德國新型建筑節(jié)能理念與技術(shù)應(yīng)用

1、德國新型建筑節(jié)能理念與技術(shù)應(yīng)用作者:盧求德國是一個環(huán)保意識非常高的國家,建筑節(jié)能技術(shù)的研究與應(yīng)用,不僅僅是出于經(jīng)濟上利益的考慮,節(jié)約能耗費用,而是為了根本上減少能耗,從而達到減少CO2等有害氣體排放量,減少全球范圍內(nèi)的溫室效應(yīng),保護人類生存的環(huán)境。德國政府將節(jié)約能源、環(huán)境保護作為一項基本國策,宣布逐年減少二氧化碳氣的排放量,到2005年將二氧化碳氣排放量,相對于1990年的水平減少25%,建筑節(jié)能工作在這方面將起很大作用。一.德國最新建筑保溫節(jié)能技術(shù)規(guī)范EnEV2002德國從2002年2月1日開始實行新的建筑節(jié)能規(guī)范。這一節(jié)能規(guī)范體現(xiàn)了德國最新建筑節(jié)能技術(shù)研究成果,有很強的實際操作性。這次最新

2、節(jié)能規(guī)范的一個新型嚴格有效的節(jié)能措施,就是實行對新建采曖地區(qū)住宅實行按建筑面積為基準的耗能標(biāo)準控制。規(guī)定了建筑體型系數(shù)(建筑外表面積與其包圍的采暖體積的比值相對應(yīng)的建筑物最大允許能耗標(biāo)準,和建筑最大允許平均散熱系數(shù),以及一系列實施上的具體管理措施。二.新型的節(jié)能核心思想德國最新建筑保溫節(jié)能技術(shù)規(guī)范的核心思想,是從控制單項建筑維護結(jié)構(gòu)(如外墻、外窗、屋頂?shù)淖畹捅馗魺嶂笜?biāo),轉(zhuǎn)化為對建筑物真正的能量消耗量的控制,達到嚴格有效的能耗控制。實際操作中具體管理方法如下:l 建筑能耗定量化,建筑能耗證書系統(tǒng)為什么要建立能耗證書系統(tǒng)?我們?nèi)ベI一輛私家汽車,肯定會詢問百公里油耗多少,廠家有明確的技術(shù)資料說明百

3、公里耗油多少升;我們?nèi)ベI冰箱,都要買節(jié)能冰箱,廠家也有技術(shù)資料說明冰箱每天耗電多少。而我們?nèi)ベI房子,誰也不去問,這套房子每年能耗多少。開發(fā)商也說不出來。國內(nèi)市場上有的住宅每年能耗費用上萬元,這不光是對使用者一筆巨大的費用,同時生產(chǎn)這些能耗的所排除的CO2、SO2等有害氣體是對環(huán)境嚴重的污染。l 為了減少建筑能耗,德國的最新建筑保溫節(jié)能技術(shù)規(guī)范規(guī)定:新建建筑必須出具采暖需要能量和建筑能耗核心值,建筑必須出具建筑熱損失計算,特別是建筑外圍機構(gòu)熱損失量計算證明建筑每年所需的能量。分項列出所需電能、燃油、燃氣、燃煤數(shù)量,制成建筑能耗計算表。(見圖三.建筑能耗標(biāo)準及其計算方法建筑每年最大允許能耗計算。計

4、算方法采用動態(tài)模型系統(tǒng),除了考慮建筑物保溫阻熱等參數(shù)外,也考慮太陽房溫室效應(yīng),在冬日帶來的正面影響,以及開窗朝陽,太陽能、地?zé)?、地冷等技術(shù)應(yīng)用?；驹硎歉鶕?jù)不同地區(qū)氣候統(tǒng)計數(shù)據(jù)和設(shè)計室內(nèi)溫度,確定出每月室內(nèi)外平均溫差;根據(jù)建筑維護結(jié)構(gòu)(外墻、窗、層面等的設(shè)計導(dǎo)熱/隔熱系數(shù),乘以相應(yīng)的面積,可以算出采暖(制冷所需能量?？紤]進去采暖(制冷所采用設(shè)備的熱效率和傳輸?shù)膿p失,減去利用溫室效應(yīng)、太陽能收集裝置和地?zé)?、地冷等設(shè)備所節(jié)約的能源的數(shù)量,可以最終準確的計算出未來新建建筑實際的能耗水平。為住宅建筑每年的能耗,有相應(yīng)開發(fā)的計算機軟件程序(見圖當(dāng)建筑開窗面積不超過外墻部面積30%時,可采用下列簡化計算

5、法:Qp=(Qn+Qw·epOp:建筑物每年初級能耗量Qn:每年采暖用能量;Qw:熱水耗能附加值;Ep:設(shè)備系數(shù)。計算中考慮到構(gòu)造冷橋系數(shù)減分因素:其中每年建筑采暖量Qn=66(HT+HV0.95(Qs+Qi其中:建筑外表散熱值HT=(Fxi·Ui·Ai+0.05A溫度修正系數(shù) Fxi,如外墻為1,地下室外墻0.6,與不采曖的房間之間的隔墻為0.5?？諝鉄釗p失 HV=0 .19Ve太陽能采曖 Qs=(Lsj·HP·0.56TgiAi建筑內(nèi)部熱能 Qi=22ANl 建筑物每年初級能耗量的計算Qp,按照DINEN832來計算。其中每年采暖用能源Qn

6、要按照每月能量平衡來計算出來l 生活用熱水Qw按12.5nWh/m2年計算l 建筑圍護結(jié)構(gòu)熱損失值HT按照DINEN832計算四.先進的建筑保溫材料與構(gòu)造技術(shù)將結(jié)合第九點節(jié)能建筑實例說明五.從建筑物能耗各個環(huán)節(jié)上嚴格控制、有效節(jié)能l 規(guī)定建筑最低標(biāo)準的平均保溫值。綜合指標(biāo)見第七章表格。單項指標(biāo)通常:外墻熱傳導(dǎo)系數(shù)U0.35w/m2k外窗熱傳導(dǎo)系數(shù)U1.3 w/m2k屋面熱傳導(dǎo)系數(shù)U0.25 w/m2k地下室外墻熱傳導(dǎo)系數(shù)U0.35 w/m2k新建住宅必須提供建筑能耗計算證明。只有滿足新的建筑節(jié)能規(guī)范的標(biāo)準才有可能得到建設(shè)批準。l 節(jié)約夏季制冷能耗,控制建筑外墻的熱穿透系數(shù)的最高允許值,或計算證

7、明建筑物的制冷負荷不超過標(biāo)準。l 控制建筑的氣密性和通風(fēng)換氣量規(guī)定新建住宅外窗的氣密性必須達到DIN EN 12207-1,級標(biāo)準。如需測試,規(guī)定在室內(nèi)外壓差為50Pa時,不得超過3h1。同時規(guī)定住宅要有滿足衛(wèi)生,健康要求的最低通風(fēng)換氣量(功能,要求有足夠的開啟扇面積和方便的開啟調(diào)節(jié)表置。l 規(guī)定建筑中盡可能避免冷橋構(gòu)造。如果不可避免,在建筑熱損失計算中考慮。在簡化計算方法中降低總建筑熱傳導(dǎo)系統(tǒng)0.10W/M2·u。l 采暖設(shè)備和熱水系統(tǒng)所有新安裝的燃油氣,必須達到歐共體最新節(jié)能環(huán)保標(biāo)準。鼓勵使用高效低溫鍋爐所有小型鍋爐,必須采取相應(yīng)的防止熱損失措施后才能投入使用。中央供暖系統(tǒng)安裝超

8、過25kw的循環(huán)水泵,必須裝有至少三級自動調(diào)節(jié)裝置,以里根據(jù)供暖需要提供響應(yīng)的熱水量。l 采暖管線安裝中央供暖系統(tǒng)的住宅居住區(qū)。必須安裝相應(yīng)的中央自動控制系統(tǒng),根據(jù)外界溫度和時間因素影響,而自動調(diào)節(jié)供暖量以及自動開啟和關(guān)閉。熱水供暖系統(tǒng),室內(nèi)必須安裝溫度自動控制裝量,以根據(jù)溫度自動調(diào)節(jié)和時間變化供暖量。l 采暖管線包括在屋頂和墻內(nèi)必須外包保溫材料,如采用熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.035w/mk的保溫材料外包厚度約為管線內(nèi)徑。如22mm內(nèi)徑管外包20mm;100mm內(nèi)徑外包100mm。六.城市老建筑的節(jié)能保溫更新工程技術(shù)德國有大量沒有采用新型保溫措施的老建筑,在老房子維修翻新建設(shè)中l(wèi) 老房子外墻構(gòu)造和翻修

9、工程不同,根據(jù)規(guī)定對外墻最低熱傳導(dǎo)系數(shù)U=0.450.35w/m2kl 規(guī)定外窗更新后最低為U=1.7 w/m2kl 規(guī)定與石采暖的房間或地下室與土地相鄰的墻體、樓板,在翻新時必須通過增加保溫材料使熱傳導(dǎo)系數(shù)U達到優(yōu)于0.4 w/m2k的標(biāo)準l 更新建筑采暖鍋爐,推廣新型高效節(jié)能鍋爐,規(guī)定1978年10月1日以前投入運行的采暖鍋爐,最晚必須在2006年12月31日前更換完畢,這實際上意味著所有目前接近使用年限的鍋爐,從現(xiàn)在起就要更新?lián)Q代了l 建筑節(jié)能質(zhì)量的保持l 規(guī)定住宅在投入使用以后,不得因為外墻的變動而導(dǎo)致外墻保溫性能的降低。l 各種節(jié)能設(shè)備要運轉(zhuǎn)正常須有專業(yè)人員定期維護。l 各種采暖空調(diào)

10、通風(fēng)設(shè)備,須有專業(yè)人員定期維修檢查。七.實際工程中的操作與執(zhí)行管理l 新建建筑必須出具采暖需要能量和建筑能耗核心值,建筑必須出具建筑熱損失計算,特別是建筑外圍機構(gòu)熱損失量計算證明建筑每年所需的能量。分項列出所需電能、燃油、燃氣、燃煤數(shù)量,制成建筑能耗計算表。達不到標(biāo)準,得不到建筑批準。A/Ve 建筑體形系數(shù) 建筑最大允許能耗值 建筑圍護結(jié)構(gòu)最大允許平均熱損失值 HT：單位 w/m2k 住宅建筑，每年初級能耗值 Qp"，單位 kwh/m²按每年每平方米建筑使用面積計算 其它建筑 Qp，單位 kwh/m³.年按采暖建筑體積計算 住宅及開窗比30%的其它建筑 住宅以外及

11、開 窗比>30%的建筑 0,2 66,00+2600/(100+AN 14,72 1,05 1,55 0,3 73,53+2600/(100+AN 17,13 0,80 1,15 0,4 81,06+2600/(100+AN 19,54 0,68 0,95 0,5 88,58+2600/(100+AN 21,95 0,60 0,83 0,6 96,11+2600/(100+AN 24,36 0,55 0,75 0,7 103,64+2600/(100+AN 26,77 0,51 0,69 0,8 111,17+2600/(100+AN 29,18 0,49 0,65 0,9 118,70

12、+2600/(100+AN 31,59 0,47 0,62 1 126,23+2600/(100+AN 34,00 0,45 0,59 1,05 130,00+2600/(100+AN 35,21 0,44 0,58 建筑最大允許能耗值和建筑圍護結(jié)構(gòu)最大允許平均熱損失值 表中 Qp：初級能耗值，指每平方米建筑使用面積，每年所耗石油、煤炭等初級能源的數(shù)量 A:建筑圍護結(jié)構(gòu)面積，計算方法見 DIN ENIS013789 Ve：需加熱的建筑體積，指上述 A 所包圍的建筑體積 An：住宅使用面積計算按 AN=0.32 Ve l 注：樓梯間設(shè)備用房另有規(guī)定居室與不采暖樓梯間的隔墻熱損失計算加換算系數(shù)。

13、l 改建翻新的老住宅也須按照新建住宅要求提供節(jié)能計算書。 l 上述建筑能耗計算書必要時須提供給主管部門，并作為售房、出租等過程中的必要文件。 l 對于不能形成建筑能耗計算表的老房子。 住宅的業(yè)主有義務(wù)根據(jù)以往采暖數(shù)量計算出“住 宅能耗核心值”，該值是指住宅每年能耗分攤到每平方米住宅面積 w/m2a，具體計算方法在 德國按 DIN3807 規(guī)范。 上述能耗計算書和“住宅能耗核心值”是住宅建筑能耗特性的表述， 是德國通過有效利用能 源，減少 CO2 排放量的國家政策的一項具體實施措施。 八節(jié)能技術(shù)研究開發(fā)與推廣應(yīng)用的機制 為了減少建筑的能源消耗量， 德國政府和社會采取了以下幾方面的有效的措施。 這

14、方面的經(jīng) 驗對我國很有借鑒意義。 l 頒布新的節(jié)能法規(guī) l 強化住宅節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)研究 l 建立針對明確目標(biāo)群組的宣傳信息和咨詢系統(tǒng) l 通過宣傳咨詢使業(yè)主、開發(fā)商接受采用新型的節(jié)能技術(shù) l 計算機模擬技術(shù)和建筑物使用能耗計算方法的深入研究， 是生態(tài)節(jié)能居住區(qū)規(guī)劃和住宅設(shè) 計的前提條件 l 加強太陽能技術(shù)，太陽能取暖，太陽能發(fā)電等技術(shù)的研究 l 國家銀行系統(tǒng)提供低息貨款，資助節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用 如：UFW 銀行支持的“十萬住宅太陽能發(fā)電項目”特別對于低收入社會群體給予較大資助 DTA 銀行支持環(huán)保節(jié)能措施的項目 各州政府的支持計劃 建筑師低收費老建筑提供節(jié)能措施咨詢設(shè)計 l 私人企業(yè)支持科研和節(jié)能應(yīng)用 此方面有：Wuestenrot, Schader, Betelsmann 等基金會。 十一 結(jié)語與展望 中國已制定出有具有相當(dāng)高學(xué)術(shù)水平的，符合國情的建筑設(shè)計節(jié)能規(guī)范，相當(dāng)嚴謹全面，只 是單項標(biāo)準偏低，加上缺乏有效的控制管理機制、使國內(nèi)能耗水平大大高于歐洲，而住宅舒 適水平反而降低。由于建筑設(shè)計上的不足，實施不利等因素，以至于新建建筑開窗面積越來 越大，而沒有采用相應(yīng)的遮陽措施和保溫玻璃，使哈爾濱等著名的避暑城市，夏季以前不需 要制冷的，現(xiàn)在新建住宅家家必須裝空調(diào)，否則沒法居住，而