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德國在節(jié)能與綠色建筑領域的先進技術(shù)和實踐經(jīng)驗

2015-03-01 14:59:42 作者: 來源:中華玻璃網(wǎng) 我要評論0

第一幕墻網(wǎng)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(chǎn)業(yè)業(yè)已成為德國又一大支柱產(chǎn)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(jīng)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(shù)、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。
  
  一、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(shù),大幅降低了建筑物能耗。
  
  二、德國促進建筑節(jié)能的經(jīng)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(diào)、通風、熱水供應等技術(shù)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(diào)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(cè)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(diào)、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。下圖為能源證書清楚標注了各項關于房子的數(shù)據(jù)。
  
  2004年,德國聯(lián)邦能源署會同有關部,在全國范圍內(nèi)對能源證書實施情況進行了調(diào)研。結(jié)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(nèi)采暖系統(tǒng),安裝新的散熱器和自動溫控閥進行溫度調(diào)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。下圖為暖氣閥門,冷了就開,熱了就關,按照熱計量收費,比起平米公攤收費更合理公平,而且避免了巨大的浪費!
  
  (二)注重建筑節(jié)能技術(shù)的研究及應用。
  
  1、建筑物圍護結(jié)構(gòu)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(zhì)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23-1000px,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(chǎn)生熱橋,更不能出現(xiàn)滲水。
  
  2.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(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(nèi)的一側(cè)通過專用設備向室內(nèi)輸送新風(新鮮空氣),在另一側(cè)由專用設備向室外排出空氣,在室內(nèi)形成新風流動場。送風設備還可對進入室內(nèi)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(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(jīng)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(nèi)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(nèi)溫度上升;內(nèi)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(nèi)提高溫度;中置遮陽兼有內(nèi)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(diào)負荷,在冬季可以節(jié)省取暖能源。研究結(jié)果表明,利用遮陽技術(shù),建筑物可節(jié)省約40%的能源。德國十分注重建筑遮陽技術(shù)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(diào)技術(shù)。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(diào)方式。同時,先進的控制系統(tǒng)可以使熱泵空調(diào)能根據(jù)室內(nèi)外溫度、濕度變化情況進行精細調(diào)節(jié),對建筑物分層、分區(qū)進行溫度調(diào)控。公用建筑的熱泵空調(diào)系統(tǒng)能根據(jù)上下班時間進行自動開啟和關閉。根據(jù)公用建筑室內(nèi)監(jiān)測空氣質(zhì)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(diào)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(nèi)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(chǎn)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(nèi)采暖系統(tǒng),安裝新的散熱器和自動溫控閥等。
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