德国是一个环保意识非常高的国家,建筑节能技术的研究与应用,不仅仅是出于经济上利益的考虑,节约能耗费用,而是为了根本上减少能耗,从而达到减少CO2等有害气体排放量,减少全球范围内的温室效应,保护人类生存的环境。德国政府将节约能源、环境保护作为一项基本国策,宣布逐年减少二氧化碳气的排放量,到2005年将二氧化碳气排放量,相对于1990年的水平减少25%,建筑节能工作在这方面将起很大作用。
一. 德国最新建筑保温节能技术规范EnEV2002
德国从2002年2月1日开始实行新的建筑节能规范。这一节能规范体现了德国最新建筑节能技术研究成果,有很强的实际操作性。
这次最新节能规范的一个新型严格有效的节能措施,就是实行对新建采暧地区住宅实行按建筑面积为基准的耗能标准控制。规定了建筑体型系数(建筑外表面积与其包围的采暖体积的比值)相对应的建筑物最大允许能耗标准,和建筑最大允许平均散热系数,以及一系列实施上的具体管理措施。
二. 新型的节能核心思想
德国最新建筑保温节能技术规范的核心思想,是从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗、屋顶)的最低保温隔热指标,转化为对建筑物真正的能量消耗量的控制,达到严格有效的能耗控制。实际操作中具体管理方法如下:
建筑能耗定量化,建筑能耗证书系统
为什么要建立能耗证书系统?
我们去买一辆私家汽车,肯定会询问百公里油耗多少,厂家有明确的技术资料说明百公里耗油多少升;我们去买冰箱,都要买 节能冰箱,厂家也有技术资料说明冰箱每天耗电多少。而我们去买房子,谁也不去问,这套房子每年能耗多少。开发商也说不出来。国内市场上有的住宅每年能耗费用上万元,这不光是对使用者一笔巨大的费用,同时生产这些能耗的所排除的CO2、SO2等有害气体是对环境严重的污染。
为了减少建筑能耗,德国的最新建筑保温节能技术规范规定:新建建筑必须出具采暖需要能量和建筑能耗核心值,建筑必须出具建筑热损失计算,特别是建筑外围机构热损失量计算证明建筑每年所需的能量。分项列出所需电能、燃油、燃气、燃煤数量,制成建筑能耗计算表。
三. 建筑能耗标准及其计算方法
建筑每年最大允许能耗计算。计算方法采用动态模型系统,除了考虑建筑物保温阻热等参数外,也考虑太阳房温室效应,在冬日带来的正面影响,以及开窗朝阳,太阳能、地热、地冷等技术应用。
基本原理是根据不同地区气候统计数据和设计室内温度,确定出每月室内外平均温差;根据建筑维护结构(外墙、窗、层面等)的设计导热/隔热系数,乘以相应的面积,可以算出采暖(制冷)所需能量。考虑进去采暖(制冷)所采用设备的热效率和传输的损失,减去利用温室效应、太阳能收集装置和地热、地冷等设备所节约的能源的数量,可以最终准确的计算出未来新建建筑实际的能耗水平。为住宅建筑每年的能耗,有相应开发的计算机软件程序。
四.从建筑物能耗各个环节上严格控制、有效节能
l 规定建筑最低标准的平均保温值。新建住宅必须提供建筑能耗计算证明。只有满足新的建筑节能规范的标准才有可能得到建设批准。
2 节约夏季制冷能耗,控制建筑外墙的热穿透系数的最高允许值,或计算证明建筑物的制冷负荷不超过标准。
3 控制建筑的气密性和通风换气量规定新建住宅外窗的气密性必须达到DIN EN 12207-1,Ⅲ级标准。如需测试,规定在室内外压差为50Pa时,不得超过3h—1。
同时规定住宅要有满足卫生,健康要求的最低通风换气量(功能),要求有足够的开启扇面积和方便的开启调节表置。
4 规定建筑中尽可能避免冷桥构造。如果不可避免,在建筑热损失计算中考虑。在简化计算方法中降低总建筑热传导系统0.10W/M2·u。
5 采暖设备和热水系统
——所有新安装的燃油气 ,必须达到欧共体最新节能环保标准。
——鼓励使用高效低温锅炉
——所有小型锅炉,必须采取相应的防止热损失措施后才能投入使用。
——中央供暖系统安装超过25kw的循环水泵,必须装有至少三级自动调节装置,以里根据供暖需要提供响应的热水量。
五. 结语与展望
中国已制定出有具有相当高学术水平的,符合国情的建筑设计节能规范,相当严谨全面,只是单项标准偏低,加上缺乏有效的控制管理机制、使国内能耗水平大大高于欧洲,而住宅舒适水平反而降低。由于建筑设计上的不足,实施不利等因素,以至于新建建筑开窗面积越来越大,而没有采用相应的遮阳措施和保温玻璃,使哈尔滨等著名的避暑城市,夏季以前不需要制冷的,现在新建住宅家家必须装空调,否则没法居住,而广州等南方城市冬天也必须采暖,造成能耗大量增加。
德国这套最新建筑保温节能技术规范,适用与住宅以及办公、旅馆等公共建筑的节能设计与管理,是经过多年发展完善而成。从德国在实际工程中操作的情况来看,执行新的节能标准有效地降低了建筑能耗,同时并没有太多地限制建筑设计的表现力。在本文的实例中介绍的项目,采用全玻璃的建筑同样可以达到节能建筑的标准。借鉴德国成熟的节能技术与管理方法,有可能大幅度降低中国建筑能耗,达到节能能源保护环境可持续性发展的目的。