德國“被動式建筑”標準建筑節能令世界震驚

逯亞榮

德國在節能環保領域處于世界領先地位，其節能理念深入人心，環保政策面面俱到，從提高能效到開發利用可再生能源，從環保汽車到節能建筑，從工藝流程到生活細節，樣樣都離不開節能環保。時至今日，節能環保產業業已成為德國又一大支柱產業。

從低能耗建筑到3升房， 再到被動式建筑和零能耗建筑， 德國在建筑節能上積累了豐富的經驗。下文將對德國建筑節能有關政策法規、建筑節能技術、建筑節能改造、以及行業組織在推進建筑節能工作中的作用等方面情況予以詳述。

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年爆發全球石油危機，德國開始大力發展可再生能源，另一方面也更加重視節能工作。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，提高建筑節能標準，發展先進節能技術，大幅降低了建筑物能耗。

德國加強政策引導

1.建立和完善政策體系，不斷提高建筑節能標準。

自20世紀70年代以來，德國出臺了一系列建筑節能法規，對建筑物保溫隔熱、采暖、空調、通風、熱水供應等技術規范做出規定，違反相關要求將受到處罰。1977年，德國第一部節能法規《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，為貫徹歐盟對建筑節能的要求，開始實施新的《能源節約條例》（EnEV2002），采暖能耗限額調整為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），關于被動式建筑（即超低能耗建筑）的采暖能耗限額將下降到15kW·h/(m2·a)，這是目前環保節能建筑的最高標準，基本實現建筑的“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、鄉鎮政府及能源供應企業提供各種地區性的資助計劃，例如聯邦政府光伏屋頂、高速公路兩側光伏工程補貼、巴伐利亞州學校建筑節能“50/50”計劃等。以達到EnEV-2009德國節能標準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，不增加民眾負擔，大大提高了社會節能意識。

3.推行建筑物的能源認證證書。

2002年，德國《能源節約條例》（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。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能改造的建議、措施及注意事項等。2004年，德國聯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。根據德國法律規定，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日起實施這一規定，同時要求面積超過1000m2的公共建筑必須在建筑物顯著位置懸掛能源證書。

注重建筑節能技術的研究及應用

1.建筑物圍護結構保溫隔熱系統。

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23-40cm，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.新風換氣系統。

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。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）；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，既可保持室內溫度穩定，也可隔絕室外噪音，還能節約能源。研究結果表明，使用不帶換熱功能的新風換氣系統，可以節能30%，如果帶換熱功能，節能高達80%以上。在德國，新風換氣系統已經與建筑物融為一體，成為不可缺少的重要組成部分。德國建筑節能法規要求，建筑物在設計時必須考慮通風問題。

3.建筑遮陽系統。

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，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，在冬季可以節省取暖能源。研究結果表明，利用遮陽技術，建筑物可節省約40%的能源。德國十分注重建筑遮陽技術的研發和應用，無論是辦公樓、商業建筑還是住宅樓，隨處可見遮陽裝置。

4.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，對建筑物分層、分區進行溫度調控。公用建筑的熱泵空調系統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測空氣質量的傳感器返回的實時數據，新風控制系統能實現自動開啟、關閉以及調節新風量大小的功能，實現節能目的。

注重對既有建筑的節能改造

除對新建筑實行較高節能標準外，德國對既有建筑的節能改造也相當重視。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，它們消耗了德國建筑能耗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到40千克。

具體而言，德國一方面制定有出關規章制度，例如，根據歐盟能源效率規程，每年要對3%的公共建筑進行節能改造；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；對供熱系統進行了大規模改造，拆除褐煤供熱鍋爐，安裝熱氣鍋爐和燃氣發動機熱電聯產裝置；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，安裝新的散熱器和自動溫控閥等。例如：

節能窗戶。窗戶結構是決定其節能性能的主要因素。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保節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/(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。

推廣供熱計量。兩德統一后，從1991年開始對既有居住建筑開展大范圍的綜合改造。通過改造樓內采暖系統，安裝新的散熱器和自動溫控閥進行溫度調節，加上電子式熱分配器進行供熱計量。1994年開始全面實現熱計量收費，困難人群政府給予補助。

目前我國每年新增建筑面積約20億平方米，超過所有發達國家每年新增建設面積總和。現有建筑80%以上都是高耗能的建筑，建筑能耗普遍在德國、丹麥等發達國家的3倍以上，即使執行“二步”節能標準（50%節能標準），能耗也是其2倍；建筑節能技術相對落后，在設計水平、建筑技術、設備材料制造及應用上，都與西方發達國家存在較大差距。因此，我國建筑節能潛力巨大，任務艱巨。德國在建筑節能方面的很多做法，值得我國學習借鑒。