德國住宅對建築節能技術的研究與應用
日期:2016/12/14 22:50:11   編輯:古建築結構德國是一個非常重視環境保護的國家,德國住宅節能技術的研究與應用,處於國際領先地位。近年來,德國在這一領域的研究與實踐又有新的進展。從2002年2月1日開始實行的新建築節能體現了德國最新建築節能技術研究成果,有很強的實際操作性。這一節能規范的一個新型有效的節能措施,就是對德國住宅實行按建築面積為基准的耗能控制。規定了德國住宅建築體型系數(建築外表面積與其包圍的采暖體積的比值)相對應的建築物最大允許能耗標准和建築最大允許平均散熱系數以及一系列具體實施管理措施。
這一規范對德國的住宅開發以及建築材料市場產生了很大影響。預計中國的建築節能規范也將朝這一方向發展,同樣必將對中國的住宅開發及建材市場產生推動作用。這項最新的建築保溫節能技術規范的核心思想,是從控制單項建築維護結構(如外牆、外窗、屋頂)的最低保溫隔熱指標,轉化為對建築物真正的能量消耗量的控制,達到嚴格有效的能耗控制。
一、建築能耗的定量化——建築能耗證書系統
為什麼要建立能耗證書系統?我們去買一輛私家汽車,肯定會詢問百公裡油耗多少,廠家有明確的技術說明百公裡耗油多少升;我們去買冰箱,都要買節能冰箱,廠家也有技術資料說明冰箱每天耗電多少。而我們去買房子,誰也不去問,這套房子每年能耗多少,開發商也說不出來。國內市場上有的住宅每年能耗費用上萬元,這不光是給使用者帶來一筆巨大的費用,同時為產生這些能量所排出的CO2、SO2等有害氣體也對環境造成嚴重的污染。德國的最新建築保溫節能技術規范規定:新建住宅必須出具能量采暖需要量和住宅能耗核心值。特別是建築外圍機構熱損失量計算,證明建築每年所需的能量。分項列出所需電能、燃油、燃氣、燃煤數量,制成建築能耗計算表。
二、規范對建築技術材料的影響
這一規范對德國的住宅開發以及建築材料市場已經產生了很大影響。中國的建築規范也將逐步提高節能的標准和要求,可以預測中國的高檔住宅將逐步采用下列技術:外牆全部采用外保溫或通風式外保溫構造;嚴格避免冷橋構造,這將導致相應技術產品的發展;地下室外牆、女兒牆采用外保溫構造;推拉窗由於其密封性能不良將被淘汰,取而代之的是平開窗;外部遮陽技術產品將有大幅度發展。
三、住宅能耗標准及其計算方法
住宅每年最大允許能耗計算。基本原理是根據不同地區氣候統計數據和設計室內溫度,確定出每月室內外平均溫差;根據建築維護結構(外牆、窗、層面等)的設計導熱/隔熱系數,乘以相應的面積,可以算出采暖(制冷)所需能量。考慮進去采暖(制冷)所采用設備的熱效率和傳輸的損失,減去利用溫室效應、太陽能收集裝置和地熱、地冷等設備所節約的能源的數量,可以最終准確地計算出未來新建建築實際的能耗水平。為計算住宅建築每年的能耗,有相應開發的計算機軟件程序。
四、從建築物采暖各個環節上嚴格控制,實現有效節能
規定住宅建築最低標准的保溫值
節約夏季制冷能耗,控制建築外牆的熱穿透系數的最高允許值,或計算證明建築物的制冷負荷不超過標准。
控制建築的氣密性和通風換氣量,同時規定住宅要有滿足衛生,健康要求的最低通風換氣量(功能),要求有足夠的開啟扇面積和方便的開啟調節裝置。
規定住宅建築中盡可能避免冷橋構造
采暖設備和熱水系統所有新安裝的燃油氣,必須達到歐共體最新節能環保標准;鼓勵使用高效低溫鍋爐;所有小型鍋爐,必須采取相應的防止熱損失措施後才能投入使用;中央供暖系統安裝超過25kw的循環水泵,必須裝有至少三級自動調節裝置,以便根據供暖需要提供響應的熱水量。
采暖管線:安裝中央供暖系統的住宅居住區,必須安裝相應的中央自動控制系統。根據外界溫度和時間因素影響,自動調節供暖量以及自動開啟和關閉;熱水供暖系統,室內必須安裝溫度自動控制裝量,以根據溫度自動調節和時間變化供暖量;采暖管線包括在屋頂和牆內必須外包保溫材料,如采用熱傳導系數為0.035w/mk的保溫材料外包厚度約為管線內徑。如22mm內徑管外包20mm;100mm內徑外包100mm.
五、城市老住宅的節能保溫更新工程技術
德國有大量沒有采用新型保溫措施的老住宅,在老房子維修翻新建設中老房子外牆構造和翻修工程不同,根據規定對外牆最低傳熱系數 U=0.45-0.35w/平方米·k;規定外窗更新後最低為U=1.7w/平方米·k;規定與石采暖的房間或地下室與土地相鄰的牆體、樓板,在翻新時必須通過增加保溫材料使傳熱系數達到優於0.4w/平方米·k的標准;更新建築采暖鍋爐,推廣新型高效節能鍋爐,。
建築節能質量的保持
規定住宅在投入使用以後,不得因為外牆的變動而導致外牆保溫性能的降低;各種節能設備要運轉正常須有專業人員定期維護;各種采暖空調通風設備,須有專業人員定期維修檢查。
實際工程中的操作與執行管理。新建建築必須出具采暖需要能量和建築能耗核心值,建築必須出具建築熱損失計算,特別是建築外圍機構熱損失量計算證明建築每年所需的能量。分項列出所需電能、燃油、燃氣、燃煤數量。制成建築能耗計算表。改建翻新的老住宅也須按照新建住宅要求提供節能計算書。上述建築能耗計算書必要時須提供給主管部門,並作為售房、出租等過程中的必要文件。對於不能形成建築能耗計算表的老房子,住宅的業主有義務根據以往采暖數量計算出“住宅能耗核心值”。
借鑒成熟技術降低建築能耗
國內目前能耗水平大大高於歐洲,而住宅舒適水平與歐洲相距甚遠。由於建築設計上的不足,實施不利等因素,以至於新建建築開窗面積越來越大,而沒有采用相應的遮陽措施和保溫玻璃,如哈爾濱等著名的避暑城市,夏季以前不需要制冷的,現在新建住宅家家必須裝空調,否則沒法居住,而廣州等南方城市冬天也必須采暖,造成能耗大量增加。
德國建築節能技術規范EnEV2002,是經過多年發展完善而成。從德國在實際工程中操作的情況來看:執行新的節能標准有效地降低了建築能耗,促進了生態環保建築材料與技術的發展。借鑒德國成熟的節能技術與管理方法,有可能大幅度降低中國建築能耗,達到節約能源保護環境可持續發展的目的。