德国是一个环保意识非常高的国家,住宅节能技术的研究与应用,不仅仅是出于经济上利益上的考虑,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%,住宅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
这次最新节能规范的一个新型严格有效的节能措施,就是实行对新建采暖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具体实施管理措施。
这一规范对德国的住宅开发以及建筑材料市场产生了很大影响。预计中国的建筑节能规范也将朝这一方向发展,必将同样对中国的住宅开发及建材市场产生推动作用。
二、新型的节能核心思想
这项最新的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:
1、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,同时生产这些能耗所排出的CO2、SO2等有害气体是对环境严重的污染。
2、德国的最新建筑保温节能技术规范规定:新建住宅必须出具能量采暖需要量和住宅能耗核心值,新建住宅必须出具节能范围所需求的建筑。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(见下图)。
三、规范对建筑技术材料的影响
这一规范对德国的住宅开发以及建筑材料市场已经产生了很大影响。预计中国的建筑节能规范也将朝这一方向发展。由于高标准的节能要求,中国的高档住宅也将逐步采用下列技术:
1、外墙全部采用外保温或通风式外保温构造。
2、严格避免冷桥构造,将导致相应技术产品的发展。
3、地下室外墙,女儿墙采用外保温构造。
4、推拉窗由于其密封性能不良将被淘汰,取而代之的是平开窗。
5、外部遮阳技术产品将有大幅度发展。
四、住宅能耗标准及其计算方法
住宅每年最大允许能耗计算。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。
为计算住宅建筑每年的能耗,有相应开发的计算机软件程序(见右图)
计算住宅每年最大允许能耗的计算机软件程序
五、从建筑物采暖各个环节上严格控制、有效节能
1、规定住宅建筑最低标准的保温值。
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,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、规定住宅建筑中尽可能避免冷桥构造。
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,以便根据供暖需要提供相应的热水量。
6、采暖管线
——安装中央供暖系统的住宅居住区。必须安装相应的中央自动控制系统,根据外界温度和时间因素影响,而自动调节供暖量以及自动开启和关闭。
——热水供暖系统,室内必须安装温度自动控制装量,以根据温度自动调节和时间变化供暖量。
7、采暖管线包括在屋顶和墙内必须外包保温材料,如采用热传导系数为0.035w/m2·k的保温材料外包厚度约为管线内径。如
六、城市老住宅的节能保温更新工程技术
德国有大量没有采用新型保温措施的老住宅,在老房子维修翻新建设中:
1、老房子外墙构造和翻修工程不同,根据规定对外墙最低热传导系数U=0.45~0.35w/m2·k。
2、规定外窗更新后最低为U=1.7 w/m2·k。
3、规定与石采暖的房间或地下室与土地相邻的墙体、楼板,在翻新时必须通过增加保温材料使热传导系数U达到优于0.4w/m2·k的标准。
4、更新建筑采暖锅炉,推广新型高效节能锅炉,规定
5、规定住宅在投入使用以后,不得因为外墙的变动而导致外墙保温性能的降低。
6、各种节能设备要运转正常须有专业人员定期维护。
7、各种采暖空调通风设备,须有专业人员定期维修检查。
七、实际工程中的操作与执行管理
1、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。
2、改建翻新的老住宅也须按照新建住宅要求提供节能计算书。
3、上述建筑能耗计算书必要时须提供给主管部门,并作为售房、出租等过程中的必要文件。
4、对于不能形成建筑能耗计算表的老房子。住宅的业主有义务根据以往采暖数量计算出“住宅能耗核心值”,该值是指住宅每年能耗分摊到每平方米住宅面积W/m
八、节能技术研究开发与推广应用的机制
为了减少住宅以及所有建筑物的能源消耗量,德国政府和社会采取了以下几方面的有效措施。这方面的经验对我国很有借鉴意义。
1、颁布新的节能法规;
2、强化住宅节能技术的基础研究;
3、建立针对明确目标群组的宣传信息和咨询系统;
4、通过宣传咨询使业主、开发商接受采用新型的节能技术;
5、计算机模拟技术和建筑物使用能耗计算方法的深入研究,是生态节能居住区规划和住宅设计的前提条件;
6、加强太阳能技术,太阳能取暖、太阳能发电等技术的研究;
7、国家银行系统提供低息贷款,资助节能技术的应用。如:UFW银行支持的“十万住宅太阳能发电项目”特别对于低收入社会群体给予较大资助。DTA银行支持环保节能措施的项目;各州政府的支持计划;建筑师低收费老建筑提供节能措施咨询设计;
8、私人企业支持科研和节能应用。此方面有:Wuestenrot, Schader, Betelsmann等基金会。
九、结语与展望
中国已制定出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。
德国最新建筑保温节能技术规范,适用于住宅以及办公、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,达到节约能源保护环境可持续性发展的目的。
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