德國(guó)“被動(dòng)式建筑”標(biāo)準(zhǔn)建筑節(jié)能令世界震驚

逯亞榮

德國(guó)在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，其節(jié)能理念深入人心，環(huán)保政策面面俱到，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(xì)節(jié)，樣樣都離不開節(jié)能環(huán)保。時(shí)至今日，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)業(yè)已成為德國(guó)又一大支柱產(chǎn)業(yè)。

從低能耗建筑到3升房， 再到被動(dòng)式建筑和零能耗建筑， 德國(guó)在建筑節(jié)能上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。下文將對(duì)德國(guó)建筑節(jié)能有關(guān)政策法規(guī)、建筑節(jié)能技術(shù)、建筑節(jié)能改造、以及行業(yè)組織在推進(jìn)建筑節(jié)能工作中的作用等方面情況予以詳述。

德國(guó)是一個(gè)能源匱乏的國(guó)家，除煤炭資源較豐富外，其余幾乎全靠進(jìn)口。1973年爆發(fā)全球石油危機(jī)，德國(guó)開始大力發(fā)展可再生能源，另一方面也更加重視節(jié)能工作。德國(guó)由于緯度較高，冬季較長(zhǎng)，供暖占德國(guó)能源消耗總量約40%，多年來，政府通過制定有針對(duì)性的政策措施，提高建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展先進(jìn)節(jié)能技術(shù)，大幅降低了建筑物能耗。

德國(guó)加強(qiáng)政策引導(dǎo)

1.建立和完善政策體系，不斷提高建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

自20世紀(jì)70年代以來，德國(guó)出臺(tái)了一系列建筑節(jié)能法規(guī)，對(duì)建筑物保溫隔熱、采暖、空調(diào)、通風(fēng)、熱水供應(yīng)等技術(shù)規(guī)范做出規(guī)定，違反相關(guān)要求將受到處罰。1977年，德國(guó)第一部節(jié)能法規(guī)《保溫條例》（WSchV77）正式實(shí)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(shí)，即250kW·h/(m2·a)，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100kW·h/(m2·a)。2002年，為貫徹歐盟對(duì)建筑節(jié)能的要求，開始實(shí)施新的《能源節(jié)約條例》（EnEV2002），采暖能耗限額調(diào)整為70kW·h/(m2·a)，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45kW·h/(m2·a)。目前，該條例又在修訂（EnEV2014），關(guān)于被動(dòng)式建筑（即超低能耗建筑）的采暖能耗限額將下降到15kW·h/(m2·a)，這是目前環(huán)保節(jié)能建筑的最高標(biāo)準(zhǔn)，基本實(shí)現(xiàn)建筑的“零能耗”。

2.建立財(cái)稅激勵(lì)機(jī)制。

既有可再生能源的市場(chǎng)激勵(lì)計(jì)劃，也有德國(guó)復(fù)興信貸銀行（KFW）專為建筑節(jié)能改造推出的多項(xiàng)資助計(jì)劃（提供超低利率貸款 年利率不會(huì)超過2%）。另外，各州、市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府及能源供應(yīng)企業(yè)提供各種地區(qū)性的資助計(jì)劃，例如聯(lián)邦政府光伏屋頂、高速公路兩側(cè)光伏工程補(bǔ)貼、巴伐利亞州學(xué)校建筑節(jié)能“50/50”計(jì)劃等。以達(dá)到EnEV-2009德國(guó)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)100（KFW100）為基本要求，達(dá)到KFW85標(biāo)準(zhǔn)的建筑，每套150m2的建筑改造完成后，聯(lián)邦和地方政府各獎(jiǎng)勵(lì)5250歐元，共計(jì)10500歐元（獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)為70歐元/m2）。達(dá)到KFW55標(biāo)準(zhǔn)的建筑，每套130m2的建筑改造完成后，聯(lián)邦和地方政府各獎(jiǎng)勵(lì)15700歐元，共31400歐元（獎(jiǎng)勵(lì)241.5歐元/m2）。另外，從1999年起，德國(guó)實(shí)施生態(tài)稅改革，一方面提高能源價(jià)格，另一方面將征收稅費(fèi)的90%通過降低退休金交費(fèi)重新返還給居民和企業(yè)，不增加民眾負(fù)擔(dān)，大大提高了社會(huì)節(jié)能意識(shí)。

3.推行建筑物的能源認(rèn)證證書。

2002年，德國(guó)《能源節(jié)約條例》（EnEV2002）要求，建筑物中的能源使用情況要進(jìn)行量化（包括供暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)等方面），要建立建筑物的能源認(rèn)證證書系統(tǒng)。這與家用電器上的能效標(biāo)簽一樣，反映了建筑物的能耗屬性，另外還包括對(duì)建筑物進(jìn)行節(jié)能改造的建議、措施及注意事項(xiàng)等。2004年，德國(guó)聯(lián)邦能源署會(huì)同有關(guān)部門，在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)能源證書實(shí)施情況進(jìn)行了調(diào)研。結(jié)果表明，能源認(rèn)證證書制度已被市場(chǎng)廣泛接受。根據(jù)德國(guó)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(gòu)房者或租房者了解在房屋能源消費(fèi)方面可能支出的費(fèi)用。對(duì)非居住建筑，則從2009年7月1日起實(shí)施這一規(guī)定，同時(shí)要求面積超過1000m2的公共建筑必須在建筑物顯著位置懸掛能源證書。

注重建筑節(jié)能技術(shù)的研究及應(yīng)用

1.建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱系統(tǒng)。

對(duì)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(yīng)用最廣泛的一種建筑保溫形式。保溫材料選擇主要考慮導(dǎo)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）、木質(zhì)軟纖維等有機(jī)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(jī)類保溫材料。EPS是德國(guó)使用最為廣泛的保溫材料，市場(chǎng)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(shí)與地面以上的保溫層無縫連接，絕不能產(chǎn)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(jī)（紅外成像儀）進(jìn)行檢查，不同顏色顯示不同的表面溫度，通過熱敏圖檢驗(yàn)保溫層施工質(zhì)量。

2.新風(fēng)換氣系統(tǒng)。

新風(fēng)換氣是指在密閉室內(nèi)的一側(cè)通過專用設(shè)備向室內(nèi)輸送新風(fēng)（新鮮空氣），在另一側(cè)由專用設(shè)備向室外排出空氣，在室內(nèi)形成新風(fēng)流動(dòng)場(chǎng)。送風(fēng)設(shè)備還可對(duì)進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)進(jìn)行過濾、滅毒、殺菌、增氧、預(yù)熱（冬天）；排風(fēng)設(shè)備在空氣排出前可進(jìn)行熱回收交換，減少能量損失。使用新風(fēng)換氣系統(tǒng)，既可保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定，也可隔絕室外噪音，還能節(jié)約能源。研究結(jié)果表明，使用不帶換熱功能的新風(fēng)換氣系統(tǒng)，可以節(jié)能30%，如果帶換熱功能，節(jié)能高達(dá)80%以上。在德國(guó)，新風(fēng)換氣系統(tǒng)已經(jīng)與建筑物融為一體，成為不可缺少的重要組成部分。德國(guó)建筑節(jié)能法規(guī)要求，建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮通風(fēng)問題。

3.建筑遮陽(yáng)系統(tǒng)。

建筑遮陽(yáng)裝置一般分為外遮陽(yáng)、內(nèi)遮陽(yáng)和位于兩層玻璃之間的中置遮陽(yáng)。外遮陽(yáng)應(yīng)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(yáng)光直射、也阻擋室內(nèi)溫度上升；內(nèi)遮陽(yáng)主要以防眩為主、遮陽(yáng)為輔，適合于冬季采暖地區(qū)，在防止陽(yáng)光直射的同時(shí)，可以讓陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi)提高溫度；中置遮陽(yáng)兼有內(nèi)外遮陽(yáng)的特點(diǎn)，一體性較強(qiáng)，不易損壞，但造價(jià)較高。通過不同遮陽(yáng)裝置的組合使用，在夏季可以大大降低空調(diào)負(fù)荷，在冬季可以節(jié)省取暖能源。研究結(jié)果表明，利用遮陽(yáng)技術(shù)，建筑物可節(jié)省約40%的能源。德國(guó)十分注重建筑遮陽(yáng)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，無論是辦公樓、商業(yè)建筑還是住宅樓，隨處可見遮陽(yáng)裝置。

4.供熱空調(diào)技術(shù)。

雖然德國(guó)面積不大，但工程師能根據(jù)地域特點(diǎn)，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(diào)方式。同時(shí)，先進(jìn)的控制系統(tǒng)可以使熱泵空調(diào)能根據(jù)室內(nèi)外溫度、濕度變化情況進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，對(duì)建筑物分層、分區(qū)進(jìn)行溫度調(diào)控。公用建筑的熱泵空調(diào)系統(tǒng)能根據(jù)上下班時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)開啟和關(guān)閉。根據(jù)公用建筑室內(nèi)監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量的傳感器返回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，新風(fēng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟、關(guān)閉以及調(diào)節(jié)新風(fēng)量大小的功能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

注重對(duì)既有建筑的節(jié)能改造

除對(duì)新建筑實(shí)行較高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)外，德國(guó)對(duì)既有建筑的節(jié)能改造也相當(dāng)重視。目前德國(guó)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(guó)建筑能耗90%以上，需要全面改造，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160-200kW·h/(m2·a)下降到70-90kW·h/(m2·a)，每年每平米住宅減少二氧化碳排放量達(dá)到40千克。

具體而言，德國(guó)一方面制定有出關(guān)規(guī)章制度，例如，根據(jù)歐盟能源效率規(guī)程，每年要對(duì)3%的公共建筑進(jìn)行節(jié)能改造；另一方面通過設(shè)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(dòng)舊房節(jié)能改造。改造目標(biāo)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(nèi)容包括增加建筑外保溫設(shè)施；更換高效門窗；對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行了大規(guī)模改造，拆除褐煤供熱鍋爐，安裝熱氣鍋爐和燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)裝置；將居民的燃?xì)鉄崴鞲臑楣峁炯泄?yīng)熱水；改造樓內(nèi)采暖系統(tǒng)，安裝新的散熱器和自動(dòng)溫控閥等。例如：

節(jié)能窗戶。窗戶結(jié)構(gòu)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(guān)閉時(shí)能將密封條壓緊，密封性好，在德國(guó)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(jié)構(gòu)，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(dǎo)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/(m2·K)。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。

推廣供熱計(jì)量。兩德統(tǒng)一后，從1991年開始對(duì)既有居住建筑開展大范圍的綜合改造。通過改造樓內(nèi)采暖系統(tǒng)，安裝新的散熱器和自動(dòng)溫控閥進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，加上電子式熱分配器進(jìn)行供熱計(jì)量。1994年開始全面實(shí)現(xiàn)熱計(jì)量收費(fèi)，困難人群政府給予補(bǔ)助。

目前我國(guó)每年新增建筑面積約20億平方米，超過所有發(fā)達(dá)國(guó)家每年新增建設(shè)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(guó)、丹麥等發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍以上，即使執(zhí)行“二步”節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)（50%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)），能耗也是其2倍；建筑節(jié)能技術(shù)相對(duì)落后，在設(shè)計(jì)水平、建筑技術(shù)、設(shè)備材料制造及應(yīng)用上，都與西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。因此，我國(guó)建筑節(jié)能潛力巨大，任務(wù)艱巨。德國(guó)在建筑節(jié)能方面的很多做法，值得我國(guó)學(xué)習(xí)借鑒。