歐洲建筑節(jié)能新技術(shù)借鑒研究
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建筑節(jié)能是指在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計、新建、改造和使用過程中合理使用和有效利用能源，加強建筑物用能系統(tǒng)的運行管理，盡可能降低能耗，從而提高能源利用效率和建筑物舒適性。建筑節(jié)能是一項系統(tǒng)工程，涉及內(nèi)容廣泛，主要包括建筑采暖、空調(diào)、照明、熱水供應(yīng)等方面節(jié)能[1]。從建筑技術(shù)看，建筑節(jié)能包括了圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱、節(jié)能照明、新型供冷供熱等技術(shù)。從建設(shè)程序看，建筑節(jié)能與規(guī)劃、設(shè)計、施工、監(jiān)理等過程密切相關(guān)。從建筑材料看，建筑節(jié)能包含了節(jié)能型門窗、墻體材料、保溫材料等。
近30a來，世界各國在建筑節(jié)能政策法規(guī)的制定和實施、建筑節(jié)能產(chǎn)品的認(rèn)證和管理、新型建筑材料的開發(fā)和應(yīng)用等開展了大量工作，極大提高了能源利用效率，取得了巨大經(jīng)濟效益。可以說建筑節(jié)能已經(jīng)成為衡量國家經(jīng)濟水平和居民生活水平的重要標(biāo)志，一般經(jīng)濟越發(fā)達(dá)的國家，其建筑節(jié)能水平越高。發(fā)達(dá)國家特別是歐洲發(fā)達(dá)國家對建筑節(jié)能技術(shù)研究起步較早，取得的成效有目共睹。中國的建筑節(jié)能工作在20世紀(jì)90年代初才剛剛啟動，因此，與國外節(jié)能工作相比，還存在一定差距。如何借鑒國外節(jié)能經(jīng)驗，促進(jìn)中國節(jié)能工作的發(fā)展，是當(dāng)前需重視的問題。受20世紀(jì)幾次能源危機影響，歐洲發(fā)達(dá)國家普遍非常重視建筑節(jié)能，大量資金投入到建筑節(jié)能研發(fā)中，產(chǎn)生了一大批新技術(shù)并應(yīng)用到新建建筑及已有建筑改造中，最大限度利用自然能源，盡量減少能源與資源浪費，取得了顯著節(jié)能效果，并基本形成了“低能耗、高舒適度”相結(jié)合的歐洲建筑節(jié)能工作理念。以德國為例，自20世紀(jì)70年代以來，出臺了一系列建筑節(jié)能政策法規(guī)，對建筑物保溫、通風(fēng)、空調(diào)、采暖等技術(shù)規(guī)范做出規(guī)定，違反相關(guān)要求將受到處罰。1977年，德國第一部節(jié)能法規(guī)《保溫條例》（WSchV77）正式實行，提出新建建筑采暖能耗限額為每平方米樓板面積每年消耗能源250kW•h，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(jié)能的要求，開始實施新的《能源節(jié)約條例》（EnEV2002），采暖能耗限額調(diào)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(guān)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(huán)保節(jié)能建筑的最高標(biāo)準(zhǔn)，基本實現(xiàn)建筑“零能耗”[2]。2010年2月，歐盟出臺了《近零能耗建筑計劃》，要求2020年12月31日前所有新建建筑需達(dá)到近零能耗水平；2018年12月31日前所有公共建筑需達(dá)到近零能耗水平；歐盟成員國需制定2015年中期計劃；對于既有建筑，成員國需采取措施使之成為近零能耗建筑[3]。這些針對建筑節(jié)能的行動計劃，可在國家層面上分別執(zhí)行，各國可根據(jù)本國要求提出更高要求。雖然歐洲各國對不同能耗建筑的定義具有一定差別，但其低能耗建筑水平都較為相似。
2歐洲建筑節(jié)能新技術(shù)
歐洲在推動建筑節(jié)能采取的措施主要有兩方面：a)改善建筑物本身的熱工性能。例如充分利用通風(fēng)、太陽能、自然采光等來降低采暖和空調(diào)能耗，提高建筑門窗密閉性能，提高建筑物墻體保溫隔熱性能；b)提高建筑物內(nèi)空調(diào)、照明、采暖、家用電器等能耗系統(tǒng)及設(shè)備的能源效率。以下是近年逐步開始推廣使用的建筑節(jié)能新技術(shù)：a)建筑能效管理系統(tǒng)。法國施耐德總部大樓堪稱“世界上最節(jié)能的總部大樓”，同時也是全球首家通過ISO50001認(rèn)證的綠色建筑。這座大樓通過安裝能效管理系統(tǒng)，利用現(xiàn)代計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和分布式控制技術(shù)，建立完善的能耗監(jiān)測、管理體系，將建筑物或建筑群內(nèi)的變配電、照明、電梯、空調(diào)、供熱、給排水、燃?xì)獾饶茉词褂脿顩r，實行集中監(jiān)視、管理和分散控制，該系統(tǒng)由各計量裝置、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和能耗數(shù)據(jù)管理軟件組成。通過實時在線監(jiān)控和分析管理實現(xiàn)以下效果：(a)對設(shè)備能耗情況進(jìn)行監(jiān)視，提高整體管理水平；(b)找出低效率設(shè)備；(c)找出能源消耗異常；(d)優(yōu)化用能方案；(e)挖掘節(jié)能潛力；(f)診斷主要用能設(shè)備健康狀況，提出設(shè)備節(jié)能改造措施。實現(xiàn)能源消耗動態(tài)過程的信息化、可視化、可控化，最終降低能源消耗，節(jié)省能源費用支出；b)可再生能源綜合利用。太陽能是一種清潔的可再生資源，很多國家都在開發(fā)利用太陽能進(jìn)行建筑節(jié)能，目前主要利用太陽能進(jìn)行采暖、供熱水和發(fā)電，極大降低了常規(guī)能源消耗，是建筑節(jié)能的有效途徑。太陽能一體化建筑是當(dāng)前太陽能利用的發(fā)展新趨勢，通過太陽能為建筑物提供生活熱水、冬季采暖和夏季空調(diào)，同時可以結(jié)合光伏電池技術(shù)為建筑物供電。此外，國外發(fā)達(dá)國家還積極研究余熱、廢熱回收利用技術(shù)，減少對化石能源的開采和使用，達(dá)到建筑節(jié)能目的。積極探索可再生能源在建筑中的應(yīng)用，用其替代常規(guī)能源，是改善建筑能源消耗的另一途徑；c)儲能材料。建筑物可以在地板和天花板的厚板中利用這種材料，這樣白天建筑物能獲得熱量并將熱量儲存，在夜間熱量被重新利用，材料被冷卻，從而起到節(jié)能效果。其原理主要利用了建筑結(jié)構(gòu)的熱容特性來儲存大量能量，而且不會帶來建筑物溫度很大變化，但缺點是對夜間周圍環(huán)境溫度依賴性很大，而且只能提供顯熱冷量。因此，該項技術(shù)還有待進(jìn)一步研究開發(fā)應(yīng)用[1]。
3中國對歐洲建筑節(jié)能經(jīng)驗的借鑒
由于中國建筑節(jié)能工作起步較晚，目前建筑普遍存在耗能大、效率低等問題，與國外存在一定差距。歐洲發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在建筑節(jié)能取得了大量成績，可以根據(jù)國情，借鑒其先進(jìn)經(jīng)驗，進(jìn)一步完善政策法規(guī)，積極推廣建筑節(jié)能技術(shù)，全面推進(jìn)中國建筑節(jié)能發(fā)展。下一步中國應(yīng)加強以下工作：a)加快制訂和出臺建筑節(jié)能政策法規(guī)。建筑節(jié)能是一項系統(tǒng)工程，涉及技術(shù)、資金、稅收等各方面，很多工作需要國家、政府牽頭組織完成。建議國家應(yīng)加快出臺一系列鼓勵建筑節(jié)能的政策法規(guī)，鼓勵建筑節(jié)能研發(fā)和應(yīng)用，加大這方面資金投入；b)加大科學(xué)研究投入力度。世界各國的建筑節(jié)能工作從開始到發(fā)展，各項新技術(shù)不斷推出，始終貫穿著科學(xué)研究工作的引導(dǎo)、指導(dǎo)和參與；c)加強建筑節(jié)能宣傳教育。由于宣傳不夠到位，目前中國大多數(shù)人對建筑節(jié)能還比較陌生。國家應(yīng)加強宣傳教育，讓更多人了解建筑節(jié)能的重大意義，使其成為每個公民應(yīng)盡的義務(wù)。
4結(jié)語
歐洲等發(fā)達(dá)國家越來越重視建筑節(jié)能新技術(shù)、新材料的應(yīng)用研究，大量環(huán)保型節(jié)能材料、新能源技術(shù)已得到了推廣應(yīng)用，這也是中國建筑節(jié)能未來的發(fā)展趨勢。節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展是未來建筑節(jié)能發(fā)展的主導(dǎo)思想，因此，中國務(wù)必要進(jìn)一步推行建筑節(jié)能戰(zhàn)略，通過各類新技術(shù)的研究和應(yīng)用全面解決建筑節(jié)能面臨的技術(shù)、經(jīng)濟問題，使中國建筑節(jié)能工作邁向新臺階。
作者：呂訓(xùn)邦 單位：北京建筑大學(xué)
