德国绿色建筑发展的几点思考

张彦林 曾令荣 吴雪樵

[摘要] 绿色建筑是德国建筑未来的发展方向。笔者结合考察的基本情况，以德国绿色建筑的能耗为基本出发点，介绍了新风热回收系统、新能源（太阳能、生物质能源、地下浅层能量）、水回收利用系统、建筑围护体系等在绿色建筑上的应用，最后对绿色建筑发展提出几点思考。[关键词] 德国绿色建筑；新风回收系统；新能源利用；水回收利用；建筑围护体系；发展思考

[中图分类号]F407[文献标志码] A[文章编号] 2095-4085（2012）-06-0102-03

1引言

德国倡导大力发展绿色建筑。德国绿色建筑紧紧围绕“建筑节能、提高建筑功能和品质、增强居住和工作的舒适感”，真正体现节能、环保、绿色的概念。德国绿色建筑在建筑物的规划、设计、建造和使用过程中，严格执行绿色建筑系列标准，采用高质量新型建筑材料和建筑新技术、新工艺、新设备、新产品，提高建筑围护结构的保温隔热性能和建筑物能源利用效率，在保证建筑物室内热环境和空气环境质量的前提下，减少供热采暖、空调、照明、热水供应的能耗，并与可再生能源利用、保护生态平衡和改善人居环境紧密结合。

2德国绿色建筑的主要内容

德国冬天一般温度在-10℃左右，最冷时-20℃，因此德国把绿色建筑的能耗放在首位。德国《EnEv2002》规定：新建住宅能源消耗不超过70 kWh/（m2·a），旧住宅不超过110 kWh/（m2·a）。而我国住宅耗能一般超过180kWh/（m2·a），有的甚至更高。德国绿色建筑除了强调能源节约以外，还注重室内空气质量、新能源利用及污水回收利用等，本文中将从这几方面重点介绍。

2.1新风热回收系统

室内空气是能量的载体，如果热量不回收，会造成很大的能源浪费，因此，德国鼓励建筑上安装新风热回收系统，现已在新建建筑和既有改造建筑中大量使用。笔者考察的柏林绿色建筑示范项目、Potsdam既有建筑节能改造项目等均安装有此类系统。德国新风热回收系统空气热量回收效率一般在85%左右，同时还可确保室内空气新鲜，该系统的置换效率一般在0.4/h（小时置换效率）左右。

新风热回收系统通过外墙上的进气装置输入新风，在进气装置上有消音器、防虫过滤器及强风下的逆止门，还可过滤花粉，在保证室内新风交换的同时可保证室内外湿度平衡。不仅能解决冷暖问题，还具有过滤空气和杀死病菌的功能。

新风热回收系统有独立式和集中式两种。独立式新风热回收系统一般应用于独栋居民建筑、别墅及既有建筑改造的独立单元住户；集中式新风热回收系统（见图1）一般应用于新建整栋绿色建筑，作为整个建筑的空气热回收循环系统。

a） 集中式系统热交换装置 b） 集中式系统除尘装置

图1 集中式热风回收系统

2.2新能源利用

（1）太阳能利用

在德国，太阳能在新建建筑和既有建筑改造上应用较为普遍。德国建筑上太阳能利用主要有两个方面：一是太阳能热利用；二是太阳能光伏发电。太阳能热利用依靠安装于建筑顶层的集热器对太阳能进行采集，通过加热水或空气将太阳能转换成热能，用于热水和采暖。太阳能光伏技术是以光电效应作为基本原理，依靠光伏装置把光直接转换成电能，建筑用电供给率可以达到60%以上。在德国，许多普通住宅也已安装有太阳能光伏发电装备，他们以自用为主，或将电输送到附近电网，可以得到政府的奖励。

（2）生物质能源利用

生物质能是能源中除了太阳能、风能、水电和核能以外，还具备大规模发展潜力的可再生能源。它的原料通常包括以下几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便等。

德国一般把生物质材料制成颗粒燃料，这样可以提高生物质燃料的热利用效率（图2）。据了解，经技术处理成型的生物质颗粒燃料用途广泛，可以用于家庭炊事、取暖，也可以作为工业锅炉和电厂燃料。

德国的生物质利用已经成熟，已形成比较完整的装备制造产业（图3）。另外，德国在税收、价格、投资等方面给予生物质发电优惠政策，现在生物质发电项目已进入商业化发展阶段。

（3）地下浅层能量利用

德国许多绿色节能小区均利用地源热泵技术提供供暖和生活热水，夏天时还可为小区提供冷源。德国的热泵技术非常先进，充分利用地下冬暖夏凉特点，使其成为理想的能源。当热泵运行时，不但实现供热或供冷，还将伴随冷量或热量交替蓄存于地下。夏蓄热、冬回取，冬蓄冷、夏回取，将地下分别作为冬季热库和夏季冷库，实现可再生能源的循环再生利用，实施主动地下蓄能。

2.3水回收利用

（1）雨水回收

德国绿色建筑十分重视雨水的回收利用。建筑上的雨水回收系统包括三个部分：雨水的收集（图4）、雨水的处理和加工后的雨水供应。一般模式是将屋顶雨水通过雨漏管收集，通过集中过滤除去雨水中颗粒物质，然后将水引入蓄水池贮蓄，再通过水泵输送至用水单元。一般用于冲洗厕所或灌溉绿地等。

（2）中水循环

德国绿色建筑的生活污水处理是其亮点之一。在绿色建筑中独立安装污水回收和供应管网系统（图5），整栋建筑所有排放的污水经管网汇聚到污水处理系统，经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内作为非饮用水重复使用。中水循环利用一方面可减少城市市政供水压力；另一方面大幅度降低水消耗量，减少环境污染，降低对城市污水的处理压力。中水可用于冲洗厕所、园林灌溉、道路保洁、洗车等。

图5 德国绿色建筑住宅项目污水处理系统

2.4建筑围护体系

德国政府认为在绿色建筑的各项措施中，改善保温隔热性能是最基本和最主要的措施之一。在德国，热能消耗占到建筑总能耗的75%，电耗占25%，因此使用高效保温建筑材料成为建筑围护结构的首选。它主要以导热系数λ≤0.2W/m·K的保温材料来建造建筑围护结构，从而起到良好的节能效果。德国的建筑墙体围护体系要求供应商只能销售整个保温系统，而不能销售单一部分或单一材料。

德国大部分建筑为外保温体系，占总建筑量的80%以上。德国的外保温体系所使用的保温材料较厚，一般采用l0～12 cm厚度，有的用到20cm以上厚度。而我国在实施节能50%的地区，外保温材料的厚度普遍为5cm，实行节能65%的城市，保温材料厚度增加至8cm，最终节能效果与德国相比差异较大。

德国的外保温体系与国内体系在材料、构造和施工程序上大致相同，但在很多具体施工工艺、专用配件上存在着明显的差距，特别是在体系的细节部分节点构造的处理上。例如：特别使用一些专门的节点元件，如包角、托架、窗台板等，在门、窗、阳台等建筑物节点处进行防水、防热桥、防裂处理等。

3德国绿色建筑发展的几点思考

3.1不断提升建筑节能认识水平

德国绿色建筑节能的关键，不是单纯从材料、单项技术出发，而是通过一系列技术手段，从整个建筑系统出发控制建筑实际消耗的能源量，从而有效实现节能。而我国许多城市的节能意识，尚停留在控制外墙、外窗的隔热保温，某些材料商也利用人们误区单纯强调建材的性能。这种单项孤立的能耗指标控制使我国整体建筑节能效果并不理想。

3.2积极利用政策调控

德国政府利用税收政策推动绿色建筑及绿色建材发展。1999年， 德国开始实行生态环保税收改革，政府适当的提高了汽油、建筑采暖用油及其它能源的税率， 目的是降低能耗， 鼓励新能源技术的研发；德国政府开展许多资助项目，以调动企业和个人投资节能领域的积极性；德国信贷和金融机构也积极支持建筑领域的节能项目，并提供低息贷款。这些有利政策大大加快德国绿色建筑的发展步伐。而我国目前缺乏相应的税收调节政策及法规，绿色建筑的信贷和资助配套政策也不到位，使得绿色建筑及绿色建材的全面推进难度较大。

3.3适时建立完整的建筑能耗量化指标体系

德国建立了完整的建筑能耗证书体系，新建建筑必须出具建筑能耗证书，并且在建筑能耗证书中，有完整的不同量化指标来清晰度量一座建筑的能耗，大大保证了建筑节能在实际中的操作性。德国的能源证书体系针对性和可操作性很强，对新建住宅建筑、新建公共建筑、既有改造建筑等建筑的综合能耗、围护墙体及门窗的传热系数等均有相应的要求。我国也应根据自身特点，从现实出发，制定相应的量化节能标准，单纯提节能50%或65%的指标还不能满足绿色建筑的要求。

3.4稳步提高绿色建筑领域的技术水平

我国与德国绿色建筑的技术水平差距较大。德国绿色建筑应用许多新技术作为支撑，从而显著提高工作和生活的舒适度。一方面通过建造和改造过程中使用的保温技术使能量损失降到最低；另一方面还采用带有热回收装置的新风系统、利用太阳能及地热能等可再生能源、配备雨水和污水循环利用系统等。而我国的节能建筑仅仅是依靠外墙和屋面保温来提高居住的舒适度，很难达到绿色建筑的标准要求。例如我国北方地区的冬季室内需要新鲜空气，只能选择开门窗对流交换，这样将使保温和节能效果大打折扣。未来，我国绿色建筑新技术的广泛应用将会是具有挑战性的新任务。