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德國、丹麥建筑節(jié)能對我國建筑節(jié)能的啟示 |
(時間:2016-8-3 9:17:23) |
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,能源供應在很大程度上依賴進口,其中石油幾乎100%進口,天然氣80%進口。1973年爆發(fā)全球石油危機,石油價格暴漲,給德國經濟發(fā)展和人民生活帶來了極大影響,德國能源政策由此發(fā)生改變,一方面大力發(fā)展可再生能源,另一方面更加重視節(jié)能工作。由于緯度較高(北緯47-55度),冬季較長,建筑能耗(主要是供暖)占德國能源消耗總量約40%,建筑物的二氧化碳排放量約為德國二氧化碳排放總量的1/3,因此,建筑節(jié)能的潛力相當巨大。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,大幅降低了建筑物能耗。 與德國類似,在1973年第一次石油危機之前,丹麥是能源凈進口國,石油全部依賴進口,其能源對外依存度超過95%。自1974開始,丹麥實施開發(fā)和節(jié)約并重的能源方針,大力提倡節(jié)能和提高能源效率。90年代以來,由于對全球變暖的擔憂和對長期能源供應安全的渴求,丹麥政府提出,“到2050年丹麥將成為100%化石能源零依賴的國家”。要實現(xiàn)這個目標,建筑物節(jié)能是一個核心因素。通過提出嚴格的建筑節(jié)能要求,加強對既有建筑改造,稅收政策調控等政策措施,建筑物能耗大幅下降。目前,丹麥新建建筑的供熱能耗只有1977年的25%左右。 二、德國和丹麥促進建筑節(jié)能的經驗和做法 (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。能源節(jié)約與環(huán)保是德國政府的長期國策。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、通風、熱水供應等技術規(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”。自1961年開始,丹麥就對新建建筑的能源消耗做出了規(guī)定。其后,丹麥不斷提高建筑的能效要求,在建筑標準中對新建建筑供熱、制冷、通風、生活熱水和照明等方面的能源效率有詳細規(guī)定。丹麥最新建筑標準提出,到2020年丹麥新建建筑的“能耗幾乎為零”,主要依靠可再生能源。通過提高建筑節(jié)能標準,兩國的建筑耗能不斷下降,緩解了由于能源緊缺帶來的諸多經濟和社會問題。 2、建立財稅激勵機制。為了更好地提高建筑能效、推廣可再生能源在建筑領域的應用,德國聯(lián)邦政府和各地方政府出臺了許多激勵補貼政策。其中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。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,這種方式大大提高了社會節(jié)能意識,促進了節(jié)能技術研發(fā),減少了能源消耗。丹麥通過征收建筑采暖燃料稅、給予節(jié)能投資補貼、實施出租房屋節(jié)能一攬子計劃等手段,降低了建筑能耗。 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、熱水供應等方面),要建立建筑物的能源認證證書系統(tǒng)。建筑物的能源證書,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。2004年,德國聯(lián)邦能源署會同有關部門,在全國范圍內對能源證書實施情況進行了調研。結果表明,能源認證證書制度已被市場廣泛接受,得到了消費者的肯定。根據德國法律規(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。能源認證證書系統(tǒng)的實施,對提高建筑商和消費者的節(jié)能意識,提高建筑物節(jié)能水平起到了重要推動作用。 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,一方面防止貧富兩極分化,另一方面減少建筑能耗。通過改造樓內采暖系統(tǒng),安裝新的散熱器和自動溫控閥進行溫度調節(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。實施供熱計量的住宅,供熱和熱水供應能耗大幅減少。1996年,丹麥住房建設部門頒布條例,要求所有建筑物安裝熱計量裝置,違反者將受處罰。通過實施供熱計量,丹麥的室內采暖總能耗降低了50%。 (二)注重建筑節(jié)能技術的研究及應用。 1、建筑物圍護結構保溫隔熱系統(tǒng)。通過對建筑物的外墻、屋頂、地面和地下室采取良好的保溫隔熱措施,可以節(jié)約大量能源,在冬季采暖地區(qū)效果尤為明顯。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23-30cm,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。施工時與地面以上的保溫層無縫連接,絕不能產生熱橋,更不能出現(xiàn)滲水。保溫施工完成后可以通過熱敏相機(紅外成像儀)進行檢查,不同顏色顯示不同的表面溫度,通過熱敏圖檢驗保溫層施工質量。 2.節(jié)能窗戶。窗戶是建筑保溫的主要部位,據測算,窗戶熱損失占房屋能耗的50%以上。窗戶結構是決定其節(jié)能性能的主要因素。推拉窗密封性能較差,容易形成空氣對流,造成能量損失,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,節(jié)能效果明顯,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,窗框一般是金屬結構,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的一側通過專用設備向室內輸送新風(新鮮空氣),在另一側由專用設備向室外排出空氣,在室內形成新風流動場,滿足換氣需要。送風設備還可對進入室內的新風進行過濾、滅毒、殺菌、增氧、預熱(冬天),確保進入室內空氣清潔;排風設備在空氣排出前可進行熱回收交換,減少能量損失。隨著建筑節(jié)能標準的提升,門窗氣密性越來越好,室內的潮濕氣體無法自然排出,空氣中CO2含量高,不利于人體健康,使用新風換氣系統(tǒng)可以有效解決此類問題。在室內制冷或取暖的情況下,與開窗通風相比,使用新風換氣系統(tǒng),既可保持室內溫度穩(wěn)定,也可隔絕室外噪音,還能節(jié)約能源。研究結果表明,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。由此可見,新風系統(tǒng)節(jié)能效果顯著。在德國,新風換氣系統(tǒng)已經與建筑物融為一體,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?疾旖M參觀了成立于1945年的德國朗適新風公司,該公司是住宅通風領域的知名品牌,其產品注重兼顧節(jié)能保溫和健康呼吸,在國際上被廣泛使用,在我國已被應用到國家節(jié)能改造示范工程項目和國家康居示范項目。 4.建筑遮陽系統(tǒng)。建筑遮陽裝置一般分為外遮陽、內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、也阻擋室內溫度上升;內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提高溫度;中置遮陽,兼有內外遮陽的特點,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負荷,在冬季可以節(jié)省取暖能源。研究結果表明,利用遮陽技術,建筑物可節(jié)省約40%的能源。在歐洲如果全面推廣建筑遮陽技術,每年可減少排放8000萬噸CO2。德國十分注重建筑遮陽技術的研發(fā)和應用?疾旖M所到之處,無論是辦公樓、商業(yè)建筑還是住宅樓,隨處可見遮陽裝置,應用十分普及。考察組參觀了德國望瑞門遮陽系統(tǒng)設備有限公司。該公司是創(chuàng)立于1954年,是國際遮陽行業(yè)的領導企業(yè),擁有全面的戶內外遮陽產品和智能控制系統(tǒng)產品生產線。該公司研發(fā)生產的智能遮陽百葉簾,在不同氣候和不同時間,都可根據太陽的高度,自動調節(jié)遮陽葉片的位置,實現(xiàn)有效的眩光保護和熱保護,同時還保證最大可能的可視度和日光照明。這類產品的廣泛應用,可以有效促進建筑節(jié)能,提高建筑舒適度。 5.供熱空調技術。雖然德國面積不大,但工程師能根據地域特點,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方式。同時,先進的控制系統(tǒng)可以使熱泵空調能根據室內外溫度、濕度變化情況進行精細調節(jié),對建筑物分層、分區(qū)進行溫度調控。公用建筑的熱泵空調系統(tǒng)能根據上下班時間進行自動開啟和關閉。根據公用建筑室內監(jiān)測空氣質量的傳感器返回的實時數據,新風控制系統(tǒng)能實現(xiàn)自動開啟、關閉以及調節(jié)新風量大小的功能。通過這些技術,大大提高供熱效率,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,從政策層面加以引導,例如,根據歐盟能源效率規(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;改造樓內采暖系統(tǒng),安裝新的散熱器和自動溫控閥等。 目前德國共有住宅約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,熱工性能較差,它們消耗了德國建筑能耗90%以上,需要全面改造,目前每年改造大約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160-200Kwh/(m2a)下降到70-90Kwh/(m2a),每年每平米住宅減少二氧化碳排放量達到40千克。 三、啟示和建議 目前我國正處于建設高峰期,每年新增建筑面積約20億平方米,超過所有發(fā)達國家每年新增建設面積總和,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、丹麥等發(fā)達國家的3倍以上,即使執(zhí)行“二步”節(jié)能標準(50%節(jié)能標準),能耗也是其2倍;建筑節(jié)能技術相對落后,在設計水平、建筑技術、設備材料制造及應用上,都與西方發(fā)達國家存在較大差距。因此,我國建筑節(jié)能潛力巨大,任務艱巨。德國、丹麥在建筑節(jié)能方面的很多做法,值得我國特別是東北地區(qū)學習借鑒。 (一)進一步完善建筑節(jié)能政策法規(guī)。 我國建筑節(jié)能領域的法律法規(guī)主要有《節(jié)約能源法》、《民用建筑節(jié)能條例》,目前已有10多個省市制定了本地區(qū)的《民用建筑節(jié)能條例》,東北地區(qū)僅有吉林省制定了該條例。落實《節(jié)約能源法》、《民用建筑節(jié)能條例》所需的部門規(guī)章、地方行政法規(guī)的制定工作仍然滯后。要加快完善建筑節(jié)能的政策法規(guī),針對住宅、農村建筑、公共建筑、工業(yè)建筑等不同類型建筑,分別制修訂相關工程建設節(jié)能標準,在設計、施工、運行管理等環(huán)節(jié)落實建筑節(jié)能要求。要進一步提高建筑能效標準,嚴寒、寒冷地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)要將建筑能效水平提高到“三步”建筑節(jié)能標準(65%節(jié)能標準),有條件的地方要執(zhí)行更高水平的建筑節(jié)能標準和綠色建筑標準。 (二)健全經濟激勵政策。 我國已在既有居住建筑節(jié)能改造、公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設、可再生能源建筑應用和綠色生態(tài)城區(qū)建設等方面,建立了財政資金獎勵政策,可適當提高獎勵標準,加大補助力度。要積極推進資源稅費和環(huán)境稅費改革,積極推進供熱計量改革,推廣階梯電價,充分發(fā)揮價格調節(jié)作用,減少能源消耗,促進建筑節(jié)能。 (三)大力推廣應用建筑節(jié)能新技術。 積極發(fā)展被動式建筑等低能耗建筑的建造技術,重點推動外墻保溫、節(jié)能窗戶、新風換氣、建筑遮陽等方面的節(jié)能技術和施工工藝在新建建筑和既有建筑改造中的應用,大力推廣太陽能、地熱等可再生能源在建筑領域的應用,通過技術進步帶動建筑節(jié)能。 (四)積極推進既有建筑改造。 以圍護結構、供熱計量和管網熱平衡等為重點,深入開展北方采暖地區(qū)既有居住建筑供熱計量及節(jié)能改造,強化節(jié)能改造工程設計、施工、選材、驗收等環(huán)節(jié)的質量控制,確保完成節(jié)能改造的既有居住建筑全部實行供熱計量收費,做好“既節(jié)能又省錢”,提高居民參與節(jié)能改造的積極性。以建筑門窗、遮陽、通風等為重點,在夏熱冬冷地區(qū)進行居住建筑節(jié)能改造,探索該地區(qū)適宜的改造模式和技術路線。 (五)加強專業(yè)人員的技術培訓。 加大對建筑節(jié)能設計、施工、監(jiān)理及檢測人員培訓力度,鼓勵、支持成立建筑節(jié)能專業(yè)培訓機構和咨詢機構,支持民間培訓機構建設。借鑒德國成功經驗,充分發(fā)揮工商聯(lián)等行業(yè)組織的作用,有效組織企業(yè)技術人員的培訓,積極推廣建筑節(jié)能新技術應用。 (六)加強宣傳,提高建筑節(jié)能意識。 充分利用媒體廣泛宣傳建筑節(jié)能的法律法規(guī)和政策措施,普及節(jié)能知識,重點向房屋業(yè)主、地產商等宣傳節(jié)能建筑帶來的經濟效益和社會效益,提高全社會建筑節(jié)能意識,增加低能耗建筑需求,促進建筑節(jié)能。
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