德国新型建筑节能理念与技术应用

1、德国新型建筑节能理念与技术应用作者:卢求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

2、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:l 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

3、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。l 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。(见图三.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

4、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(见图当建筑开窗面积不超过外墙部面积30%时,可采用下列简化计算

5、法:Qp=(Qn+Qw·epOp:建筑物每年初级能耗量Qn:每年采暖用能量;Qw:热水耗能附加值;Ep:设备系数。计算中考虑到构造冷桥系数减分因素:其中每年建筑采暖量Qn=66(HT+HV0.95(Qs+Qi其中:建筑外表散热值HT=(Fxi·Ui·Ai+0.05A温度修正系数 Fxi,如外墙为1,地下室外墙0.6,与不采暧的房间之间的隔墙为0.5。空气热损失 HV=0 .19Ve太阳能采暧 Qs=(Lsj·HP·0.56TgiAi建筑内部热能 Qi=22ANl 建筑物每年初级能耗量的计算Qp,按照DINEN832来计算。其中每年采暖用能源Qn

6、要按照每月能量平衡来计算出来l 生活用热水Qw按12.5nWh/m2年计算l 建筑围护结构热损失值HT按照DINEN832计算四.先进的建筑保温材料与构造技术将结合第九点节能建筑实例说明五.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。综合指标见第七章表格。单项指标通常:外墙热传导系数U0.35w/m2k外窗热传导系数U1.3 w/m2k屋面热传导系数U0.25 w/m2k地下室外墙热传导系数U0.35 w/m2k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。l 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

7、明建筑物的制冷负荷不超过标准。l 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,级标准。如需测试,规定在室内外压差为50Pa时,不得超过3h1。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。l 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。l 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

8、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。l 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。l 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/mk的保温材料外包厚度约为管线内径。如22mm内径管外包20mm;100mm内径外包100mm。六.城市老建筑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建筑,在老房子维修翻新建设中l 老房子外墙构造和翻修

9、工程不同,根据规定对外墙最低热传导系数U=0.450.35w/m2kl 规定外窗更新后最低为U=1.7 w/m2kl 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0.4 w/m2k的标准l 更新建筑采暖锅炉,推广新型高效节能锅炉,规定1978年10月1日以前投入运行的采暖锅炉,最晚必须在2006年12月31日前更换完毕,这实际上意味着所有目前接近使用年限的锅炉,从现在起就要更新换代了l 建筑节能质量的保持l 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。l 各种节能设备要运转正常须有专业人员定期维护。l 各种采暖空调

10、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l 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。达不到标准,得不到建筑批准。A/Ve 建筑体形系数 建筑最大允许能耗值 建筑围护结构最大允许平均热损失值 HT：单位 w/m2k 住宅建筑，每年初级能耗值 Qp"，单位 kwh/m²按每年每平方米建筑使用面积计算 其它建筑 Qp，单位 kwh/m³.年按采暖建筑体积计算 住宅及开窗比30%的其它建筑 住宅以外及

11、开 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 建筑最大允许能耗值和建筑围护结构最大允许平均热损失值 表中 Qp：初级能耗值，指每平方米建筑使用面积，每年所耗石油、煤炭等初级能源的数量 A:建筑围护结构面积，计算方法见 DIN ENIS013789 Ve：需加热的建筑体积，指上述 A 所包围的建筑体积 An：住宅使用面积计算按 AN=0.32 Ve l 注：楼梯间设备用房另有规定居室与不采暖楼梯间的隔墙热损失计算加换算系数。

13、l 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。 l 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。 l 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/m2a，具体计算方法在 德国按 DIN3807 规范。 上述能耗计算书和“住宅能耗核心值”是住宅建筑能耗特性的表述， 是德国通过有效利用能 源，减少 CO2 排放量的国家政策的一项具体实施措施。 八节能技术研究开发与推广应用的机制 为了减少建筑的能源消耗量， 德国政府和社会采取了以下几方面的有效的措施。 这

14、方面的经 验对我国很有借鉴意义。 l 颁布新的节能法规 l 强化住宅节能技术的基础研究 l 建立针对明确目标群组的宣传信息和咨询系统 l 通过宣传咨询使业主、开发商接受采用新型的节能技术 l 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 l 加强太阳能技术，太阳能取暖，太阳能发电等技术的研究 l 国家银行系统提供低息货款，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 l 私人企业支持科研和节能应用 此方面有：Wuestenrot, Schader, Betelsmann 等基金会。 十一 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