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欧洲节能建筑“启示录”

2016-06-03 来源: 《中国建设信息化》2016年4月(下)

    欧洲的节能建筑从70年代开始,经过了40多年的发展取得了不少的经验和成绩。欧洲绿色节能建筑发展的非常好,对大家当今中国的绿色建筑发展来讲有很多值得借鉴的地方。
    欧洲节能建筑的发展历程可以分为四个阶段。第一阶段是20世纪的70—80年代,是建筑节能起步阶段,主要目标是减少建筑物采暖能耗,采取的主要技术措施是提高建筑物围护结构的热工性能指标,评判标准则依据建筑物围护结构的传热系数及构造做法作为是否节能的标志。
    在石油危机以前,全球各个国家主要依靠降低能源成本,增加化石能源生产来推动社会经济的发展。石油危机为能源政策带来了很大的挑战,所以节能从工业生产领域到交通领域,一直推广到建筑领域。1974年,法国、德国都先后颁布了相关建筑法规,德国提出所有建筑单位面积的采暖人口不能大于220度电。
    第二阶段是20世纪80-90年代,是节能建筑发展阶段。这一阶段的主要目标是继续降低建筑能耗,采取的主要技术措施是进一步提高建筑围护结构的热工性能,并采用节能的建筑设备系统和部件,评判标准则依据建筑物围护结构的传热系数、构造作法及建筑物终端能耗值作为评判标准。
    20世纪80年代,石油价格暴跌,环境保护在全世界高涨,在这样一个大背景下,能源的消耗与环境保护和温室气体排放联系起来,这些问题也都被纳入到节能政策当中。德国当时要求对通风散热、建筑散热、太阳能的隔热等等这些因素都要进行计算。
    第三阶段是2000年到2009年,这一阶段属于低能耗建筑发展阶段。该阶段的主要目标是提高建筑的能源使用效率,控制能源需求,采取的主要技术措施包括高性能的建筑围护结构,扩大再生能源使用和采用高效节能的设备系统。评判标准则依据建筑一次性能耗量的多少和年采暖能耗。
    这一阶段在建筑节能史中也是一个很大的进步,考虑的问题从采暖延伸到整个建筑,这一变革时期内,建筑产业的能耗进一步降低。以德国为例,70年代之前老住宅的采暖能耗水平大于250千瓦时,70年代—80年代节能改造住宅采暖能耗水平为150-200千瓦时之间;90年代节能建筑住宅采暖能耗水平达到80—120千瓦时之间,当时阶段的低能耗建筑住宅采暖能耗水平大概为70千瓦时。
    第四阶段是2010年一2020年,是近零能耗建筑发展阶段。这一阶段的要求是2020年12月1日前新建建筑需达到近零能耗水平,2018年12月31日前公共建筑要达到近零能耗水平,并规定欧盟成员国需制定2015中期计划,对既有建筑需采取措施使之成为近零能耗建筑。该阶段的评判标准依据建筑一次性能耗量的多少和年采暖能耗进行评定。
2010年欧盟成员国纷纷出台“近零建筑能耗计划”。具体来看,丹麦计划在2020年实现建筑能耗较2006年降低75%,法国计划在2020年实现建筑需可对外供能,德国计划在2020年实现运营无需化石燃料,匈牙利计划在2020年实现建筑零碳排放,荷兰计划在2020年达到建筑零能耗,挪威则计划在2017年实行实行被动式建筑标准。同时,美国针对建筑节能发展也制定了相关目标,包括计划在2020年实现零能耗住宅市场化,在 2025年实现零能耗商业建筑在低增量成本下运营,2030年实现新建联邦建筑全部达到零能耗的目标等。可以发现欧洲发达国家和北美国家,节能建筑整体都在向低能耗或者零能耗方向前进。 
    挪威近零建筑能耗发展计划以2007年标准为基准, 2027年逐步达到零能耗建筑。英国对于零碳居住建筑的定义是“居住建筑中所有能源消耗产生的净二氧化碳排放为零。其热损失系数综合考虑了墙体、窗户、气密性等因素后应为0.8W/M2.K或更低。以年为计量单位其家用电器和炊事排放二氧化碳应为零”。除此之外英国还提出了零能耗建筑,实际上零能耗建筑不光英国提出,欧洲其他国家也提出这一概念。零能耗建筑供暖、热水、设备能源以及辅助电力的需求,由建筑内部得热和可再生能源供给。所谓内部得热指的是太阳能,因为在冬天的时候太阳一照就供热,这些热能要把它保护起来;另一个可再生能源则包括太阳能光电板,这些都是零能耗。
    除此之外,还有产能建筑,以德国斯图加特产能建筑为例,该建筑中所有的电都是蕴含其中,不光可以解决建筑本身的所有能耗,而且生产的电还有多余。
    我国从80年代开始颁布建筑节能的相关标准。 1986年颁布了《民用建筑热工设计规程》、《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》;1995年颁布了《民用建筑节能设计标准》;2004年颁布了《北京市地方标准:居住建筑节能设计标准》,2012年颁布修订了《北京市地方标准:居住建筑节能设计标准》。
对于我国节能建筑的发展而言,主要目标是要提高能效、降低能耗。这需要相关技术措施予以支撑,包括提高围护结构热工性能,采用高效节能的设备系统;评价方法则依据围护结构传热系数高低,建筑设备系统的能效比和单位面积的能耗量。
    针对我国绿色建筑的节能水平,2013年进行了一次调查,当时全国评价的绿色建筑有1300多项,在这 1300多项建筑中选出了100项建筑作为实际调查对象。这100项建筑具有一定复杂性和代表性,包括严寒地区、夏热冬暖地区、夏热冬冷地区等项目。调查显示,其中 55个项目节能率全部高于50%,平均节能率为62.4%,节能效果优于国内同类建筑的水平。
    当然,目前我国的节能建筑发展还存在很多问题。《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》明确提出,要坚持“节约、清洁、安全”的战略方针,加快构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源体系。到2020年,一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右,煤炭消费总量控制在42亿吨左右;到2020年,基本形成比较完善的能源安全保障体系。国内一次能源生产总量达到42亿吨标准煤,能源自给能力保持在85%左右,石油储采比提高到14—15,能源储备应急体系基本建成;到2020年,非化石能源占一次能源消费比重达到15%,天然气比重达到10%以上,煤炭消费比重控制在62%以内;到2020年,基本形成统一开放竞争有序的现代能源市场体系。这些目标都为我国的节能建筑发展带来挑战。
    除此之外,我国建筑总的耗能量近十多年来稳步增长,社会经济的发展、生活水平的上升以及城镇公共建筑和住宅用能强度不断上升,也为我国节能建筑发展带来阻力。目前来看,提高技能率和能源使用效率方面并未达到降低能耗总量的目标,在节能观念上还存在重视设备系统和产品的能源使用效率,对优化建筑设计、合理控制消费需求引导行为节能措施方面不够。
    欧洲节能建筑的发展对于我国绿色建筑具有启示作用。在节能目标上,我国要从低能耗建筑向近零耗能建筑、零能耗建筑发展;在节能评价上,我国要从评价节能率和围护结构热工性能向评价建筑能源消耗总量发展;在节能技术上,则要从提高设备系统能源使用效率向采用被动式技术和可再生能源发展。
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