張彥林 曾令榮 吳雪樵

[摘要] 綠色建筑是德國(guó)建筑未來的發(fā)展方向。筆者結(jié)合考察的基本情況，以德國(guó)綠色建筑的能耗為基本出發(fā)點(diǎn)，介紹了新風(fēng)熱回收系統(tǒng)、新能源（太陽能、生物質(zhì)能源、地下淺層能量）、水回收利用系統(tǒng)、建筑圍護(hù)體系等在綠色建筑上的應(yīng)用，最后對(duì)綠色建筑發(fā)展提出幾點(diǎn)思考。[關(guān)鍵詞] 德國(guó)綠色建筑；新風(fēng)回收系統(tǒng)；新能源利用；水回收利用；建筑圍護(hù)體系；發(fā)展思考

[中圖分類號(hào)]F407[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A[文章編號(hào)] 2095-4085（2012）-06-0102-03

1引言

德國(guó)倡導(dǎo)大力發(fā)展綠色建筑。德國(guó)綠色建筑緊緊圍繞“建筑節(jié)能、提高建筑功能和品質(zhì)、增強(qiáng)居住和工作的舒適感”，真正體現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、綠色的概念。德國(guó)綠色建筑在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過程中，嚴(yán)格執(zhí)行綠色建筑系列標(biāo)準(zhǔn)，采用高質(zhì)量新型建筑材料和建筑新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新產(chǎn)品，提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能和建筑物能源利用效率，在保證建筑物室內(nèi)熱環(huán)境和空氣環(huán)境質(zhì)量的前提下，減少供熱采暖、空調(diào)、照明、熱水供應(yīng)的能耗，并與可再生能源利用、保護(hù)生態(tài)平衡和改善人居環(huán)境緊密結(jié)合。

2德國(guó)綠色建筑的主要內(nèi)容

德國(guó)冬天一般溫度在-10℃左右，最冷時(shí)-20℃，因此德國(guó)把綠色建筑的能耗放在首位。德國(guó)《EnEv2002》規(guī)定：新建住宅能源消耗不超過70 kWh/（m2·a），舊住宅不超過110 kWh/（m2·a）。而我國(guó)住宅耗能一般超過180kWh/（m2·a），有的甚至更高。德國(guó)綠色建筑除了強(qiáng)調(diào)能源節(jié)約以外，還注重室內(nèi)空氣質(zhì)量、新能源利用及污水回收利用等，本文中將從這幾方面重點(diǎn)介紹。

2.1新風(fēng)熱回收系統(tǒng)

室內(nèi)空氣是能量的載體，如果熱量不回收，會(huì)造成很大的能源浪費(fèi)，因此，德國(guó)鼓勵(lì)建筑上安裝新風(fēng)熱回收系統(tǒng)，現(xiàn)已在新建建筑和既有改造建筑中大量使用。筆者考察的柏林綠色建筑示范項(xiàng)目、Potsdam既有建筑節(jié)能改造項(xiàng)目等均安裝有此類系統(tǒng)。德國(guó)新風(fēng)熱回收系統(tǒng)空氣熱量回收效率一般在85%左右，同時(shí)還可確保室內(nèi)空氣新鮮，該系統(tǒng)的置換效率一般在0.4/h（小時(shí)置換效率）左右。

新風(fēng)熱回收系統(tǒng)通過外墻上的進(jìn)氣裝置輸入新風(fēng)，在進(jìn)氣裝置上有消音器、防蟲過濾器及強(qiáng)風(fēng)下的逆止門，還可過濾花粉，在保證室內(nèi)新風(fēng)交換的同時(shí)可保證室內(nèi)外濕度平衡。不僅能解決冷暖問題，還具有過濾空氣和殺死病菌的功能。

新風(fēng)熱回收系統(tǒng)有獨(dú)立式和集中式兩種。獨(dú)立式新風(fēng)熱回收系統(tǒng)一般應(yīng)用于獨(dú)棟居民建筑、別墅及既有建筑改造的獨(dú)立單元住戶；集中式新風(fēng)熱回收系統(tǒng)（見圖1）一般應(yīng)用于新建整棟綠色建筑，作為整個(gè)建筑的空氣熱回收循環(huán)系統(tǒng)。

a） 集中式系統(tǒng)熱交換裝置 b） 集中式系統(tǒng)除塵裝置

圖1 集中式熱風(fēng)回收系統(tǒng)

2.2新能源利用

（1）太陽能利用

在德國(guó)，太陽能在新建建筑和既有建筑改造上應(yīng)用較為普遍。德國(guó)建筑上太陽能利用主要有兩個(gè)方面：一是太陽能熱利用；二是太陽能光伏發(fā)電。太陽能熱利用依靠安裝于建筑頂層的集熱器對(duì)太陽能進(jìn)行采集，通過加熱水或空氣將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能，用于熱水和采暖。太陽能光伏技術(shù)是以光電效應(yīng)作為基本原理，依靠光伏裝置把光直接轉(zhuǎn)換成電能，建筑用電供給率可以達(dá)到60%以上。在德國(guó)，許多普通住宅也已安裝有太陽能光伏發(fā)電裝備，他們以自用為主，或?qū)㈦娸斔偷礁浇娋W(wǎng)，可以得到政府的獎(jiǎng)勵(lì)。

（2）生物質(zhì)能源利用

生物質(zhì)能是能源中除了太陽能、風(fēng)能、水電和核能以外，還具備大規(guī)模發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?。它的原料通常包括以下幾個(gè)方面：一是木材及森林工業(yè)廢棄物；二是農(nóng)業(yè)廢棄物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物；六是動(dòng)物糞便等。

德國(guó)一般把生物質(zhì)材料制成顆粒燃料，這樣可以提高生物質(zhì)燃料的熱利用效率（圖2）。據(jù)了解，經(jīng)技術(shù)處理成型的生物質(zhì)顆粒燃料用途廣泛，可以用于家庭炊事、取暖，也可以作為工業(yè)鍋爐和電廠燃料。

德國(guó)的生物質(zhì)利用已經(jīng)成熟，已形成比較完整的裝備制造產(chǎn)業(yè)（圖3）。另外，德國(guó)在稅收、價(jià)格、投資等方面給予生物質(zhì)發(fā)電優(yōu)惠政策，現(xiàn)在生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目已進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展階段。

（3）地下淺層能量利用

德國(guó)許多綠色節(jié)能小區(qū)均利用地源熱泵技術(shù)提供供暖和生活熱水，夏天時(shí)還可為小區(qū)提供冷源。德國(guó)的熱泵技術(shù)非常先進(jìn)，充分利用地下冬暖夏涼特點(diǎn)，使其成為理想的能源。當(dāng)熱泵運(yùn)行時(shí)，不但實(shí)現(xiàn)供熱或供冷，還將伴隨冷量或熱量交替蓄存于地下。夏蓄熱、冬回取，冬蓄冷、夏回取，將地下分別作為冬季熱庫和夏季冷庫，實(shí)現(xiàn)可再生能源的循環(huán)再生利用，實(shí)施主動(dòng)地下蓄能。

2.3水回收利用

（1）雨水回收

德國(guó)綠色建筑十分重視雨水的回收利用。建筑上的雨水回收系統(tǒng)包括三個(gè)部分：雨水的收集（圖4）、雨水的處理和加工后的雨水供應(yīng)。一般模式是將屋頂雨水通過雨漏管收集，通過集中過濾除去雨水中顆粒物質(zhì)，然后將水引入蓄水池貯蓄，再通過水泵輸送至用水單元。一般用于沖洗廁所或灌溉綠地等。

（2）中水循環(huán)

德國(guó)綠色建筑的生活污水處理是其亮點(diǎn)之一。在綠色建筑中獨(dú)立安裝污水回收和供應(yīng)管網(wǎng)系統(tǒng)（圖5），整棟建筑所有排放的污水經(jīng)管網(wǎng)匯聚到污水處理系統(tǒng)，經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)作為非飲用水重復(fù)使用。中水循環(huán)利用一方面可減少城市市政供水壓力；另一方面大幅度降低水消耗量，減少環(huán)境污染，降低對(duì)城市污水的處理壓力。中水可用于沖洗廁所、園林灌溉、道路保潔、洗車等。

圖5 德國(guó)綠色建筑住宅項(xiàng)目污水處理系統(tǒng)

2.4建筑圍護(hù)體系

德國(guó)政府認(rèn)為在綠色建筑的各項(xiàng)措施中，改善保溫隔熱性能是最基本和最主要的措施之一。在德國(guó)，熱能消耗占到建筑總能耗的75%，電耗占25%，因此使用高效保溫建筑材料成為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的首選。它主要以導(dǎo)熱系數(shù)λ≤0.2W/m·K的保溫材料來建造建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，從而起到良好的節(jié)能效果。德國(guó)的建筑墻體圍護(hù)體系要求供應(yīng)商只能銷售整個(gè)保溫系統(tǒng)，而不能銷售單一部分或單一材料。

德國(guó)大部分建筑為外保溫體系，占總建筑量的80%以上。德國(guó)的外保溫體系所使用的保溫材料較厚，一般采用l0～12 cm厚度，有的用到20cm以上厚度。而我國(guó)在實(shí)施節(jié)能50%的地區(qū)，外保溫材料的厚度普遍為5cm，實(shí)行節(jié)能65%的城市，保溫材料厚度增加至8cm，最終節(jié)能效果與德國(guó)相比差異較大。

德國(guó)的外保溫體系與國(guó)內(nèi)體系在材料、構(gòu)造和施工程序上大致相同，但在很多具體施工工藝、專用配件上存在著明顯的差距，特別是在體系的細(xì)節(jié)部分節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的處理上。例如：特別使用一些專門的節(jié)點(diǎn)元件，如包角、托架、窗臺(tái)板等，在門、窗、陽臺(tái)等建筑物節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行防水、防熱橋、防裂處理等。

3德國(guó)綠色建筑發(fā)展的幾點(diǎn)思考

3.1不斷提升建筑節(jié)能認(rèn)識(shí)水平

德國(guó)綠色建筑節(jié)能的關(guān)鍵，不是單純從材料、單項(xiàng)技術(shù)出發(fā)，而是通過一系列技術(shù)手段，從整個(gè)建筑系統(tǒng)出發(fā)控制建筑實(shí)際消耗的能源量，從而有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能。而我國(guó)許多城市的節(jié)能意識(shí)，尚停留在控制外墻、外窗的隔熱保溫，某些材料商也利用人們誤區(qū)單純強(qiáng)調(diào)建材的性能。這種單項(xiàng)孤立的能耗指標(biāo)控制使我國(guó)整體建筑節(jié)能效果并不理想。

3.2積極利用政策調(diào)控

德國(guó)政府利用稅收政策推動(dòng)綠色建筑及綠色建材發(fā)展。1999年， 德國(guó)開始實(shí)行生態(tài)環(huán)保稅收改革，政府適當(dāng)?shù)奶岣吡似?、建筑采暖用油及其它能源的稅率?目的是降低能耗， 鼓勵(lì)新能源技術(shù)的研發(fā)；德國(guó)政府開展許多資助項(xiàng)目，以調(diào)動(dòng)企業(yè)和個(gè)人投資節(jié)能領(lǐng)域的積極性；德國(guó)信貸和金融機(jī)構(gòu)也積極支持建筑領(lǐng)域的節(jié)能項(xiàng)目，并提供低息貸款。這些有利政策大大加快德國(guó)綠色建筑的發(fā)展步伐。而我國(guó)目前缺乏相應(yīng)的稅收調(diào)節(jié)政策及法規(guī)，綠色建筑的信貸和資助配套政策也不到位，使得綠色建筑及綠色建材的全面推進(jìn)難度較大。

3.3適時(shí)建立完整的建筑能耗量化指標(biāo)體系

德國(guó)建立了完整的建筑能耗證書體系，新建建筑必須出具建筑能耗證書，并且在建筑能耗證書中，有完整的不同量化指標(biāo)來清晰度量一座建筑的能耗，大大保證了建筑節(jié)能在實(shí)際中的操作性。德國(guó)的能源證書體系針對(duì)性和可操作性很強(qiáng)，對(duì)新建住宅建筑、新建公共建筑、既有改造建筑等建筑的綜合能耗、圍護(hù)墻體及門窗的傳熱系數(shù)等均有相應(yīng)的要求。我國(guó)也應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn)，從現(xiàn)實(shí)出發(fā)，制定相應(yīng)的量化節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，單純提節(jié)能50%或65%的指標(biāo)還不能滿足綠色建筑的要求。

3.4穩(wěn)步提高綠色建筑領(lǐng)域的技術(shù)水平

我國(guó)與德國(guó)綠色建筑的技術(shù)水平差距較大。德國(guó)綠色建筑應(yīng)用許多新技術(shù)作為支撐，從而顯著提高工作和生活的舒適度。一方面通過建造和改造過程中使用的保溫技術(shù)使能量損失降到最低；另一方面還采用帶有熱回收裝置的新風(fēng)系統(tǒng)、利用太陽能及地?zé)崮艿瓤稍偕茉础⑴鋫溆晁臀鬯h(huán)利用系統(tǒng)等。而我國(guó)的節(jié)能建筑僅僅是依靠外墻和屋面保溫來提高居住的舒適度，很難達(dá)到綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)要求。例如我國(guó)北方地區(qū)的冬季室內(nèi)需要新鮮空氣，只能選擇開門窗對(duì)流交換，這樣將使保溫和節(jié)能效果大打折扣。未來，我國(guó)綠色建筑新技術(shù)的廣泛應(yīng)用將會(huì)是具有挑戰(zhàn)性的新任務(wù)。