德國綠色建筑發展的幾點思考

張彥林 曾令榮 吳雪樵

[摘要] 綠色建筑是德國建筑未來的發展方向。筆者結合考察的基本情況，以德國綠色建筑的能耗為基本出發點，介紹了新風熱回收系統、新能源（太陽能、生物質能源、地下淺層能量）、水回收利用系統、建筑圍護體系等在綠色建筑上的應用，最后對綠色建筑發展提出幾點思考。[關鍵詞] 德國綠色建筑；新風回收系統；新能源利用；水回收利用；建筑圍護體系；發展思考

[中圖分類號]F407[文獻標志碼] A[文章編號] 2095-4085（2012）-06-0102-03

1引言

德國倡導大力發展綠色建筑。德國綠色建筑緊緊圍繞“建筑節能、提高建筑功能和品質、增強居住和工作的舒適感”，真正體現節能、環保、綠色的概念。德國綠色建筑在建筑物的規劃、設計、建造和使用過程中，嚴格執行綠色建筑系列標準，采用高質量新型建筑材料和建筑新技術、新工藝、新設備、新產品，提高建筑圍護結構的保溫隔熱性能和建筑物能源利用效率，在保證建筑物室內熱環境和空氣環境質量的前提下，減少供熱采暖、空調、照明、熱水供應的能耗，并與可再生能源利用、保護生態平衡和改善人居環境緊密結合。

2德國綠色建筑的主要內容

德國冬天一般溫度在-10℃左右，最冷時-20℃，因此德國把綠色建筑的能耗放在首位。德國《EnEv2002》規定：新建住宅能源消耗不超過70 kWh/（m2·a），舊住宅不超過110 kWh/（m2·a）。而我國住宅耗能一般超過180kWh/（m2·a），有的甚至更高。德國綠色建筑除了強調能源節約以外，還注重室內空氣質量、新能源利用及污水回收利用等，本文中將從這幾方面重點介紹。

2.1新風熱回收系統

室內空氣是能量的載體，如果熱量不回收，會造成很大的能源浪費，因此，德國鼓勵建筑上安裝新風熱回收系統，現已在新建建筑和既有改造建筑中大量使用。筆者考察的柏林綠色建筑示范項目、Potsdam既有建筑節能改造項目等均安裝有此類系統。德國新風熱回收系統空氣熱量回收效率一般在85%左右，同時還可確保室內空氣新鮮，該系統的置換效率一般在0.4/h（小時置換效率）左右。

新風熱回收系統通過外墻上的進氣裝置輸入新風，在進氣裝置上有消音器、防蟲過濾器及強風下的逆止門，還可過濾花粉，在保證室內新風交換的同時可保證室內外濕度平衡。不僅能解決冷暖問題，還具有過濾空氣和殺死病菌的功能。

新風熱回收系統有獨立式和集中式兩種。獨立式新風熱回收系統一般應用于獨棟居民建筑、別墅及既有建筑改造的獨立單元住戶；集中式新風熱回收系統（見圖1）一般應用于新建整棟綠色建筑，作為整個建筑的空氣熱回收循環系統。

a） 集中式系統熱交換裝置 b） 集中式系統除塵裝置

圖1 集中式熱風回收系統

2.2新能源利用

（1）太陽能利用

在德國，太陽能在新建建筑和既有建筑改造上應用較為普遍。德國建筑上太陽能利用主要有兩個方面：一是太陽能熱利用；二是太陽能光伏發電。太陽能熱利用依靠安裝于建筑頂層的集熱器對太陽能進行采集，通過加熱水或空氣將太陽能轉換成熱能，用于熱水和采暖。太陽能光伏技術是以光電效應作為基本原理，依靠光伏裝置把光直接轉換成電能，建筑用電供給率可以達到60%以上。在德國，許多普通住宅也已安裝有太陽能光伏發電裝備，他們以自用為主，或將電輸送到附近電網，可以得到政府的獎勵。

（2）生物質能源利用

生物質能是能源中除了太陽能、風能、水電和核能以外，還具備大規模發展潛力的可再生能源。它的原料通常包括以下幾個方面：一是木材及森林工業廢棄物；二是農業廢棄物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工業有機廢棄物；六是動物糞便等。

德國一般把生物質材料制成顆粒燃料，這樣可以提高生物質燃料的熱利用效率（圖2）。據了解，經技術處理成型的生物質顆粒燃料用途廣泛，可以用于家庭炊事、取暖，也可以作為工業鍋爐和電廠燃料。

德國的生物質利用已經成熟，已形成比較完整的裝備制造產業（圖3）。另外，德國在稅收、價格、投資等方面給予生物質發電優惠政策，現在生物質發電項目已進入商業化發展階段。

（3）地下淺層能量利用

德國許多綠色節能小區均利用地源熱泵技術提供供暖和生活熱水，夏天時還可為小區提供冷源。德國的熱泵技術非常先進，充分利用地下冬暖夏涼特點，使其成為理想的能源。當熱泵運行時，不但實現供熱或供冷，還將伴隨冷量或熱量交替蓄存于地下。夏蓄熱、冬回取，冬蓄冷、夏回取，將地下分別作為冬季熱庫和夏季冷庫，實現可再生能源的循環再生利用，實施主動地下蓄能。

2.3水回收利用

（1）雨水回收

德國綠色建筑十分重視雨水的回收利用。建筑上的雨水回收系統包括三個部分：雨水的收集（圖4）、雨水的處理和加工后的雨水供應。一般模式是將屋頂雨水通過雨漏管收集，通過集中過濾除去雨水中顆粒物質，然后將水引入蓄水池貯蓄，再通過水泵輸送至用水單元。一般用于沖洗廁所或灌溉綠地等。

（2）中水循環

德國綠色建筑的生活污水處理是其亮點之一。在綠色建筑中獨立安裝污水回收和供應管網系統（圖5），整棟建筑所有排放的污水經管網匯聚到污水處理系統，經處理后達到一定的水質標準，可在一定范圍內作為非飲用水重復使用。中水循環利用一方面可減少城市市政供水壓力；另一方面大幅度降低水消耗量，減少環境污染，降低對城市污水的處理壓力。中水可用于沖洗廁所、園林灌溉、道路保潔、洗車等。

圖5 德國綠色建筑住宅項目污水處理系統

2.4建筑圍護體系

德國政府認為在綠色建筑的各項措施中，改善保溫隔熱性能是最基本和最主要的措施之一。在德國，熱能消耗占到建筑總能耗的75%，電耗占25%，因此使用高效保溫建筑材料成為建筑圍護結構的首選。它主要以導熱系數λ≤0.2W/m·K的保溫材料來建造建筑圍護結構，從而起到良好的節能效果。德國的建筑墻體圍護體系要求供應商只能銷售整個保溫系統，而不能銷售單一部分或單一材料。

德國大部分建筑為外保溫體系，占總建筑量的80%以上。德國的外保溫體系所使用的保溫材料較厚，一般采用l0～12 cm厚度，有的用到20cm以上厚度。而我國在實施節能50%的地區，外保溫材料的厚度普遍為5cm，實行節能65%的城市，保溫材料厚度增加至8cm，最終節能效果與德國相比差異較大。

德國的外保溫體系與國內體系在材料、構造和施工程序上大致相同，但在很多具體施工工藝、專用配件上存在著明顯的差距，特別是在體系的細節部分節點構造的處理上。例如：特別使用一些專門的節點元件，如包角、托架、窗臺板等，在門、窗、陽臺等建筑物節點處進行防水、防熱橋、防裂處理等。

3德國綠色建筑發展的幾點思考

3.1不斷提升建筑節能認識水平

德國綠色建筑節能的關鍵，不是單純從材料、單項技術出發，而是通過一系列技術手段，從整個建筑系統出發控制建筑實際消耗的能源量，從而有效實現節能。而我國許多城市的節能意識，尚停留在控制外墻、外窗的隔熱保溫，某些材料商也利用人們誤區單純強調建材的性能。這種單項孤立的能耗指標控制使我國整體建筑節能效果并不理想。

3.2積極利用政策調控

德國政府利用稅收政策推動綠色建筑及綠色建材發展。1999年， 德國開始實行生態環保稅收改革，政府適當的提高了汽油、建筑采暖用油及其它能源的稅率， 目的是降低能耗， 鼓勵新能源技術的研發；德國政府開展許多資助項目，以調動企業和個人投資節能領域的積極性；德國信貸和金融機構也積極支持建筑領域的節能項目，并提供低息貸款。這些有利政策大大加快德國綠色建筑的發展步伐。而我國目前缺乏相應的稅收調節政策及法規，綠色建筑的信貸和資助配套政策也不到位，使得綠色建筑及綠色建材的全面推進難度較大。

3.3適時建立完整的建筑能耗量化指標體系

德國建立了完整的建筑能耗證書體系，新建建筑必須出具建筑能耗證書，并且在建筑能耗證書中，有完整的不同量化指標來清晰度量一座建筑的能耗，大大保證了建筑節能在實際中的操作性。德國的能源證書體系針對性和可操作性很強，對新建住宅建筑、新建公共建筑、既有改造建筑等建筑的綜合能耗、圍護墻體及門窗的傳熱系數等均有相應的要求。我國也應根據自身特點，從現實出發，制定相應的量化節能標準，單純提節能50%或65%的指標還不能滿足綠色建筑的要求。

3.4穩步提高綠色建筑領域的技術水平

我國與德國綠色建筑的技術水平差距較大。德國綠色建筑應用許多新技術作為支撐，從而顯著提高工作和生活的舒適度。一方面通過建造和改造過程中使用的保溫技術使能量損失降到最低；另一方面還采用帶有熱回收裝置的新風系統、利用太陽能及地熱能等可再生能源、配備雨水和污水循環利用系統等。而我國的節能建筑僅僅是依靠外墻和屋面保溫來提高居住的舒適度，很難達到綠色建筑的標準要求。例如我國北方地區的冬季室內需要新鮮空氣，只能選擇開門窗對流交換，這樣將使保溫和節能效果大打折扣。未來，我國綠色建筑新技術的廣泛應用將會是具有挑戰性的新任務。