业主不愿投入,形成建造节能建筑积极性差的局面。
3.施工监管不力及施工验收手段差,缺乏有力的惩罚机制
中国虽然建立了相对完整的节能设计规范,但施工质量差,施工验收不严格,使中国的节能建筑数量很少。国家现有的节能建筑规范未能在施工验收阶段严格执行,许多不合标准的建筑也能投入使用,使不达标建筑不断出现。有些建筑节能设计只在报批阶段进行,用以对付审批机构,在建设中为了节约成本完全不与实施,对此缺乏强有力的监管和惩罚机制。
4.公众节能意识不足
我国公众的节能、环保意识落后,也是制约中国建筑节能推进的重要原因。公众作为住宅的消费者,意识影响行动,决定了自身对住宅的选择,并进而影响了开发商开发什么样的产品。
公众对节能建筑的意识不足,对节能建筑的需求不强,开发商以市场为导向、以客户为导向,自然在操作中对开发节能建筑也缺乏热情。提高公众节能意识需要政府、媒体、专业机构及社会各方面力量共同努力。
四、 我国建筑生态节能的建议
从上面分析可以看出,我们所面临的能源、资源、环境危机是非常严峻的,建筑行业对能源资源的消耗及对环境的影响是相当惊人的,因此我们必须大力倡导生态节能建筑。虽然国家及地方政府在近十年间出台了许多政策及规范,并做了一定的推广工作,但我国建筑的现况依然较差,究其原因,是没有形成一套具体的实施体系。借鉴德国的先进政策,生态节能建筑的建造应从如下方面着手:
·可持续发展的,生态的住区规划及场地环境保护
应具有合理的选址,便捷多样的交通,适宜的开发密度,合理的园区规划及自然的景观设计,生态保护型的施工,施工后的场地恢复,目的是创建一个舒适自然和谐的小区环境,并将项目对区域环境的破坏与影响减至最小。
·水资源的高效利用及水环境的保护
在保证给使用者提供健康、卫生、足够的供水的同时,保护区域水文环境生态平衡及水质不被污染,并结合实际情况利用各项技术与措施最大限度的利用水资源及节约用水。
·能源系统与能源消耗
能源系统与节能设计的核心方针是“开源节流”。“开源”意指充分利用一切可利用的再生能源如太阳能、地热能、风能等,而尽量减少对一次不可再生能源的消耗;“节流” 意指从设计,用材及施工上确保整个建筑的节能性能,在保证室内舒适度的前提下,主动尽量减少一切可避免的能源消耗。
·材料的选择与资源的充分利用
通过选用生命持久的,生产、运输和使用过程中自然资源消、能源消耗少,环境负荷小,可循环使用和再生使用,自身及其废弃物不污染环境,生产和使用中不产生对人体有害的物质的建材,将建筑对人体健康及环境直接与间接的影响降至最低,对能源资源的间接消耗减至最小。
·舒适健康的室内环境
生态建筑是建筑与人自然和谐的统一,人作为建筑的使用者处于核心地位,而对室内环境质量与舒适度的提高是这种以人为本的策略的核心体现,其包括对室内空气质量,热环境,光环境,声环境及空间布局等方面的控制与改善,目的是给居住者提供一个健康的,舒适的,放松的生态居住环境。
·大气保护及区域空气质量
尽量减少直至消除各种污染气体温室气体及臭氧层破坏气体的排放,以最大限度的保护区域空气质量及全球大气环境。
·优秀的物业管理
一个生态节能住宅,往往会运用很多先进的技术与优秀的系统,因此必须配以优秀的管理体系,才能使整个系统在最佳状态运行,真正达到设计目的。
以上七大方面仅是一个宏观的、笼统的概念性要求,其中每一方面都有很多具体的子项并配以量化的指标,这样可以保证整个体系的可实施性和可验收性。整个体系从建筑最初的选址,规划、设计、施工、验收到最后的使用整个的全生命周期都作了要求,对可能涉及的各个方面作了全方位的规定,这样可保证整个工程可纳入全球所倡导的循环经济的体系内,达到生态节能的目的,而我国的建筑行业只有采取上述全方位的措施,才能真正走出困境,达到较好的节能与环保水平。(供稿:洲联集团 五合国际)
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